自动焊接技术论文范文第1篇

关键词：焊接教学；焊接问题；教学思考

目前，国内的许多技术学校的焊接教学模式基本上是遵从先理论、后实践的传统教学模式，学生的大部分在校时间都花费在理论的学习上，教学过程中的理论知识和实践也不能很好地衔接起来，教学方法比较乏味，不能引起学生的学习兴趣，而且也不能培养出具备卓越的操作能力学生，致使教学效果不理想。笔者认为，技术学校应当根据学生学习理论知识主动性不强、喜欢动手的特点，积极探索出新的教学模式和教学手段，结合学生的学习能力和焊接教学培训目标不断提高焊接教学质量。根据本人多年在焊接技术学校的教学经验，现在就来谈谈对焊接教学各个方面的几点看法。

一、明确教学培养目标。技术学校的学生一般都是学习成绩较差，接受知识能力较弱，他们大多是考不上高中或大学的学生，他们有一个共同点就是不喜欢在教室里听教师讲理论知识，很多学生上技校就是为了学实用的技术，赶紧到社会上工作，因此，这些学生往往不注重学习理论知识的学习和学习过程，只注重学习的结果。因此，作为焊接教师，我们要让学生充分明确每堂课的教学目标，使学生在学习是能够心中有数，进而积极认真地学习理论知识。在焊接课堂进行前，教师要设定好教学目标，并在课堂上循序渐进地引导学生进行学习，这样就会潜移默化地影响学生的学习态度。我认为我们可以从以下几个方面来检测自己的教学目标是否明确：1、教学任务是否可以测量；2、是否可以顺畅地复述教学任务；3、采用的教学手段、教学进度是否与教学目标一致。

一、革新教学理念，加强建设焊接专业师资力量。如今科学技术日新月异，技术学校要不断革新教学理念，不断提高焊接技术，跟上时展水平。作为焊接教师，我们要加强自身的职业素养和道德素养，定期参加焊接培训活动，不断地给自己充电，学习最新的焊接理论知识和操作技能，只有教师的业务水平跟上时代的发展，学生才能够学习到最新的焊接知识和焊接技术。

二、加强焊接培训教学活动，积极进行课程改革。培训学校要加强对学生的实训活动，学思想，在焊接教学上形成以专业基础课为理论基础，专业指导课和实践课相结合的教学模式，这样不仅让学生能够充分地掌握专业理论基础知识，以便指导焊接实践课程的进行，同时，用实践课程来更加深刻地理解和实践理论知识，只有通过实践和理论的相互促进和相互指导，才能够将焊接技术学得更扎实。在加强焊接培训教学活动时，学校和专业教师要制定好教学目标、行动计划和实践措施，通过在教学上的调研和分析，以实训课为核心来展开课程改革。对外语、数学、化学、语文等课程进行合理地压缩和科学地安排，对学生自己感兴趣的科目选择尊重“个性差异”原则进行，对于焊接专业课程进行优化和整理，把与焊接有直接联系的知识进行整编，把专业基础课、专业理论课和实践课进行融合，把焊接课程进行课题式和模块式配置，从而使焊接课程实践得更具针对性、科学性和趣味性，从而提高教学质量。

三、进行模块化教学，把理论融入实践。要不断对焊接专业课程的改革，将新的教学理念融入到教学活动中，探索新的教学模式。对焊接课程进行焊接理论学习 ——焊接实训——体化教学模式配置，将理论知识指导实训课程，把理论和实践紧密地联系起来；根据理论为实践技能提供服务，设计以埋弧焊、二氧化碳焊、焊条电弧焊等焊接方法为主的教学模式，将焊接应力、焊接工艺、焊接设备等理论融入到这些模块里，再根据立焊、横焊、仰焊等焊接位置来设计一块块小的教学模式。同时，把焊接操作、焊接过程教学视频、焊接操作演戏等方面巧妙地融入到这些教学模块。学校和教师在科学地设计教学模式时，也要让学生对所学的知识内容有一个充分的了解，只有这样，才能激发学生的学习积极性，增强学生动手能力。

四、进行趣味性教学，激发学生的学习积极性。教师要在课前进行备课、教学设计、教学进度安排等课前准备活动。教学设计要具趣味性和生动性，讲课时要根据教学内容利用风趣、幽默的教学语言进行教学活动，对于难以记忆的理论知识，教师要利用顺口溜、口诀等便于学生记忆的教学方式帮助学生记忆重难点知识，在课堂上进行的提问、解答、反问、讲题等都可以通过幽默、趣味的教学语言来进行，同时，可以进行通过些小游戏、谜语等活动来启发学生的学习思维，让学生放飞思考的翅膀，进而活跃课堂教学氛围，激发学生的学习积极性。值得注意的是，语言教学的趣味性在教学活动中要发挥得当，切不可哗众取宠，影响了正常的教学活动的进行。

