焊接智能化促進高效焊接——訪安川首鋼機器人有限公司總工程師兼技術中心主任曾孔庚

本刊記者 張維官

隨著互聯網技術的發展，制造技術正在發生革命性的變化，德國提出了“工業4.0”，將制造技術與互聯網技術、信息技術深度融合。2015年5月我國也正式發布“中國制造2025”，把機器人技術及其智能化作為優先發展的重點。制造技術迅猛發展，以及制造業人口紅利的消失，在各類制造行業內，用高速、高精度、高穩定性的機器人大量代替人工操作，實現產品制造的自動化、柔性化與智能化生產已經成為必然的趨勢。

安川首鋼機器人有限公司是由作為四大家族之一的日本安川機器人與中國首鋼總公司共同投資，專業從事工業機器人機器自動化生產線設計、制造、安裝、調試及銷售的中日合資公司，在國內應用領域一直受到用戶好評。為此，本刊記者特約采訪了機器人專家，安川首鋼公司的總工程師兼技術中心主任曾孔庚先生，請他解讀焊接智能化如何改善焊接質量和效率，提升企業的生產效率。

焊接智能化是提升焊接質量的有效保障

隨著“ 中國制造” 邁向“ 中國智造”，企業越來越重視生產質量和效率，提升市場競爭力，在國際市場競爭環境中占領戰略高地。因此促使越來越多的企業加快向智能化制造轉變。曾總告訴記者，機器人焊接最主要優勢是品質穩定、效率高、降低勞動強度。現代制造技術發展到今天，焊接是生產過程中一個非常重要的加工制造手段。隨著制造業產品品種不斷多樣化，產品性能質量更加追求完美，進而在制造過程中對焊接質量和效率也提出了更多的需求。焊接量大、焊接品質要求高、焊接加工條件艱苦等，都造成了手工焊接無法滿足現代制造業的需求。此外，焊接技工的短缺，進一步凸顯了這種需求的迫切性。而機器人焊接不僅能夠滿足現代制造業對大量焊接需求，而且能夠高品質的完成焊接工藝要求。

曾總進一步解釋道，在焊接品質方面，機器人可以保證穩定的焊接動作，最佳的焊接參數。所有的焊接條件都具有高度的一致性，不會出現偏差。在焊接動作方面，機器人可以有穩定的速度、軌跡，尤其對一些精確的焊接，一般焊工很難保證其動作的準確性。此外，焊工技術水平參差不齊，即使是高水平技工，長時間工作時也很難確保其技能發揮的穩定性，也會影響焊接的質量。而機器人焊接在這方面具有很大優勢。同時，機器人自動化焊接的工藝參數調節準確方便，也是提高焊接品質的一個因素。

焊接智能化技術還有很大發展空間

焊接機器人技術的發展，為生產效率和質量提供了很好的硬件支持，但隨著產品復雜化、多樣化發展需求，當前的機器人技術是否就已經能夠滿足需求，未來焊接機器人智能技術的發展空間如何？曾總娓娓向記者到來，在提高焊接質量和效率方面，機器人焊接還有繼續提高的空間。由于機器人焊接通常采用示教再現方式，程序動作、焊接工藝條件一致是其主要特點。對于焊接來說，工件的一致性不好，會極大地影響焊接質量。目前，機器人焊接已經有了各種工件偏差檢測和補償技術應用，也取得了很好的效果，但一些焊縫偏差處理還有待解決。比如焊縫寬窄的不一致性，焊接位置偏差形式的不一致性等，都會很大程度的影響焊接質量。對此，需要更為精確的偏差檢測，同時配合適當的補償方式進行補償調整，才能取得更好的焊接效果。這種補償方式或者說一種自適應的焊接工藝調整，需要對焊接工藝有豐富的數據積累和詳細的分析整理，并制定合理有效的調整補償方法，有時需要多個工藝條件同時進行調整，具有較大的技術難度。這方面還有許多工作和研究值得開展，相信隨著機器人智能焊接技術的不斷發展，機器人焊接的品質會更高，適應能力也會更強。在相同焊接參數設置的情況下，更加寬泛的適應外界條件的變化和偏差，取得更好的焊接品質，也是一個重要的技術提升方向。

機器人多功能生產線系統

新型機器人弧焊工作站

高技術產品服務企業

對于即將開幕的北京·埃森焊接展，安川首鋼也將傾力展示企業最新焊接智能化技術的展品，以高技術產品服務用戶企業，幫助企業提升效率和質量。

首先是機器人多功能生產線系統：該系統包括電弧焊、螺柱焊、工件在線檢測、打標等多種工藝，搬運機器人從上料工位搬運工件至螺柱焊工位進行兩個M6的螺柱焊接，然后再搬運至弧焊工位等候，兩臺弧焊機器人焊接完成后，搬運機器人利用其雙抓手再進行工件換件，最后將焊接完成后工件轉運至在線檢測工位。系統配備三個傳感器對工件進行定位，一個傳感器對工件關鍵安裝孔進行位置精度測量；第二個傳感器對螺柱焊工位所焊接的螺柱進行垂直度、螺紋表面缺陷進行檢測；另一個傳感器將每個工件的誤差數據及檢測報告實時上報至總控機。最后搬運機器人將檢測后的工件轉運至打標工位，進行工件打標。

在機器人弧焊工位：兩臺機器人與單軸變位機同時協調動作，使其焊接工位的工件焊縫處于最佳焊接位置，保證焊接質量的可靠性。在工位切換過程中進行清槍剪絲，能使機器人處于不間斷工作狀態，提高了機器人的利用率和工作站的生產效率。該工作站生產效率高，焊接質量穩定可靠，自動化程度高，適應生產現場的自動化生產線生產要求，目前已得到廣泛的應用。

其次，新型機器人弧焊工作站：包括一臺搬運機器人MH400Ⅱ、兩臺弧焊機器人MA1440、一臺水平回轉3軸變位機與夾具庫組成。MH400Ⅱ機器人抓取夾具為弧焊工作站上下料。兩臺弧焊機器人位于3軸水平回轉變位機中央，在弧焊機器人焊接同時，搬運機器人完成上下料工作。該工作站是首次推出的弧焊機器人與3軸水平回轉變位機全新組合的柔性焊接生產系統，實現了工裝夾具的自動更換，機器人焊接程序的自動校正，柔性化程度更高，機器人可以100%工作時間，大大提高生產效率，適應于多種類工件焊接的工藝需求，體現了安川首鋼在機器人自動生產系統方面的集成技術與工裝設計制造水平。