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智能焊接发展趋势

智能焊接技术是工业 4.0体系中的重点发展方向之一。工业 4.0体系强调工业制造业、产品和服务的全方位交叉渗透。智能焊接系统需要对焊接机器和构件进行智能化集成,从而实现全流程的协同制造。目前,焊接系统的智能化水平仍然有限,制造业用的工业焊接机器人仍停留在示教再现阶段。对智能焊接的初步研究也局限于针对焊接过程中某一参数的控制。在未来一段时间内,智能焊接的发展趋势主要体现在以下几个方面:

1.多种传感手段的使用

在焊接加工现场部署多传感器,对焊接过程的上下文信息进行在线检测,包括加工过程相关参数、加工环境信息、操作者状态以及机器健康状态。 尤其是通过机器对全方位信息检测和预测,是机器进行自我感知和情景感知的前提条件。

2.加工数据的管理与共享

针对不同来源、多种类数据的管理与分析,可以有效地提高关键信息的可靠性和准确性。另外,通过数据共享,与大数据云计算等信息技术相结合,可快速制定焊接加工方案,并实现焊接加工的遥操作、监督控制。

3.机器智能的实现

机器智能的实现主要依托于计算机技术、信息技术等的发展。一方面,将焊接知识和人的经验进行规则化,转化为机器可以理解的语言,使得机器具有理解焊接加工问题的能力。另一方面,以此为基础,制定合适的推理规则和算法,使得机器具有对简单问题决策的能力。

4.良好的人机交互

智能焊接系统应该通过合理的手段与操作者进行对话。使得人和机器各自发挥所长。促进人与机器之间的合作,从而提高焊接系统解决复杂问题的能力。更进一步说,智能机器与人的交互过程应该是建立在机器对操作者当前状态感知的前提下的。机器需要针对操作者不同的工作状态、 疲劳程度以及业务熟练程度采取不同的交互策略和自主等级。

5.柔性化、个性化焊接服务的制定与实现

通过灵活的焊接系统集成方案,为用户提供个性化的焊接加工服务是工业 4.0”体系所强调的一个发展趋势。通过基于焊接的增材制造技术的发展,可以有效缩短产品生产周期,并且降低加工制造成本。另外,柔性化加工促进云工厂” 概念的实现,可以通过共享焊接加工流水线的方式,利用空闲加工设备,实现绿色、高效、人性化的焊接加工服务。

6.统一焊接设备的通讯接口

智能焊接系统中,要求机器与机器、人与机器之间的紧密通信。这就需要确定相应的通信标准,与整个工业 4.0”体系的通信标准相一致,从而促进分布式的多智能焊接加工平台的发展。另外,统一的通信标准可以促进传感器、控制器、数字化焊机等数据终端的即插即用,可以有效缩短焊接系统的搭建时间。

7.信息安全需要全面升级

在焊接加工过程的信息化升级过程中,网络、信息和数据的安全性需要得到高度的重视。发展信息安全防护技术,可以防止用户的相关信息和企业加工关键技术的泄漏,并且防止通过网络漏洞进行的恶意攻击,从而保障加工过程的顺利进行。