五、充分尊重学生的个体差异性，实施“因材施教”教学模式。作为学校和教师我们应当非常清楚地明白学生在学习上存在着能力和个性差异。用“因材施教”的教学方式对学生进行教学活动。针对学生的个体差异性，按照学生的知识水平和特色将教学内容分为若干层次和模块，采用不同的教学方式和教学进度实行差异化的教学。例如，对初级、中级、高级等不同层次水平的学生进行不同的考核要求，或设计针对性的课题教学模块，对于优秀的学生进行高的要求，水平较低的学生进行低标准要求，从而在整体上提高考核标准，使每个学生都得到不同的进步。只有“因材施教”才充分体现教学中“以人为本”的教学模式，让学生充分变现自己的个性和能力，有机会体验“成功”的喜悦，从而不断自信和自强，进而形成积极、主动的良好学习心态。

六、优化教学评价体系。改进教学评价体系，可以增加教师教学活动的积极性，改进教学质量。在这里我们可以采用学生对教师教学质量的评价、学生之间的评价、教师对学生的评价等模式，充分调动学生的学习性和评价活动，让学生参与到教学内容和教学过程中的评价活动；例如对教材中理论是否符合实训要求，理论知识能否指导实际操作；对学生是否已经很好地学习和掌握了焊缝知识进行评价。在进行评价过程中要注意以什么方式来评价，要想达到什么样的评价目的。在评价活动中，值得注意的是要从鼓励、激发学生的学习积极性和焊接教学质量为目的。在教学活动中教师对学生进行恰到好处的提问和鼓励，诱导学生积极地探索知识和解决问题。培养学生独立的学习能力和思考能力。

总之，作为技术学校，我们要加强自身业务水平，不断提高教学水平，探寻新的教学方式和手段，进而为学生更好地服务。技术学校的学生是社会上技术工作人员重大的后备力量，是我国社会主义建设的重要组成力量，只有加强培养他们的理论知识和操作技能，才能够让他们胜任技术型工作重担，从而把我国技术业务提高到一个层次水平上来，进而更好地为社会主义和谐社会建设作贡献。■

参考文献

自动焊接技术论文范文第2篇

关键词：焊工；焊工考试；焊工现状；问题与建议

焊接作为钢结构构件的主要连接方式之一，焊接质量的好坏将直接关系到整个工程建设的质量和安全，而焊工是整个焊接环节实施的直接或间接参与者，是控制焊接质量中的重要一环。而开办焊接这一专业的高校很少，培养的焊接专业人才面对这一庞大的、技术水平参差不齐且流动性极强的从业人员队伍，尽快建立完善的人员技术资格培训与考核体系，是目前行业亟待解决的问题。在此，本文着重讨论了船舶焊工的现状以及焊工考试培训等方面的问题。

一、船舶焊工概况

1.船舶焊工的分布及来源

[JP3]中国的大多数船厂遍布环黄渤海工业区、长江三角洲、珠江三角洲，船厂对焊工需求量较大。目前我国的船舶焊工基本上都是从农村招来的民工，他们的文化素质较低，对焊接技术了解很少，尤其是对船舶焊接工艺规程的实施是很不理想的。

2.船舶焊工所面R的职业病

不同的焊接方法都不同程度地导致环境污染，继而对焊工的身体造成伤害。常见的污染伤害有焊接过程产生的有害气体、烟尘污染、弧光辐射、电磁、噪声污染伤害。电焊工的平均受教育程度低，职业卫生知识较为薄弱，不能准确了解电焊中对人造成健康危害的职业因素，防护意识淡薄。在焊接中能记得带劳保用具并能正确使用的焊工较少，并且越是工龄长的焊工，越是抱着得过且过的心态，对劳保用具的穿戴也更为随意，这对焊接事故的发生也埋下了隐患。焊工中由于很多都是外包的临时工，焊工大都没有签订人身意外伤害等保险。

二、船舶焊工资格考试

1.船舶焊工考试所存在的问题

[JP2]船舶焊工考试包括理论考试和焊接考试，其中理论考试存在较大问题。众所周知，焊工的文化知识水平普遍较低，自身不重视理论的重要性，在参加理论考试的时候基本走个过场，舞弊行为较多，理论考试难以达到预期目的。焊工资格考试仅仅局限在板、管对接焊上，其他基础知识和基本技能没有体现出来。但是现在企业生产中简单板对接焊技术应用较少，相反焊接维修、焊接工艺技术在生产应用非常广泛。

现在的焊工资格考试主要以手工电弧焊、二氧化碳气保焊和埋弧焊为主，随着焊接技术的快速发展，焊接方法也越来越多，焊接设备也更加先进，例如搅拌摩擦焊、激光焊、机器人焊接、高温钎焊等。这些先进焊接方法和技术已经被许多船厂应用，焊考委也理应对这些先进焊接方法进行相关培训并组织考试，规范焊接行业的各项操作规范。

2.船舶焊工考试改革

（1）理论考试的改革

焊工理论考试要更加贴近实际。焊工的文化水平普遍较低，可以将先前闭卷考试的模式变为网上答题，网上考试试题全为选择题，试题从题库中随机抽取，考生可在考前登录题库进行练习。这种考试形式灵活多变，更贴近实际，有助于参加考试的焊工学习焊接知识，使其理论水平真正得到提高。

