1.1 研究的目的及意义

焊接是制造业中传统的重要加工工艺方法之一,应用领域非常广泛。随着现代信息化、自动化技术的发展,焊接自动化与智能化已经成为必然趋势,尤其是对于大口径、厚管壁的油气管道。由于大型油气管道焊接一般都在野外作业,地形地貌复杂,焊接环境较差,管道移动困难,所以焊接施工难度很大。但是其对焊接质量的要求高,因为焊接质量的好坏直接关系到管线以后使用的安全性,所以依靠传统手工焊接已经不能满足焊接需求,而管道全位置自动焊接技术的使用越发广泛。现有管道全位置自动焊接技术已经取得一定的发展成果,手臂式焊接机器人、基于焊接轨道的移动式焊接小车等都已经在现实工程中得到一定应用。但是手臂式焊接机器人活动半径易受限,而轨道式焊接小车受焊接轨道尺寸及安装等问题的限制,主要适用于小口径管道,因此无导轨式移动焊接自动化技术更能适应未来大口径油气管道焊接的需要。

现代科学技术手段的发展，直接使焊接技术发生了革命性的发展，传统的手工焊接技术已经逐渐被智能化机器人焊接技术所取代。随着智能化机器人焊接技术应用的越来越广泛，势必会在不久的将来成为制造业的主流焊接技术。未来的焊接机器人将不再是按照实现编程的程序进行按部就班的流水线工作，其智能化程度势必会得到大幅度提升，可以同时完成多重任务。未来智能化焊接机器人的发展方向将是高度智能和全面性的提高。

1.2 国内外研究现状

随着科学技术的发展，焊接已从简单的构件连接或毛坯制造，发展成为制造业中的精加工方法之一。随着制造业的高速发展，传统的手工焊接已不能满足现代高科技产品制造的质量和数量要求；同时，在对环境和人身安全的考虑上，均让我们认识到现代焊接加工正在向着机械化、自动化的方向发展。

焊接自动化主要是指焊接生产过程的自动化。其主要任务就是：在采用先进的焊接、检验和装配工艺过程的基础上，建立不需要人直接参与焊接过程的焊接加工方法和工艺方案，以及焊接机械装备和焊接系统的结构和配置。其核心说实现没有人直接参与的自动焊接过程。焊接自动化主要包括两方面：一是焊接工序的自动化，二是焊接生产的自动化。在焊接自动化方面主要的技术包括：机械技术、传感技术、伺服传动技术、自动控制技术和系统技术。焊接自动化不仅可以大大提高焊接生产率，更重要的可以确保焊接质量，减少人为因素的影响，改善操作环境及对人的伤害。自动化焊接专机、机器人工作、生产线盒柔性制造系统在工程中的应用已成为一种不可阻挡的趋势。

据此，国内外发展有如下概况：

高精度、高速度、高质量、高可靠性。由于焊接加工越来越向着“精细化”加工方向发展，因此，焊接自动化系统也向着高精度、高速度、高质量、高可靠性方向发展。这要求系统的控制器及软件系统有很高的信息处理速度，电气机械装置有很好的控制精度。如，机器人和焊接操作机行走机构的定位精度可达0.1mm，移位速度的控制精度可达0.1%。

集成化。焊接自动化系统的集成化技术包括硬件系统的结构集成、功能集成和控制技术集成。现代焊接自动化系统的结构都采用模块化的设计，根据不同用户对系统功能的要求，进行模块的组合。而且其控制功能也采用模块化设计，根据用户需要，可以提供不同的控制软件模块，提供不同的控制功能。