立體車庫設備制造中自動焊接技術的開發應用

羅觀寶

摘 要：現代社會人們普遍追求方便、舒適、經濟生活，在此種大環境下，家庭轎車數量與日俱增，受到城市人口密度和城市房地緊缺的影響，家庭停車車庫已經逐步向著立體車庫方向發展，毫無疑問立體車庫市場前景一片大好，這也促進了立體車庫設備制造行業的興盛。本文主要闡述研究立體車庫設備制造過程中自動焊接技術，借助自動焊接機器人應用開發和運行，能夠充分力提高設備制造產量和質量，有效提升了相關企業的經濟利益和創新利益。

關鍵詞：立體車庫；設備制造；自動焊接機器人；開發應用；分析

立體車庫，顧名思義是指用來存儲取放車輛的機械設備體系，一般主要應用于專業停車場管理企業，通過立體車庫能夠有效節省停車場面積，擴大停車存放量，從而提高其停車費用。按照車庫結構，其主要有車庫結構、傳統結構以及控制系統三部分內容，其中車庫框架、立柱和邊梁是其結構核心關鍵部件，這些部件一般由不同性狀品種筋板、鋼板鉚接組焊組成相應結構，其焊縫也呈現多面角焊縫、單邊V形焊縫，可以說這些設備焊接技術要求高，施工難度大。以往人工翻轉、變換角度焊接和氣體保護半自動焊接施工不僅效率低，而且焊縫質量也不高，一旦不慎就會導致有開裂、氣孔等狀況，嚴重影響生產效能，也無法滿足市場需求。因此改善其設備制造自動焊接技術，強化其焊接工藝就是當前相關行業人員亟需解決的重任，對此本文借鑒了國內外焊接機器人的開發和應用，并在此技術上吸收精華，結合實際進行改造創新，從而開發出更適宜本地企業生產的、性價比高、應用效果好的自動焊接機器人體系，使得其在立體車庫設備制造中發揮其應有的優勢和效能。

1.立體車庫設備制造中自動焊接開發內容

在立體車庫設備制造過程中，自動焊接機器人有確保焊接生產的穩定均勻性、高質量性、二十四小時高產能性、簡化人工勞力、降低人工技術難度、改善生產環境等的優勢特點，該自動焊接系統主要包括焊縫監控跟蹤、電氣控制、焊接電源、機械傳動等內容，能夠借助焊縫跟蹤系統信號反饋來掌握焊縫軌跡，從而指揮實現焊槍進行多道焊接程序，因此參考自動焊接機器人運行開發原理，實現其焊接技術的自動化有著十分現實積極的意義。本文設計開發就要重點考察焊縫監控跟蹤與其電氣控制是否相匹配，這就需要考慮焊接參數的有效控制（焊接電壓、電流、焊槍擺動軌跡等）以及雙工位設備的機械體系，這樣才能夠使得其開發應用系統達到最大效能。為確保該系統功能實現，要解決下面幾點：

第一，自動焊接技術。立體車庫設備構件焊接應當對齊對平，其焊接所形成焊縫也應該呈現出多面角與加強版組成焊縫。在進行設計開發時，就要考慮其焊槍運行軌跡能夠實現預期焊接效果，也就是要考慮焊接參數（電流、電壓、焊槍擺動軌跡）的控制。此外要考慮焊接有正負三毫米的平行度、加強板高度、坡口角度等誤差，因此合理采用先進激光跟蹤焊縫的傳感器。

第二，焊縫自動監督跟蹤體系。一般普遍會采用先進位移激光檢測器來定位焊接機械手定位、焊接工作中焊縫偏差測量，這個檢測器必須要具備傳感器和測量系統功能，通過檢測器光點（取決于檢測目標對象距離）位置變化來獲取動態信號，然后經過微控制器來處理，就能夠得到與被檢測目標距離相等的線性信號。這種優越的跟蹤傳感性能就能夠狼嚎應用于焊縫實時動態信息的跟蹤和掌握中。當然在不利焊接環境中，其焊接過程也要采取措施來避免焊接弧光、煙霧、熱輻射等不利干擾，如添加窄帶濾光片、在傳感器前加干燥壓縮氣體，如二氧化碳，做保溫措施等等。

第三，電氣控制及其他軟件體系。電氣控制和其他軟件系統主要是通過傳感檢測部位來檢查焊縫位置、焊接件位移，并將所得信息傳入到PLC中處理，而其數據輸入和監控則有觸摸屏來實現。當然其執行系統則依靠伺服電機以及焊接電源來運行，通過在觸摸屏輸入設計定好的各項參數，然后PLC就依照設定參數運行，并在運行時實時監測、調整焊縫位置，這就形成良好的閉路循環控制系統，從而有效實現高精度的焊接焊縫定位。一般電氣控制系統也要配套選用模擬量輸入、輸出模塊等軟件系統來實現信號采集、焊縫跟蹤以及焊接電壓/流的控制。

第四，焊接過程工藝體系。所謂的焊接過程，在該自動焊機機器人系統中就是焊槍軌跡控制過程，一般是空間三維和一軸擺角組成的四軸機構，借助交流伺服電機驅動作用、滾珠絲桿和直線導軌的傳動作用來確保焊槍運行深度和精度控制。當然其導軌也要采用焊接防護罩。一般焊接過程都會參考焊接產能、焊接具體工件特點來計算設計焊接參數，從而模擬確定焊接過程，為確保焊接穩定性，一般焊接系統會采用微電報波形控制焊機，持續性百分百的電源容量以及可選性強的多種操作模式，如手動、自動以及半自動模式。通過這些過程系統就能夠完美實現焊接制造的機械客觀性和精準掌控性，有利于避免人工焊接操作失誤，從而大大提高其焊接過程的掌控力以及生產水平。

2.應用成效

通過使用上述開發的自動焊接機器人運行系統，有效提高了焊接焊縫安排的科學性和合理性，大大降低了焊接變形狀況，同時也提高了其設備部件焊接的外觀性能和質量，對下部工序拼搭和加工有著積極的促進效用。而且借助焊縫激光自動監視跟中系統有助于工作人員更好的掌握焊縫焊接動態，便于焊縫尺寸實時測量工作。經過應用實踐并計算發現，其應用效果頗為顯著，主要表現為幾點：生產效能增加三四倍、焊縫合格率增加五分之二、產品外觀美觀、質量穩定、生產人員勞動量降低、工作環境得到改善、成本大幅度降低（材料、人工、返工等等）。

3.結束語

總而言之，根據上文所述不難看出，自動焊接機器人系統能夠從源頭克服傳立體車庫傳統設備制造弊端，深層次提升了企業生產工藝和核心競爭力，能夠幫助企業占領更好市場地位，也有利于企業戰略性發展。

參考文獻：

[1]王華彬.自動焊接機器人在立體車庫設備制造中的開發應用[J].魅力中國，2014（15）.

[2]陳敏.自動化立體車庫的設計與展望[J].產業與科技論壇，2013（7）.