（2）新型焊接方法考试

第一，摩擦焊。常见的摩擦焊有惯性摩擦焊和搅拌摩擦焊，焊接过程不消耗焊接材料，焊接时无烟尘污染。这两种焊接方法操作简单易懂，对焊工的操作技术要求不高，属于焊接操作工种，只需焊工熟练装配工件，调试参数就可进行焊接。焊后进行评定也较为简单。

第二，钎焊。钎焊变形小，接头光滑美观，适用于精密仪器的加工，如蜂窝结构件、透平叶片、硬质合金刀具和印刷电路板等。钎焊设备操作简单，属于焊接操作工种，需要焊工熟练掌握操作步骤，即可参加考试。

第三，激光焊。激光焊是以聚焦的激光束作为能源轰击焊接表面所产生的热量进行焊接的高效精密焊接方法。激光焊接操作复杂，属于焊接技术工种。每次进行焊接时都需调整焊枪，更换相应的焊丝，调整工装位置，激光焊焊枪固定在焊接机器人机械臂上，因此对操作人员的要求非常高。

第四，机器人焊接。机器人焊接分两种，一种是点焊机器人，点焊机器人操作简单，属于焊接操作工种；另一种是弧焊机器人，要求操作人员熟练掌握机器人编程，操作机械手臂完成焊接，这属于焊接技术工种。考试时要求考生完成焊接程序的编写，寻找合理的焊接参数完成焊接。

船舶焊工资格考试的改革将改变焊工学习内容和考试内容相脱节的局面，显著提高焊工的理论知识和焊接水准，完善船舶焊接考试，推动船舶焊接事业的蓬勃发展。

参考文献：

自动焊接技术论文范文第3篇

关键词：自动焊接；机械加工；应用

随着科学技术的不断进步，计算机信息化程度的提高和自动控制技术的不断发展，使得焊接自动化技术也发生了巨大的变化。目前，自动焊接作为一种高效、节能、环保的焊接方式，其应用越来越受到人们的重视。

一、自动焊接技术的工作原理

自动焊接技术是将焊接原理、自动控制原理、机械运动原理等进行了有机结合的一种加工技术，它实现了焊接过程的自动化。在自动焊接技术中，通过工件夹紧机构、脱料机构、焊枪夹紧机构、焊枪气动调节机构等装置完成了对工件和焊接设备的安装与定位，再通过导轨床体、转动机构、转动转台、气动尾顶滑台机构等装置实现了焊枪与工件的前后、左右、上下运动。

当前，自动焊接技术不仅采用了上述的各种原理和技术，同时大量运用了数字化技术和人工智能化技术，使得自动焊接技术向更高的一个技术平台延伸。埋弧焊、等离子弧焊、激光焊、激光复合焊、MIG/MAG焊、TIG焊、机器人焊接等都是自动焊接常用的设备与方法[1]。

二、机械加工行业对自动焊接的需求

在当今这个科学技术如此发达的时代，以往那种手动焊接技术已经很难满足时展的需要，随着自动焊接技术的不断发展，该技术对机械行业造成了非常深远的影响，自动焊接技术已经成为机械加工领域中不可缺失的一部分。我国于五年前就已经成为了世界上最大的钢材消耗国，用钢量已经超过了2亿吨，2014年我国的焊接材料生产总量为568万吨，其中仅埋弧焊丝的产量占比约10.5%，59.6万吨，年均增长率保持在10%左右。截止目前为止，从我国焊接领域的现状来看，自动焊接及时满足了机械加工领域中以下四个方面的需求。

（一）降低了人工成本

从企业的成本方面来讲，自动焊接技术因其工作效率高，大大降低了人工成本。在当今这个人工成本高涨的时代，自动焊接技术大大缓解了企业的用人成本，因此降低了企业的投入成本。

（二）降低了焊接危害

焊接技术被人们认为是一种对工作者身体有害的工种，手动弧焊中产生的弧光、烟尘、高温对人体的健康有着较大的影响，同时长时间的焊接操作对于工作者来讲是属于高强度的劳动。随着自动焊接技术的应用，不仅降低了工作者的劳动强度，还进一步缓解了人工焊接对工作者带来的压力与危害。

（三）满足了较高的焊接质量要求

对于高强度的焊接作业要求，如果仅仅是依靠人工手动来完成，焊接质量难以保证。随着科学技术的不断发展和人们对产品质量要求的不断提高，对于需要焊接加工的产品也逐渐向精细化、多元化的方向倾斜。因此，自动焊接因其种种优势取代了人工手动焊接。

（四）满足了企业竞争的要求

随着我国市场化经济的不断发展，企业之间的竞争力也在不断的升温，随着机械加工与制造行业全球化的到来，一个企业焊接设备与焊接工艺的好坏直接决定了该企业的核心竞争力[2]。自动焊接作为一种高效、节能、环保的先进加工设备和工艺，无疑在很大程度上提高了企业的竞争力。

