在機器人弧焊過程中,由于焊接時工件熱變形會導致位置偏差,所以高效焊縫跟蹤能力是必須的。
焊縫跟蹤,是指在焊接過程中實時檢測焊槍偏離焊縫中心的距離,通過調整焊槍的位置,來提高焊接質量,即將焊炬視為被控對象,被調量為焊炬相對于焊縫中心線的位置偏差,使用機械、電弧、激光、視覺等這些傳感器測量手段調節焊炬,保證焊接過程中電弧焊接點與焊縫中心線對中。
要保證更好的焊接加工質量,準確的對焊縫進行跟蹤和糾偏控制是很好的一個技術途徑。由于機器人的復雜結構和非線性時變系統,幾乎所有模式識別方法都是基于簡單的線性系統。在這種情況下,基于分析模型的控制結構是不能夠勝任的。
目前應用于焊縫跟蹤的智能控制方法主要有模糊預測控制、自適應控制、模糊控制和人工神經網絡控制等。模糊控制在機器人技術中表現出較大作用,具備靈活控制性能特點的新控制技術必將取代傳統控制模式。
模糊控制算法的最大優點是不必建立被控對象的精確數學模型。近年來。模糊控制理論得到大量應用研究,焊縫跟蹤也朝著智能化的方向發展。模糊控制能夠解決大量不易解決的復雜問題,在工業控制領域中獲得了非常顯著的成績,在模糊控制算法方面,也已經有了大量的應用成果。
為適應各種不同的焊接環境,采用多種控制方法結合使用,在焊接機器人系統中的應用將越來越多。
國外眾多機器人生產廠商提供的產品都已包含了焊縫跟蹤功能。德國kuka與瑞士ABB、安川電機和日本FANUC并稱為工業機器人四大行業巨頭,研發出了一系列功能完善的在弧焊、點焊、激光焊接切割領域應用的先進機器人。
但是國內自主研制的弧焊機器人大多都沒有這項功能,為使弧焊機器人達到實用化階段,還需要另外再裝配創想焊縫跟蹤系統。
創想焊縫跟蹤系統采用激光視覺傳感技術,能夠采集到較多清晰的圖像信息量,再利用視覺和圖像處理技術,提高弧焊機器人焊接操作過程中的抗干擾能力。而且跟蹤精度高、可靠性高、成本較低。