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1. 研究目的与意义（文献综述）
随着社会不断的发展,我国焊接技术水平逐渐提升,并取得了良好的成绩,在金属材料加工中得到了广泛的应用.现阶段,我国焊接行业在发展过程中主要以人工操作为主,生产质量与效率较低,不能满足社会发展的需求，智能化焊接在焊机产业的改革进程中势在必行[1]。焊接机器人作业为企业节省了高额的人工成本，它不仅能提高生产效率，也有效的避免工人在焊接烟尘、焊接弧光、焊接飞溅等恶劣的环境下工作。人工焊接的质量依托于工人的经验和技术熟练度，机器人焊接参数调节简单，且能根据机器人内部系统自动调节，由此机器人焊接的焊接质量更为稳定[2].
根据美国国际机器人联合协会的数据显示，现在工业机器人生产领域，焊接机器人的比重超过50%[3]。随着工业的快速发展，对焊接机器人的性能要求也在不断提升。对于焊接机器人的研究可以分为焊缝跟踪系统、离线编程与路径规划技术、弧焊电源技术、遥控焊接技术、虚拟仿真与人机交互技术、基于pc机的转变研究技术等方面[4-5]。机器人的轨迹规划是一个热点问题，相关研究已经非常深入，取得了显著的成果[6-7].
离线编程技术是在不使用焊接机器人的情况下，利用计算机图形学成果模拟焊接机器人工作环境，并通过软件和相应算法，达到对图形的控制和操作，合理构建焊接机器人的焊接路径，并实施编程。离线编程技术相比在线编程技术而言，可使编程者远离危险环境，提升工作效率，便于做到cad/ cam/机器人一体化等特点[8-9]。随着工业机器人的普遍应用，仿真和离线编程技术快速增长和完善。最早，焊接机器人普遍采用的在线示教编程方式，它不仅效率较低．而且占用了大量设备生产时间，造成焊接机器人利用率下降。尤其对更新换代较快以及结构复杂的产品，示教编程时间甚至占设备开机时间的50％以上。因此，离线编程的应用需求越来越大。与示教器相比，离线编程有编程效率高、轨迹精度高等优点。借助仿真软件，可进行机器人选型、焊钳选型、检查干涉、优化布局、预测节拍等工作，并且能够在调试前解决技术难题，缩短调试周期[10-12]。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
对尺寸为600mm×150mm×20m的Q345B板材进行焊接，采用机械方法加工V型坡口，坡口角度60°。采用二氧化碳气体保护焊，多道焊方法和陶瓷衬垫单面焊双面成型技术完成焊接。板料对接安装，装配间隙4mm，焊接时摆动的宽度为2mm。实验设备采用安川机器人，型号安川yaskawa MA1440（置地式F），它有1440mm的动态范围，适用DX200控制柜，在实现流程简化，在构造、性能、功能上的创新，提高了机器人的动作自由度和体型的小型紧凑化程度。采用通用型机器人离线编程软件RobotArt进行离线编程。
2.2 研究目标
1、熟悉焊接机器人的基本原理；
2、掌握焊接机器人空间运动模型建立方法；
3、焊枪平焊位置轨迹设计和编程。
2.3 技术方案
1. 采用通用型机器人离线编程软件RobotArt，练习编程，掌握机器人编程的基本原理和步骤。焊接机器人由本体、控制柜、焊接电源系统、焊接传感器和系统安全保护措施、焊接工装工具五部分构成。机器人本体，一般是伺服电机驱动的6轴关节式操作机，它由驱动器、传动机构、机械手臂、关节以及内部传感器等组成。它的任务是精确地保证机械手末端（焊枪）所要求的位置、姿态和运动轨迹。而机器人离线编程部分中最为核心的是对机器人运动学分析的研究。模型建立后，创建机器人离线轨迹曲线及路径、机器人目标点调整及轴配置参数，位置校准也是机器人焊接的重要部分。
2画出焊缝截面图，用序号标明每道焊缝。CO2单面焊双面成型工艺的焊接规范是比较灵活的，选择焊接规范时应注意焊接电流和电压的匹配，确保焊缝的良好成型。采用单面焊时，燃弧的位置十分重要。由于进行CO2单面焊时，电弧的电流密度较大，在熔池前端的母材上形成半圆孔，随着电弧的前进，熔化金属不断填满此半圆孔。操作时必须使燃弧点处于熔池中心。查询资料后，确定焊接规范如下表所示
| 焊接电流(A) | 焊接电压(V) | 焊接速度(mm/min) | 气体流量（L/min） |
| 180-200 | 24 | 120 | 20 |
3在SolidWorks中建立试板及夹具模型。建模软件采用SolidWorks，它可以定义模型与模型之间的精确的配合关系，在有尺寸要求的工程制图中做到精确设计。
4 设计制作平焊试板夹具，安装调试，固定平焊试板，将程序导入后，预焊无错后开机焊接，实现机器人水平位置焊接
3. 研究计划与安排
第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告
第4－6周：按照设计方案；熟悉机器人操作；建立机器人空间模型
第7－11周：校准空间模型；调试平焊位置的摆动焊接
4. 参考文献（12篇以上）
[1]郭石荣.焊接机器人离线编程技术在教学中的运用探讨[j].青苹果.2017(8).67
[2]刘溪.焊接机器人应用的优势与劣势研究[j].农业科技与装备.2015(12).41-43
[3]m. venkata ramana, b.v.r. ravi kumar, m. krishna, m. venkateshwar rao,v.s. kumar.optimization and influence of process parameters of dissimilarss304l – ss430 joints produced by robotic tig welding.materials today:proceedings.2020.479-482
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