三、自动焊接在机械加工中的应用

自动焊接设备是一种具有较高自动化程度的焊接设备，属于自适应控制类专机。它通过自身配备的传感器与电子检测线路，可自动跟踪焊缝的轨迹导向，甚至还可以自动完成对焊接参数地设置与调整。此外，它还能够利用诸如视觉传感触角传感器、光敏传感器等高等级传感器，通过与计算机系统、软件、数据库的配合，实现对参数调整的智能化，且人工操作十分简便。但是由于受到很多条件的限制，智能化焊接在实际生产中的应用较少 [3]。本文主要从自动化焊接专机与焊接机器人两方面来探讨自动焊接在机械加工中的应用。

（一）自动化焊接专机的应用

自动化焊接专机常用于一些大型设备的批量生产中，双丝焊接是自动化焊接专机采用的主要焊接方式，比如在推土机的焊接生产中，双丝焊接主要应用于主臂和车架的焊接。自动化焊接专机的使用大大提高了机械加工的生产效率，双丝焊接的效率一般是人工单丝焊接的2倍，而且采用双丝焊接，熔深较深，焊缝的力学性能更好。焊接自动化专机可用于直线、曲线等多种形式焊缝的焊接，焊接效率高，焊接过程中焊件的变形小，质量易于保障，适合大批量生产作业，同时还具有操作简单、成本低廉、安全可靠等优点，在机械加工中的应用较为广泛。自动化焊接专机具有很高的性价比。

（二）焊接机器人的应用

焊接机器人因其柔性化和数字化程度高、精度高、焊接质量稳定等特点，在机械制造企业的生产能力与竞争力方面起了非常重要的作用。焊接机器人在复杂的焊件中表现更为优异，它能够满足复杂焊接件的加工要求。

但是，由于焊接机器人成本高、操作难度大、结构复杂、价格高等特点，暂时还不能大规模地用于生产。另外，在采用焊接机器人进行焊接时的焊前准备工作，如组装、打底焊等，还得借助人工操作的方式完成[4]。另一方面，由于焊接机器人无法很好的自动跟踪焊缝，接触寻位的效果也不尽人意，窄小空间无法施焊等缺点，焊接机器人在结构和功能方面还需要不断进行研究改进。

四、结语

随着机械制造行业的不断发展，对产品质量与性能的要求也越来越高，自动化焊接专机和焊接机器人等自动焊接设备具有高质量、高效率等优势，越来越受到机械制造企业的推崇与青睐。由此，我们可以看出自动焊接技术不仅传承了传统手工焊接的优势，还不断改进了其的劣势。自动焊接在机械加工中的广泛应用，不仅使焊接产品的质量得到了保障，降低了焊接的成本，还改善了焊接加工的环境，减少了对焊接加工者的伤害。因此，我们应结合实际情况，要不断地引进学习先进的自动焊接技术，使我国自动焊接的技术不断地向更高水平迈进。

参考文献

[1] 王金涛.基于PLC控制的环形焊缝自动焊接系统[D].山东大学，2013.

[2] 聂新刚，顾莹.移动式焊接专机[J].机械工程师，2013，（02）：88-89.

自动焊接技术论文范文第4篇

关键词：中职院校；焊接专业；一体化教学

1 一体化教学计划和教学大纲

教学计划是学校组织教学的依据，也是制定教学大纲实施教学的指导性文件。保障“一体化”教学的实施，必须制定“一体化”教学计划。一体化教学计划的特点是将传统教学计划中分科学习分科结业的模式，改为理论与实践综合一体学习，将理论知识与操作技能有机的结合，贯穿始终，在学中干，在干中学，极大的提高学生学习兴趣。教学计划首先根据国家焊接职业标准，以学生为中心，以“必须”和“够用”为度，以适应企业组织生产和技术发展需要，结合学校具体实际情况，对“中、高、技师”级焊工的技能要求，确定教学目标和职业能力要求。然后将焊接专业所涉及的制图、机械基础、电工、金工理论、专业焊接理论、操作方法等相关知识和技能进行综合分析有机结合，分成若干个单元，每个单元依据不同的知识点又分成若干个课题或模块，根据不同课题采用不同的教学和评价方法，并制定每个课题或模块具体的教学目标和技能要求。

比如，将焊接一体化教学计划按焊条电弧焊、CO2气体保护焊电、手工氩弧焊、弧焊提高训练、特种方法的焊接、典型材料的焊接、典型结构梁柱的焊接、焊接生产应用等八个单元进行划分，每单元包含了不同深度广度的相关理论知识，并根据国家焊接职业标准和企业组织生产和技术发展需要，对每单元所涉及理论知识、操作技能提出教学目标和技能要求。中级工完成前三个单元，高级工完成前六个单元，技师完成全部八个单元。

