從工業1.0時代發展到工業4.0時代，科技在飛速進步。在焊接領域，越來越多的工業機器人被應用到各個場景之中，在機器換人的大趨勢下，焊接工作也慢慢的由手動變為自動。機器人焊接工作也從開始的“盲焊”發展到如今裝配傳感器實現智能化焊接，今天，小編和大家一起聊一聊焊接機器人的應用與發展。
焊接機器人的發展歷程
機器人的應用和技術發展經歷了三個階段：
第一代是示教再現型機器人。這類機器人操作簡單，不具備外界信息的反饋能力，難以適應工作環境的變化，在現代化工業生產中的應用受到很大限制。?
第二代是具有感知能力的機器人。這類機器人對外界環境有一定的感知能力，具備如聽覺、視覺、觸覺等功能，工作時借助傳感器獲得的信息，靈活調整工作狀態，保證在適應環境的情況下完成工作。?
第三代是智能型機器人。這類機器人不但具有感覺能力，而且具有獨立判斷、行動、記憶、推理和決策的能力，能適應外部對象、環境協調地工作，能完成更加復雜的動作，智能機器人還具備故障自我診斷及修復能力。?
焊接機器人就是在焊接生產領域代替焊工從事焊接任務的工業機器人。早期的焊接機器人缺乏“柔性”，焊接路徑和焊接參數須根據實際作業條件預先設置，工作時存在明顯的缺點。隨著計算機控制技術、人工智能技術以及網絡控制技術的發展，焊接機器人也由單一的單機示教再現型向以智能化為核心的多傳感、智能化的柔性加工單元（系統）方向發展。
焊接機器人國內外市場現狀
焊接機器人具有焊接質量穩定、改善工人勞動條件、提高勞動生產率等特點，廣泛應用于汽車、工程機械、通用機械、金屬結構和兵器工業等行業。據不完全統計，全世界在役的工業機器人中大約有三分之一用于各種形式的焊接加工領域。
國際機器人聯合會（IFR）數據顯示，2018年全球工業機器人安裝量為38.4萬臺，其中，中國地區機器人產業快速增長，2018年工業機器人安裝量達13.32萬臺，約占全球總和的34.7%，中國已經成為全球最大的工業機器人市場。
在我國，焊接機器人市場迎來了難得的發展機遇。一方面，隨著技術的發展，焊接機器人的價格不斷下降，性能不斷提升；另一方面，勞動力成本不斷上升，我國經濟的發展，由制造大國向制造強國邁進，需要提升加工手段，提高產品質量和增加企業競爭力，這一切預示著機器人應用及發展前景空間巨大。?
焊接機器人的應用
眾所周知，焊接加工一方面要求焊工要有熟練的操作技能、豐富的實踐經驗、穩定的焊接水平；另一方面，焊接又是一種勞動條件差、煙塵多、熱輻射大、危險性高的工作。
工業機器人的出現使人們自然而然首先想到用它代替人的手工焊接，減輕焊工的勞動強度，同時也可以保證焊接質量和提高焊接效率。然而，焊接又與其它工業加工過程不一樣，比如，電弧焊過程中，被焊工件由于局部加熱熔化和冷卻產生變形，焊縫的軌跡會因此而發生變化。手工焊時有經驗的焊工可以根據眼睛所觀察到的實際焊縫位置適時地調整焊槍的位置、姿態和行走的速度，以適應焊縫軌跡的變化。然而機器人要適應這種變化，必須首先像人一樣要“看”到這種變化，然后采取相應的措施調整焊槍的位置和狀態，實現對焊縫的實時跟蹤。
由于電弧焊接過程中有強烈弧光、電弧噪音、煙塵、熔滴過渡不穩定引起的焊絲短路、大電流強磁場等復雜的環境因素的存在，機器人要檢測和識別焊縫所需要的信號特征的提取并不像工業制造中其它加工過程的檢測那么容易，因此，焊接機器人的應用并不是一開始就用于電弧焊過程的。 實際上，工業機器人在焊接領域的應用最早是從汽車裝配生產線上的電阻點焊開始的。原因在于電阻點焊的過程相對比較簡單，控制方便，且不需要焊縫軌跡跟蹤，對機器人的精度和重復精度的控制要求比較低。
傳感器技術的應用
焊接環境受各種因素的影響，如：強弧光輻射、高溫、煙塵、飛濺、坡口狀況、加工誤差、夾具裝夾精度、表面狀態和工件熱變形等，實際焊接條件的變化往往會導致焊炬偏離焊縫，從而造成焊接質量下降甚至失敗。
焊縫跟蹤技術的研究就是根據焊接條件的變化要求弧焊機器人能夠實時檢測出焊縫的偏差，并調整焊接路徑和焊接參數，保證焊接質量的可靠性。其中傳感技術的研究以電弧傳感器和光學傳感器為主。
電弧傳感器是從焊接電弧自身直接提取焊縫位置偏差信號，實時性好，焊槍運動靈活，符合焊接過程低成本自動化的要求，適用于熔化極焊接場合。但電弧傳感器對工件坡口的要求較高，反應速度慢，靈敏度較差，對于復雜的工件來說，并不能滿足焊接要求。
光學傳感器的種類很多，其中激光以其高亮度、單色性、高方向性的特性和抗干擾能力，在光學傳感器應用上備受青睞，光學傳感器的研究又以視覺傳感器為主，視覺傳感器所獲得的信息量大，靈敏度高，結合計算機視覺和圖像處理的最新技術，大大增強焊接機器人的外部適應能力，激光跟蹤傳感具有優越的性能，成為最有前途、發展最快的焊接傳感器。
焊接機器人的前景
隨著控制系統的性能進一步提高，焊接機器人已由過去控制標準的6軸發展到現在能夠控制21軸甚至27軸的水平，并且實現了軟件伺服和全數字控制。同時以激光傳感器為代表的的傳感器系統的普及，實現了焊縫自動跟蹤和自動化生產線上物體的自動定位以及精密裝配作業等，大大提高了機器人的作業性能和對環境的適應性。
相信未來伴隨計算機技術、網絡技術、智能控制技術、人工智能理論以及工業生產系統的不斷發展，焊接機器人技術領域還有很多亟待我們去認真研究的問題，特別是焊接機器人的視覺控制技術、模糊控制技術、智能化控制技術、嵌入式控制技術、虛擬現實技術、網絡控制技術等方面將是未來研究的主要方向。