制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的主體，是立國之本、強(qiáng)國之基。《制造2025》規(guī)劃，智能制造代表著新的生產(chǎn)力方向，將為傳統(tǒng)行業(yè)帶來巨大效率改進(jìn)。

　　市場(chǎng)的需求在不斷的變化，新產(chǎn)品的生產(chǎn)周期越來越短，可是，激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)又要求的產(chǎn)品質(zhì)量，給產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)提出了新的挑戰(zhàn)。智能柔性焊接工作站具有高度的柔性，工作時(shí)間長(zhǎng)，性能穩(wěn)定，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，己經(jīng)越來越多地應(yīng)用在各種制造行業(yè)中。

　　一、智能柔性焊接工作站的   性

　　工業(yè)機(jī)器人智能柔性焊接工作站是將工業(yè)機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)品柔性制造結(jié)合，不僅使企業(yè)節(jié)約了產(chǎn)品工藝、設(shè)備采購及人工成本，還很大的提高生產(chǎn)效率和新產(chǎn)品的制造質(zhì)量，為進(jìn)一步深入研究新產(chǎn)品試制提供理論數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。相比于過去傳統(tǒng)落后的手工焊接工作站，工業(yè)機(jī)器人、現(xiàn)場(chǎng)總線等的出現(xiàn)為現(xiàn)代工廠的智能制造帶來了新的機(jī)遇，使得產(chǎn)品的整線生產(chǎn)加工向全自動(dòng)、高柔性、智能化的模式轉(zhuǎn)變。

　　結(jié)合工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的廣泛應(yīng)用，通過對(duì)多種產(chǎn)品的數(shù)模分析和工藝研究，通過具有可兼容多種產(chǎn)品的高柔性工裝夾具和集成高度智能化的控制系統(tǒng)，使得智能柔性焊接工作站實(shí)現(xiàn)對(duì)各類新產(chǎn)品的試制和批量生產(chǎn)功能。

　　二、工業(yè)機(jī)器人概述

　　工業(yè)機(jī)器人是指面向工業(yè)的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，是靠自身動(dòng)力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類指揮，按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行。

　　工業(yè)機(jī)器人是由主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等部分構(gòu)成。主體包括機(jī)座與執(zhí)行機(jī)構(gòu)，內(nèi)含臀部、腕部與手部，部分機(jī)器人可能還配有行走機(jī)構(gòu)。絕大多數(shù)存在若干運(yùn)動(dòng)自由度(3~6個(gè))，其中，腕部的運(yùn)動(dòng)自由度為1~3個(gè)；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包含動(dòng)力裝置與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，作用為使執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成相應(yīng)動(dòng)作；另外，控制系統(tǒng)嚴(yán)格按輸入程序向執(zhí)行機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)出明確指令信號(hào)，實(shí)現(xiàn)控制目的。

　　三、柔性生產(chǎn)概述

　　“柔性”是相對(duì)于“剛性”而言的，傳統(tǒng)的“剛性”自動(dòng)化生產(chǎn)線主要實(shí)現(xiàn)單一品種的大批量生產(chǎn)。剛性的大批量制造自動(dòng)化生產(chǎn)線只適合生產(chǎn)少數(shù)幾個(gè)品種的產(chǎn)品，難以應(yīng)付多品種中小批量的生產(chǎn)。柔性生產(chǎn)(FlexibleProduction)的概念，于1965年由英國的Molins公司提出。其基于柔性制造理念，契合了市場(chǎng)的多變性及激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)下生產(chǎn)方式多依賴市場(chǎng)導(dǎo)向、加選擇按需生產(chǎn)的特點(diǎn)，這對(duì)提高制造業(yè)的應(yīng)變力和靈活性、減少產(chǎn)品的生產(chǎn)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、人員勞動(dòng)效率和設(shè)備利用率等，都具有積極的影響。因此，是一種具有旺盛需求和生命力的生產(chǎn)模式。

　　四、智能制造概述

　　智能制造即人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，智能活動(dòng)貫穿于制造全過程，通過人和智能機(jī)器的配合.實(shí)現(xiàn)制造過程中人腦勞動(dòng)被擴(kuò)大、延伸或部分取代，將制造自動(dòng)化的內(nèi)涵擴(kuò)展至智能化、柔性化與高度集成化。因此，智能化必將成為制造自動(dòng)化在未來的發(fā)展趨勢(shì)。在制造過程的各個(gè)環(huán)節(jié)幾乎都廣泛應(yīng)用人工智能技術(shù)。

　　五、工業(yè)機(jī)器人智能柔性焊接工作站關(guān)鍵技術(shù)

　　1、工裝夾具的柔性化設(shè)計(jì)|

　　柔性夾具是指：在工件的形狀和尺寸有   變化后，可以適應(yīng)這種變化繼續(xù)使用的夾具。在可調(diào)整夾具和組合夾具的基礎(chǔ)上，進(jìn)行定位誤差分析，推導(dǎo)相應(yīng)的定位誤差計(jì)算公式；建立力學(xué)模型，推導(dǎo)相應(yīng)力學(xué)公式，綜合分析，設(shè)計(jì)出符合新產(chǎn)品的柔性工裝夾具。

　　2、焊接的工藝實(shí)現(xiàn)

　　不同的焊接方法有不同的焊接工藝，先根據(jù)焊接產(chǎn)品的材質(zhì)、化學(xué)成分和焊接結(jié)構(gòu)確定焊接方法，焊接方法主要采用電焊和弧焊，根據(jù)焊接方法來設(shè)計(jì)焊接工藝參數(shù)，如電流、電壓、焊接電源種類、極性接法、焊接層數(shù)、道數(shù)、檢驗(yàn)方法等等?？傊?，   在焊接工藝上有所突破，才能適應(yīng)市場(chǎng)需求。

　　3、機(jī)器人工作站的現(xiàn)場(chǎng)總線控制與通訊的實(shí)現(xiàn)

　　工業(yè)機(jī)器人智能柔性焊接工作站的弧焊機(jī)器人工作站系統(tǒng)采用西門子PLC，PLC作為主站，安川機(jī)器人作為從站，二者使用profinet通信協(xié)議進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)總線控制；而弧焊機(jī)器人工作站中的傳感器、執(zhí)行元件和夾具氣缸等，則采用AS-i主從站的現(xiàn)場(chǎng)總線的通訊控制方式，AS-i接口是整個(gè)工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)中底層的總線，它只負(fù)責(zé)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集與傳輸，雖然信息量的吞吐比相對(duì)profibus等總線少了很多，但它的實(shí)時(shí)性和可操作性很高。

　　4、雙機(jī)器人多軸聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

　　根據(jù)多軸機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，抽象出雙機(jī)器人的正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，針對(duì)該模型多軸聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)不但單個(gè)機(jī)器人多軸聯(lián)動(dòng)，同時(shí)雙機(jī)器人之間也有聯(lián)動(dòng)。所以技術(shù)難度較大。

　　智能柔性焊接技術(shù)工作站提產(chǎn)品的工藝標(biāo)準(zhǔn)、制造質(zhì)量及生產(chǎn)效率，并且實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線可同時(shí)兼容多種產(chǎn)品的試制和批量生產(chǎn)功能，工裝夾具的切換和控制系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，不僅使企業(yè)節(jié)約了產(chǎn)品工藝、設(shè)備采購及人工成本，還很大的提高生產(chǎn)效率和新產(chǎn)品的制造質(zhì)量，為進(jìn)一步深入研究新產(chǎn)品試制提供理論數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。