教学大纲是落实教学计划、实现教学目标的最基本的教学文件。一体化教学大纲应依据教学计划，制定每个单元必须掌握的基本理论、基本知识和基本技能。根据一体化教学计划的教学目标和技能要求，把每一单元所涉及的制图、电工、金工理论、专业焊接理论、操作方法、技能以及相关安全知识等内容进行合理组合，由浅入深，安排在若干课题或模块之中，并对所涉内容提出知道、理解、掌握具体要求。知道：即对某焊接设备、焊接方法或焊接术语的感性认识；理解：是指学生对某焊接设备、焊接方法或焊接术语的里理性认识，能完成教学目标的基本操作；掌握：是指学生能用所学知识指导实践，进行熟练操作，掌握某方面技能，具有处理一般实际问题的能力。

一体化教学大纲要贯彻教学计划所体现的教学理念，既是教学环节的教学指导性文件，也是编写教案，实施教学和评价的依据。焊接教研组应在国家职业标准的基础上，围绕社会发展需求，对企业岗位职业能力进行调查研究分析，以职业技能为主干，制定焊接专业一体化教学大纲，明确每课题教学内容及课时多少，教学目标和技能要求。大纲应确定不同资格等级人才的教学要求和技能目标。针对新技术、新工艺、新设备、新材料的运用和发展，有条件可以组织学生到企业参观学习，或开发多媒体课件，增强学生感性认识，提高学生学习理论知识兴趣，变被动学习为主动需要。

2 教材内容结构的一体化和综合化

一体化教材是完成一体化教学要求和技能目标的基础。根据一体化教学计划、教学大纲和职业标准，按科学性、合理性、实用性、针对性和有效性原则编写一体化教材，遵循“从实践到理论，再从理论到实践”的认知规律，以理论与实践一体化的教学形式，设计技能训练课题或模块，突出理论与实践相结合，充分体现“学以致用、能力为本”的职业教育思想，切实做到所教、所学、所用衔接。以学生就业为导向，以企业用人标准为依据，在专业知识的安排上，紧密联系培养目标的特征，坚持够用、实用的原则，考虑技工学校的生源状况，在结构安排和表达方式上，强调由浅入深，循序渐进，强调师生互动和学生自主学习，并通过大量生动的案例和图文并茂的表现形式，使学生能够较轻松掌握所学内容，加强技能训练的力度，特别是加强基本技能与核心技能的训练。在考虑学校办学条件的前提下，力求反映社会和企业用人的现状和趋势，尽可能地引入新技术、新知识、新工艺、新方法，使教材富有时代感。同时，采用最新的国家技术标准，使教材更加科学和规范。

这就需要设计一种新型教材， 将教学要求和技能目标与基础理论和专业技能有机的结合，不单纯追求学科的系统性和完整性，而是根据培养目标的能力因素和岗位需求，筛选出学科中与培养职业能力直接有关并且使用频率较高的基础理论、专业理论知识内容，配合实践性教育环节，整合成为一个有机整体，形成一个以综合能力培养为主体，突出技能和岗位要求为目的的综合化实践课程体系。教研组长牵头组织骨干教师编写一体化教材。编写时，应突破传统教材重视理论的全面性和系统性的课程体系，对课程内容进行创新整合，取而代之的是以操作技能为主干，理论知识服从于操作技能所需，服从于生产所要的新型教材。

在一体化课程的设计中，不考虑各学科的系统性，而注重知识的适用性，以操作实践为主干，将焊条电弧焊单元分为平焊、角焊、立焊、管焊四个课题或模块，在每一课题或模块中都以操作技能为先导，焊前准备、工艺参数、操作方法、质量检查，然后展开焊接安全常识，焊接工艺理论，金属工艺理论，以及相关铆工知识、电工知识的入门、理解、掌握；把典型钢结构的焊接单元，分成容器的焊接、梁柱的焊接等模块，而在容器的焊接模块中以容器的焊前准备和焊接装配工艺为先导，展开相关的铆工板金知识，如放样、展开、下料、变形等；焊接检验知识，如射线探伤、超声探伤等。并用这些原理、理论去解释相关问题和概念，然后通过所学到的理论去控制、指导焊接操作实践，最终实现技能目标，学生既掌握操作技能又明白相关的基础理论和焊接理论，成为知识型技能人才。

3 教师队伍的“双师型，专业化”

“双师型”教师队伍是实施一体化教学的关键。“双师型”教师是指教学人员既懂专业理论知识，取得职业教育系列专业技术任职资格，又有高超操作技能，取得与岗位能力相对应的职业资格（至少高级技工职业资格）；既能讲授专业理论知识，又能指导生产实习。这无疑是对我们职业教育教师的挑战，同时也是职业教育教师的机遇，我们应抓住这一机遇，努力学习，不断取进，成为真正的名副其实的“双师型”教师。

“专业化”是焊接专业不同于其他专业、特有的焊接方法的“专业化教师”，是学生更好掌握焊接技能的保证，在欧洲有焊条电弧焊教师、二氧化碳焊教师、氩弧焊教师等。

焊接教师的专业化和一体化并不矛盾，恰恰相反，专业化的焊接教师是在一体化综合化的基础上，对某种焊接方法有更加精湛的技术，是 “双师型专业化”教师，在教学指导和训练过程中，能对某种焊接方法，更好地更全面地指导和传授学生，使学生能更好地掌握某种焊接操作技能和专业理论知识，学校应采取措施，提供支持，积极培养造就一批即懂理论又能操作的“双师型专业化”教师，并给予奖励，促进“双师型专业化”教师队伍的建设。

