塔式起重機標準節(jié)焊接機器人應(yīng)用

彭成輝 萬傳芳

一、概述

隨著建筑業(yè)的迅速發(fā)展，中大噸位塔式起重機已成為我公司的主打產(chǎn)品。而作為塔式起重機基礎(chǔ)部件的標準節(jié)，其焊接質(zhì)量尤為重要，但在標準節(jié)的加工過程中，主弦桿連接套的焊接則是保證標準節(jié)焊接質(zhì)量的關(guān)鍵，因此，其焊接質(zhì)量的好壞直接影響整臺塔機的安全。

標準節(jié)連接套采用人工焊接時人為因素影響比較大，焊接缺陷比較多，返工頻繁加上焊接弧光、煙霧、飛濺等對人體傷害比較大，體力勞動比較強，為此公司通過分析與調(diào)研，決定塔式起重機標準節(jié)連接套應(yīng)用松下機器人焊接（結(jié)構(gòu)見圖1、圖2）。機器人構(gòu)造為獨立關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)的6軸TA—1 400型機器人，最大到達范圍為1 374mm，最小到達范圍為352mm，前后動作范圍為1 022mm，最大承載重量為6k g，重復(fù)定位精度為：±0.1mm，焊接電源采用YD—5 00GR3 HCK型，并且配備焊縫跟蹤傳感器、焊槍防碰撞傳感器等；本機器裝載Windows CE控制器系統(tǒng)配備IT通信接口，可方便因特網(wǎng)連接。

二、機器人應(yīng)用特點

引進機器人焊接的目的有多方面，針對我司的實際情況，具體體現(xiàn)在如下幾方面。

1. 提高焊接生產(chǎn)效率

焊接機器人的引進，規(guī)范了焊接步驟和焊接參數(shù)，減少焊接過程中不必要的等待時間和輔助時間，故能顯著地提高焊接的生產(chǎn)效率。

2. 保持焊接參數(shù)一致及提高焊接質(zhì)量穩(wěn)定性

人工焊接時，由于焊工焊接技能、手法都不一樣，導(dǎo)致焊接過程中經(jīng)常會出現(xiàn)尺寸過大或不足的焊縫，而在機器人焊接前，為滿足焊接質(zhì)量，系統(tǒng)對焊接參數(shù)進行設(shè)定（含焊接電流、電弧電壓及焊接速度等）。機器人焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性不僅表現(xiàn)在工件與工件之間，還反映每條焊縫質(zhì)量的一致性。

3. 使焊接生產(chǎn)實現(xiàn)柔性自動化

機器人與其他機械化、自動化設(shè)備相比的最大特點，在于它能夠重新編程以適應(yīng)不同工件的生產(chǎn)。當今產(chǎn)品已逐步向個性化方向發(fā)展，產(chǎn)品更新、改型的周期加快，使得生產(chǎn)的批量越來越少，而品種越來越多，完成采用過去常用的剛性自動化設(shè)備或?qū)C已經(jīng)很難適應(yīng)產(chǎn)品多變的要求，而機器人的柔性特點正是解決這一矛盾的最佳方案。

圖 1

圖 2

4. 增強生產(chǎn)管理的計劃性和可預(yù)見性

焊接機器人生產(chǎn)節(jié)拍是一成不變的，故采用焊接機器人后，生產(chǎn)計劃比較好安排，產(chǎn)量也容易準確預(yù)計。因此，焊接機器人的這一優(yōu)點，對小批量、多品種生產(chǎn)的計劃安排是非常有利的。

5. 可準確預(yù)算材料的消耗量和生產(chǎn)成本

由于焊接參數(shù)由機器控制，所以無論是焊絲消耗量、氣體消耗量還是每天導(dǎo)電嘴的更換次數(shù)等都能夠較準確預(yù)測，從而能更有效地控制生產(chǎn)成本。

6.可實現(xiàn)關(guān)鍵焊縫機器人全自動焊接

為滿足實際加工要求，機器人工作站總體分成6大部分：機器人本體及控制器、焊接電源、焊接變位機、焊接夾具、安全圍欄及擋光機構(gòu)等。

采用技術(shù)領(lǐng)先的全套焊接機器人自動化方案，可自動跟蹤焊縫、控制焊接尺寸、自動糾偏，全自動焊接的機器人系統(tǒng)配合統(tǒng)一協(xié)調(diào)的變位器可實現(xiàn)關(guān)鍵焊縫機器人全自動焊接，周邊加上輔助物流智能輸送系統(tǒng)，以及自動清槍、噴油裝置及焊絲輸送系統(tǒng)，形成一體化解決方案。

三、結(jié)語

連接套機器人工作站的建立，不僅穩(wěn)定和提高焊縫質(zhì)量，保證焊縫均一性，而且焊接時對每條焊縫的焊接參數(shù)（如：焊接電流、電弧電壓、焊接速度及焊絲干伸長等）都能有效管控，使不良因素降到零。焊接機器人的引進，改善了勞動環(huán)境，降低勞動強度，提高了生產(chǎn)率。機器人沒有疲勞，一天可24h連續(xù)生產(chǎn)；另外，隨著高速高效焊接技術(shù)的應(yīng)用，使用機器人焊接生產(chǎn)效率顯著提高；因焊接機器人采用程序控制，可縮短產(chǎn)品改型換代的周期，減小相應(yīng)的設(shè)備投資。以此同時，可實現(xiàn)小批量產(chǎn)品的焊接自動化。