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1.焊接机器人的发展历史
自1959年世界工业机器人ummate在美国诞生以来，机器人的应用和技术发展经历了三个阶段：
代是教学和繁殖机器人。这种机器人操作简单，不具备外部信息反馈能力，难以适应工作环境的变化。它在现代工业生产中的应用非常有限。
第二代机器人具有感知能力。这种机器人对外界环境具有一定的感知能力，具有听觉、视觉、触觉等功能。工作时，可借助传感器获取的信息灵活调整工作状态，确保在适应环境的条件下完成工作。
第三代是智能机器人。这种机器人不仅具有感知能力，而且具有判断、行动、记忆、推理和决策的能力。它能适应外部物体和环境，协调工作，完成更复杂的动作，并具有故障自诊断和修复能力。
焊接机器人是在焊接生产领域代替焊工的工业机器人。早期的焊接机器人缺乏“灵活性”，焊接路径和焊接参数必须根据实际工作条件预先设定，存在明显的缺点。随着计算机控制技术、人工智能技术和网络控制技术的发展，焊接机器人也从单一的示教再现型向以智能为核心的多传感器智能柔性加工单元（系统）发展。
2.焊接机器人控制系统
焊接机器人微机控制系统的硬件主要由S7-200PLC微机控制器与各传感器、电机的接口电路组成。
S7-200控制器模块包括：CpU模块、I/O模块和D/a模块。CpU模块可以实现复杂的实时控制功能。其指令执行时间为，包括各种算术逻辑运算指令、pWM运算等复杂指令、中断响应、高速脉冲输出等功能，大量位存储器、计数器和定时器、8K字节EpROM等；I/O模块采用晶体管端口，光耦隔离，输入输出电压24V，触点开关频率4kHz；a/D和D/a模块的模数转换时间、12位分辨率、输入范围和输出范围。
机器人的主要输入输出接口
I/O输入端口，包括焊接开始、停止、复位、焊接模式选择、焊接车辆和焊接调整，17个I/O输入点与摆动中心光电传感器共享。
I/O输出端口，三个步进电机的3个使能器和3个方向输出，两个直流电机的2个使能器和2个方向输出，电源、焊接、对准和故障指示器的4个输出，共14个I/O输出。
（2） A/D和D/A端口
A/D输入端口，摆动幅度、摆动速度、焊接速度、左滞后时间和右滞后时间的5个A/D输入，1个中心位置传感器，前CCD焊接车辆跟踪和后CDD焊接跟踪光电传感器，共8个A/D输出。
D/A输出口、步进马达频率调整的控制信号用1路D/A输出，焊接的焊接速度用数字表示的控制信号用1路D/A输出，合计用2路D/A输出。
（3）HSC高速计数器
步进马达的振幅检测使用HSC1高速计数器，通过测量步进马达的步进频率，实现性的振幅控制。
（4）pWM脉冲宽度调制
两个直流电动机的速度调整通过pLC主体的pWM高速脉冲宽度调制信号来控制直流电动机驱动电路，将从pLC模块输出的pWM脉冲信号转换为可调整的直流电动机驱动电压信号。
图1焊接机器人微机控制系统电路构成图
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息、传感技术、人工智能、生物工学等多学科的高科技，现在机器人技术的研究很活跃。
从目前国内外的研究现状来看，焊接机器人技术的研究主要有焊缝跟踪技术、离线编程和路径规划技术、多机器人协调控制技术、专用电弧电源技术、焊接机器人系统的模拟技术、机器人用焊接技术、集中在遥控焊接技术等7个方面。下面说明移动式焊接机器人的焊缝追踪系统。
3.移动焊接机器人的DSP焊缝跟踪系统
在整个焊接过程中，焊接机器人会自动寻找焊缝，进行焊缝的自动跟踪和机器人姿势的自动调整。显然，焊接机器人系统是一种复杂的实时多任务控制系统，系统将TMS 320LF 247作为整体控制系统的核心。动作速度快，有强大的运算功能和丰富的周边资源。可以大幅简化电路设计，提高系统可靠性。TMS 320LF 2047还具有强大的数字信号处理能力和运算能力，便于各种先进的控制算法和跟踪算法的系统实现，提高了系统的智能化程度。机器人整体的控制系统如图所示。
图2焊接机器人控制系统图
TMS 320LF 247控制作为整个控制系统的核心的信息处理和计算。DSP应用系统接收从控制面板输入的数据和激光束跟踪传感器检测出的数据信息，确定焊接机器人焊接中的控制参数和机器人姿势，并通过焊接珠跟踪算法确定控制参数调节两个驱动轮的速度，实现了串珠的跟踪。同时根据控制面板输入的焊接参数，调整焊接速度、角度和宽度，调整焊接过程整体，处理焊缝跟踪中的故障。
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