4 教学过程一体化和专业化的有机统一

教学过程的一体化是保证教学要求和技能目标实现的途径，是一种教学摸式。它是以理论与实践相结合的原则为指导，以操作技能为主干，通过由学生实际操作的动手行为引发一系列相关理论知识，来激发和引导学生学习理论专研理论的积极性和主动性。而且学生先有一定的操作实践经验，有利于深刻理解技术理论知识，并能使技术理论知识真正发挥实践功能。在“实践、认识、再实践、再认识”的学习过程中，使学生“知其所以然”，从而培养学生创造性解决问题的能力。采取项目教学、模块教学、互动教学等教学方法，以小组竞赛、技能比武取代期末考试，使学生既掌握实际操作技能又学会专业理论的一种教学方式。

一体化职业教育课程并非忽视对理论知识的学习，而是强调要让学生按照一种更合理、更有效的方式来进行相关理论知识的学习。因为教学过程的一体化，学习对象不抽象，易理解，好掌握，从中可获得成就感，更加激发了学生的学习兴趣。随着学习的不断深入，实践技能的不断提高，学生不断构建自己的知识结构，同时会有进一步学习理论知识的需求和渴望。

教学过程应具有鲜明的综合化的特征，教学过程应始终围绕培养对象的职业技能这一主题，同时，应根据专业教学要求和技能目标，考虑企业生产岗位对人才多样性、复合型及特殊性的要求，因此，在教学过程中，必须坚持以技能为重点，以实用为原则。在教学过程中可以针对新技术、新工艺、新设备、新材料的运用和发展，有条件可以组织学生到企业参观学习，在教师的指导下向工人师傅请教，亲自了解焊接岗位所需技能。对于先进的焊接设备方法如带极埋弧焊、搅拌磨擦焊，我们可以利用数码相机进行录制设计多媒体课件，增强学生感性认识，提高学生学习理论知识兴趣，变被动学习为主动需要。一体化、专业化和综合化的教学过程是最合适的方法。

专业化是指某种焊接方法的专业化，或某一模块某一项目的专业化，专业教师也是综合前提下的专业，他与综合化一体化并不矛盾，相反专业化教师更有利于模块教学、单元教学。教师任教中打破传统的跟班制，探索单元制或模块制任教，因为职业技术教育是以培养岗位技能为重任，专业教师能更好地传授职业技能，这就要求教师需有职业教育特有的教学方法的能力，即综合教学的能力。无疑，“双师型专业化”教师不是一种称呼，而需要超高的技能和精湛的理论。

5 建设一体化教学场地

一体化教学场地是实施一体化课程的重要物质保障，它既能满足理论教学，又能满足实践教学。所以教学场地既是教室又是车间，同时还是实验室。是教室要有黑板、课桌、电教化、多媒体设备；是车间要有焊接设备、切割设备、通风设备、工作台以及相关的工具护具和库房等；实验室要有与实验相对应的实验仪器设备。

总之，焊接专业一体化教学是以职业岗位能力目标为依据，以技能操作为先导，通过“双师型专业化”教师的综合化的教学指导过程，培养适应社会企业岗位需要的高技能人才的系统工程。重视职业教育不是一句空话，需要国家大量的投入，也需要教师辛勤的劳动和不懈的努力。

参考文献：

[1] 毛森.技工学校焊接专业一体化教学研究[J]湖南农机，2013（1）：181.

[2] 王建勋，蔡建刚.高职焊接专业教学内容与课程体系的改革与实践[J].电焊机，2012（10）：22-24.

自动焊接技术论文范文第5篇

关键词： 全图形示教； 焊锡机器人； 多轴联动运动控制； 焊咀运行轨迹控制； 可程控温控

中图分类号：TP242 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2017）06-05-03

Research on the key technologies of soldering robot with full graphics teaching system

Chen Yunzhi， Ge Haijiang

（Hangzhou Vocational & Technical College， Hangzhou， Zhejiang 310018， China）

Abstract： A soldering robot with graphics teaching system is studied in this paper， the multi-axis linkage motion control technology， the soldering tip trajectory control algorithm and path optimization design， the development of integrated hardware and software platform for soldering robot control， the development of interactive programmable temperature control system and the embedded full graphics teaching system， and the other key technologies of the system are studied with a detailed and sufficient discussion. It provides the theoretical and practical basis for the successful application of soldering robot.

