如果我們先看一下汽車(chē)的發(fā)展階段，最初是模擬系統(tǒng)，如動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使駕駛變得非常容易。隨著時(shí)間的推移，更多的數(shù)字化被動(dòng)安全助手出現(xiàn)了，例如ABS、ESP、車(chē)道偏離預(yù)警系統(tǒng)等。如今，自動(dòng)駕駛汽車(chē)的時(shí)代即將來(lái)臨。

如果我們先看一下汽車(chē)的發(fā)展階段，最初是模擬系統(tǒng)，如動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使駕駛變得非常容易。隨著時(shí)間的推移，更多的數(shù)字化被動(dòng)安全助手出現(xiàn)了，例如ABS、ESP、車(chē)道偏離預(yù)警系統(tǒng)等。如今，自動(dòng)駕駛汽車(chē)的時(shí)代即將來(lái)臨。

機(jī)器人焊接朝著自主的方向發(fā)展，這也是工業(yè)系列化生產(chǎn)中的一個(gè)熱點(diǎn)話題，幾十年來(lái)，大型制造企業(yè)一直在朝著這個(gè)方向努力。其中一個(gè)關(guān)鍵因素可能是機(jī)器人焊接的數(shù)字輔助系統(tǒng)。在它們的幫助下，機(jī)器人可以更加獨(dú)立地行動(dòng)，不需要大量的外部干預(yù)。

更簡(jiǎn)單的機(jī)器人示教

任何穩(wěn)定的、全自動(dòng)的焊接過(guò)程的基本前提是焊接機(jī)器人的精確編程。因此，焊工必須精確地教給機(jī)器人焊縫路徑在三維坐標(biāo)系統(tǒng)中的位置。

專業(yè)的機(jī)器人焊接輔助系統(tǒng)可以在此時(shí)發(fā)揮作用，例如在焊絲上施加低感知電壓。如果焊工現(xiàn)在引導(dǎo)機(jī)器人焊槍到達(dá)需要焊接的起點(diǎn)和終點(diǎn)，當(dāng)焊絲接觸到金屬時(shí)就會(huì)發(fā)生短路，但由于電壓過(guò)低，不會(huì)發(fā)生實(shí)際焊接。這種短路被焊接電源轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)提供給機(jī)器人。如果收到信號(hào)，機(jī)器人可以保存這個(gè)位置數(shù)據(jù)，焊縫的起點(diǎn)和終點(diǎn)因此被精確記錄。

然而，接觸工件是有風(fēng)險(xiǎn)的。使用傳統(tǒng)的焊槍，包括其標(biāo)準(zhǔn)的送絲系統(tǒng)，很有可能會(huì)使焊絲彎曲。這時(shí)，具有可逆送絲功能的系統(tǒng)，即送絲的前后移動(dòng)，就能起到作用。在與金屬板接觸的瞬間，焊絲會(huì)自動(dòng)縮回，從而防止焊絲電極的損壞，同時(shí)也防止定位錯(cuò)誤。

把焊絲當(dāng)作傳感器使用

在焊絲上應(yīng)用感應(yīng)電壓，再加上反向送絲，就可以生出無(wú)限的可能性：現(xiàn)在最強(qiáng)大的系統(tǒng)允許電線以高達(dá)100赫茲的頻率前后移動(dòng)。如果將焊絲沿著工件上預(yù)先設(shè)定好的焊縫進(jìn)行工作，則工件上的每一個(gè)升降操作都可以被記錄下來(lái)。因此焊絲的運(yùn)動(dòng)軌跡可以在三維坐標(biāo)系中實(shí)現(xiàn)可視化。

邊緣檢測(cè)：對(duì)機(jī)器人路徑進(jìn)行修正

這種全新的基于焊絲的傳感器技術(shù)已經(jīng)在實(shí)際應(yīng)用中取得了巨大的成功。搭接處的邊緣檢測(cè)是其最重要的用途之一，目前已在工業(yè)生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。由于自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)上層和下層板材進(jìn)行焊接定位，偏差是一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題——這也被稱為公差。如果上層板材的邊緣位置與程序設(shè)定的值偏差太大，在焊接過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)熔合不全的情況。
在焊接開(kāi)始前，沿著規(guī)定的路徑進(jìn)行掃描，以最精確的方式記錄金屬板邊緣的實(shí)際值與設(shè)定值的偏差程度。因此，焊縫的路徑可以由機(jī)器人控制自動(dòng)糾正，可以實(shí)現(xiàn)上層和下層板材之間的完美連接。

高度測(cè)量：盡管有間隙但依舊能可靠的焊接

工件板材的位置不僅僅會(huì)水平偏移，下層和上層板材之間也會(huì)出現(xiàn)高度差異，如果間隙太大，會(huì)影響焊接效果。

由于數(shù)字信號(hào)也傳輸了精確測(cè)量的板材邊緣高度，焊絲傳感器能夠精確計(jì)算出板材之間的間隙大小。此外，它可以事先精確地確定焊機(jī)應(yīng)該對(duì)不同的間隙做出怎樣的反應(yīng)；根據(jù)間隙的大小，它會(huì)自動(dòng)調(diào)用被稱為Jobs的各種存儲(chǔ)焊接程序。因此，在面對(duì)不同的焊接挑戰(zhàn)時(shí)，可以有準(zhǔn)確的焊接參數(shù)，而這些參數(shù)對(duì)于目前的間隙大小來(lái)說(shuō)是最理想的。

焊接過(guò)程中的焊縫跟蹤和修正

到目前為止提到的傳感器技術(shù)都是為了抵消焊接之前板材的位置偏差。但是，如果焊接過(guò)程中出現(xiàn)較大偏差怎么辦？特別是在涉及厚金屬板（例如在鐵路或建筑車(chē)輛制造中遇到的金屬板）時(shí)，大量的熱量輸入會(huì)導(dǎo)致幾何變形，這需要在焊接時(shí)做出響應(yīng)。

如果焊接角焊縫或準(zhǔn)備好的對(duì)接焊縫，機(jī)器人以擺動(dòng)的方式執(zhí)行焊接過(guò)程。焊絲的位置從一邊到另一邊不斷變化。各個(gè)焊接參數(shù)，如電壓和電流，自然也會(huì)因此而改變。如果現(xiàn)在兩個(gè)工件中的一個(gè)由于熱的影響而偏離了它的位置，這將直接反映在焊接參數(shù)的設(shè)定值和實(shí)際值的差異上。

基于此信息，焊接機(jī)器人可以在焊接過(guò)程中自動(dòng)校正焊縫路徑。使得焊接受到的影響極小。

通過(guò)機(jī)器人焊接輔助系統(tǒng)節(jié)省成本

機(jī)器人焊接會(huì)推進(jìn)自動(dòng)化產(chǎn)線的發(fā)展。而用于此目的的輔助系統(tǒng)將使流程更高效，更可靠，從而可以大幅度減少返工，其他人工成本和材料成本。因此，以盡可能最佳的方式降低了總生產(chǎn)成本。

據(jù)小編了解，伏能士在機(jī)器人焊接輔助系統(tǒng)方面還是很厲害的。如2020年伏能士推出的WireSense系統(tǒng)，成功地推進(jìn)了使用焊接機(jī)器人進(jìn)行全自動(dòng)生產(chǎn)的目標(biāo)。焊接電源不再只是用于焊接，它也成為機(jī)器人的智能大腦。