Key words： full graphics teaching system； soldering robot； multi-axis linkage motion control； soldering tip trajectory control； programmable temperature control

0 引言

国际劳工组织和美国电子工业健康安全小组对加尼福尼亚著名的“硅谷”的调查材料表明， 在电子工业中，有70%厂家的工人，正受到焊锡、助焊剂蒸汽以及各种化学剂的危害。焊工们每天皮肤直接接触含铅的焊锡材料，吸入大量的助焊剂蒸汽。这些蒸汽中含有锡、铅、锢、砷、银、锌等金属，吸入后会引起贫血、消化不良等症状，使心、肺及生殖器官受损；松香和焊油蒸汽会损害人的皮肤等系统；同时在生产流水线上的紧张、单调、重复动作，还会影响人的精神和心理健康。据调查，受到电子行业职业性危害因素影响的工人中，视力受损者达56%；接触化学剂的工人中也约有50%的人患有视力疲劳、头痛、头昏、皮肤过敏等症状[1]。目前国内大部分企业仍采用有铅锡丝进行焊锡，一线作业人员通过对有铅锡材的直接接触、焊锡过程中产生的烟尘等有毒有害物质，将对一线作业人员的身体健康造成很大损害。根据研究表明，在我国工业生产铅接触的行业中（铅冶炼、蓄电池、油漆、焊锡、印刷等），电子行业的手工焊锡工人手部铅污染最为严重，甚至还出现焊锡作业工人亚急性铅中毒的案例。

随着社会的发展，传统的手工焊接已无法满足现代工业对焊接质量、工作效率的要求，科学的进步为自动焊锡机的产生与应用提供了技术基础。本文研究的全图形示教系统的焊锡机器人关键技术，将为焊锡机器人的自动化设备研制提供一定的理论和实践基础。焊锡机器人的成功应用将有效避免人为因素的干扰，保证焊接产品的稳定性，提高焊接产品的质量，保证产品质量一致性；同时可以改善劳动条件，减少一线焊锡作业人员与有毒有害物质的直接接触，有效防研究、治职业病危害，降低对工人焊接技术的要求；开发的全图形操作系统，易于让一线作业人员接受，改善传统的工作方式，提高生产率。

1 全图形示教系统的整体研究设计

本文研究目的是实现焊锡机器人替代人工焊锡。研究内容主要包括多轴联动运动控制技术、焊咀运行轨迹控制算法技术与路径优化设计的焊锡机器人的控制集成一体化软硬件平台开发、交互式通讯可程控温控系统的开发和嵌入式图形示教系统的研究等。针对各个模块的研究分析，攻克技术难点，完成全图形示教系统的焊锡机器人开发，并将机器人焊接技术进行应用推广，助力企业突破瓶颈，解放一线焊锡作业人员，避免有毒有害物质对人体造成的损害。

2 焊锡机器人关键技术研究

2.1 多轴联动运动控制技术研究

将DSP应用于运动控制器中，充分利用其信息处理速度快、运算精度高和兼容性好的优势来满足控制系统的多功能性要求也成为一种必然的趋势[2]。该控制方案能够运用DSP实现复杂的算法，进行大量的数据处理，从而加快系统的响应速度，使系统具备速度快、精度高、通用性好等高性能。根据现有X、Y、Z的三个空间坐标位置外，还增加了一个可以自由旋转的运动轴，称之为R轴，能实现360?自由旋转，更进一步模仿人手的灵活性，大大提高机器人焊锡作业的灵活度，减少运动位置的局限性[3]，可以让智能焊锡机器人适应更多产品。针对多轴联动运动控制技术研究，可以实现多个焊锡工艺动作的同步完成，具体的运动控制系统如图1所示。

2.2 焊咀运行轨迹控制算法技术研究

针对不同焊接工艺要求，需要专门对机器人焊咀运行轨迹进行设计，进而将运行路径优化。一个焊接动作可以分解成赘霾煌的步骤，每个步骤可以有各自不同的位置和独特的焊锡参数，然后将几个步骤组合起来便可以完成一个焊接动作。焊锡机器人的焊接动作可以分成两大类，一类是针对一个个独立的焊接点，另一类是针对有序排列的焊盘情况相同的焊点序列。以点焊与拖焊两种焊接工艺方法为例，如图2和图3所示。

2.3 焊锡机器人的控制集成一体化软硬件平台开发

利用高速数字处理器（DSP）、智能功率驱动模块（IPM），构建整体焊锡机器人智能运动控制硬件平台[4]，指令运行速度达到10ns。在设计中充分研究数字化传感技术（速度检测、位置检测、操作指令等）、低功耗电路、人机接口通讯技术、不易挥发的存储器（EEPROM）等相关技术，保证系统的高可靠性和易用性。以示教盒为核心的上位机的主要功能为信息采集、程序控制、参数设置和交互输出等。而作为下位机的运动控制器则是控制系统的核心部分，主要功能为接收上位机发送的指令并进行分析处理，进而完成控制系统中对实时性要求较高的位置控制、插补运算和输入/输出信号控制等具体的运动控制功能和算法，并且为电机驱动器提供脉冲量和模拟量接口，同时也向上位机实时反馈系统的运行状态信息。

在嵌入式硬件平台的技术上建立软件开发平台，完成数字化高速信号采集、数字化通信、算法编程等功能的实时多任务操作的一体化软件平台[5]，系统采用模块化编程，提高系统软件的可移植性和通用性。主要的软件模块包括：①信号数字化处理，包括位置、速度、工作电流、操作指令等；②钎焊速度控制算法和参数自适应；③基于模型的位置规划和控制算法；④人机接口通信模块，根据操作操作指令实施不同模式的运动控制；⑤基于PWM组的数字化控制空间状态输出驱动算法。焊锡机机器人控制系统软件是一个复杂的多任务实时软件，为了降低软件开发的难度，应当运用正确的软件开发方法，这样才能够便捷地进行软件开发，并且使得开发出来的系统软件能够具备较高的可靠性、较好的易维护性和较强的可扩展性，提高系统的开放性。

2.4 交互式通讯可程控温控系统的开发

在焊锡作业中，焊锡温度至关重要，较小的温度波动即会影响产品的焊接效果，开发一种与运动控制平台可通讯的温度控制模块，运用创新的PID控制算法[6]，使得运动控制平台与温控模块完成交互式通讯，实时监控发热模块的状态，并能根据焊锡机器人具体工作状态进行动态的调整，从而使温度模块的功率、温度等参数得到有效调整，迅速补偿焊接过程中所掉失的温度，充分解决回温慢的难题。①在设有内部存储有每步焊接温度的预设值以及控制执行焊接操作的中央控制器；②分别与中央控制器、温度采集器和头部相连，且能将每步实际焊接温度与每步焊接温度预设值进行对比，从而实时调节每步实际焊接温度的温差调节器；③提前加热控制器，分别与中央控制器和头部相连，且当中央控制器控制头部执行焊接操作时能利用两次焊接操作之间的间歇时间预先控制，使焊接温度达到下一次焊接温度预设值，来实现焊锡机器人温度模块的智能调节。当要进行焊锡作业时，智能温控模块先通过温差调节器将温度采集器采集到的头部执行机构每步实际焊接温度与存储在中央控制器内的每步焊接温度预设值进行对应比较，进行实时调节实际焊接温度；然后当中央控制器控制头部执行焊接操作时，提前加热控制器利用两次焊接操作之间的间歇时间进行温度预先加热，使焊锡温度迅速达到下一步焊接动作的设定值。

2.5 嵌入式图形示教系统的研发

基于焊锡机器人项目的研发目的，通过分析工厂中应用需求分析，示教系统实现以下功能。①示教指令编辑功能；②示教任务管理功能，完成示教文件的新建、编辑、删除、备份等功能；③手动运动控制；④系统参数设定，机器人应用环境很复杂，需要更改参数，完成数据更改功能；⑤帮助和提示功能，应用嵌入式系统的友好界面，加入分析用户当前操作和辅助用户正确操作，表现界面友好功能；⑥用户权限设定，在用户登录过程中需要验证用户的身份，并且显示机器人使用者当前权限等信息。

嵌入式图形示教系统运用于控制器前端的示教控制盒，通过通讯模块进行指令传送，实现示教系统对机器人的控制，它是独立于机器人主操作系统的控制装置。通过自主研发，抛弃笨拙的文本和键盘的编程调试方式，采用大屏幕全触摸屏来实现全图形化编程方式[7]，不仅可以提高工作效率，也可以让更多一线作业人员快速掌握机器人的操作方法，改善工作方式。通过对全图形化的示教系统进行设计开发，从人性化的UI和符合工程心理学触控按键，易学易操作角度开发操作界面，并通过与运动控制系统、温度模块的通讯连接，呈现焊锡机器人的个性化功能及创新点。

3 结束语

通过对全图形示教系统的焊锡机器人中的关键技术的研究，运用DSP控制技术实现了四轴联动运动控制；采用了点焊与拖焊方式来实现焊咀运行轨迹控制算法技术与路径优化设计；通过“DSP+IPM”和模块化编程方式完成一体化软硬件平台开发的开发；使用PID控制算法，完成了交互式通讯可程控温控系统的开发；最后通过大屏幕全触摸屏方式完成了嵌入式图形示教系统的开发。通过这一系列的研究，为焊锡机器人的开发提供了丰富的理论和实践的基础。生产出来的焊锡机器人得到企业的认可。焊锡机器人相关技术指标如下：采用液晶屏触摸，直观、易操作，作业员一键操作，简易化；四轴联动机构X、Y、Z、R轴+焊锡头角度可调，定位精度0.01-0.02mm；焊锡丝送锡达到0.1mm精度；焊锡速度比人工焊机快2-3倍。

参考文献（References）：

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况调查及对策研究[J].中国辐射卫生，2005.14（4）：310-311

[2] 张宝泉.基于DSP+FPGA的多轴运动控制器的研究[D].西安

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[3] 薛龙，焦向东，蒋力培，等.特种焊接机器人研制[J].制造业自动

化，2006.28（2）：49-52

[4] 林立.基于DSP和IPM的永磁同步电动机调速控制系统[J].

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[5] 王田苗.嵌入式系统设计与实例开发[M].清华大学出版社，

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[6] 李丙旺，张友照，陈文建.基于PID分段式温度控制系统[J].兵

工自动化，2011.30（9）：83-85