工程機(jī)械制造中自動化焊接設(shè)備的應(yīng)用

崔伯周

（安徽省蚌埠市神舟機(jī)械有限公司安徽省蚌埠市233000）

工程機(jī)械制造中自動化焊接設(shè)備的應(yīng)用

崔伯周

（安徽省蚌埠市神舟機(jī)械有限公司安徽省蚌埠市233000）

隨著我國工程機(jī)械制造行業(yè)的快速發(fā)展，自動化焊接設(shè)備在工程機(jī)械制造中被大量應(yīng)用，并發(fā)揮了巨大的作用，甚至影響到企業(yè)的生產(chǎn)能力，對于企業(yè)在市場中的競爭力起到了舉足輕重的作用。

自動化焊接；工程機(jī)械制作；焊接機(jī)器人

在過去幾十年的發(fā)展進(jìn)程中，工程機(jī)械制造業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中一直占有舉足輕重的位置。不僅推動著我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，而且在戰(zhàn)略發(fā)展、經(jīng)濟(jì)發(fā)展中都是重要的組成部分，是經(jīng)濟(jì)建設(shè)中各行各業(yè)的領(lǐng)軍產(chǎn)業(yè)、重頭力量。在這一領(lǐng)域中，自動化設(shè)備的加盟無疑為行業(yè)發(fā)展增添了巨大的力量，其中自動化焊接設(shè)備的使用，已經(jīng)成為企業(yè)迎接各項挑戰(zhàn)和機(jī)遇的中堅力量。本文主要討論的是自動化焊接專機(jī)和焊接機(jī)器人等技術(shù)，對上述兩項的技術(shù)要點、特點、優(yōu)勢等進(jìn)行分析和比較，與業(yè)界共同探討自動化焊接設(shè)備在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用與發(fā)展。

1 自動化設(shè)備概述

自動化焊接設(shè)備包括焊接自動化、智能控制系統(tǒng)、定位系統(tǒng)等。使用焊接自動化設(shè)備可以節(jié)省大量的人力成本，實現(xiàn)效率和質(zhì)量雙贏。在工廠化生產(chǎn)日益發(fā)展的今天，自動化焊接專用機(jī)械設(shè)備和焊接機(jī)器人正在逐漸被大型現(xiàn)代化工廠所使用，替代了傳統(tǒng)焊接機(jī)械設(shè)備。這兩項技術(shù)的使用，大大提高了工廠尤其是自動化程度較高的現(xiàn)代工廠的生產(chǎn)效率，降低了企業(yè)的用人成本，而且使用自動化焊接裝備可以實現(xiàn)24h不間斷生產(chǎn)，在工程機(jī)械、礦山機(jī)械、船舶制造等重工企業(yè)中，起到了非常重要的作用。可以說，自動化焊接設(shè)備的使用是重大的科技進(jìn)步，為企業(yè)提高生產(chǎn)力起到了決定作用[1]。

各地科技有限公司如雨后春筍般屹立于科技生產(chǎn)領(lǐng)域，研發(fā)的焊接專用機(jī)械設(shè)備在工礦企業(yè)、重工企業(yè)的運(yùn)用，為工礦企業(yè)、大型機(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)自動化車間，配備了更加高效和精準(zhǔn)的自動化生產(chǎn)線。

2 自動化焊接設(shè)備的特點

（1）從目前使用的自動化焊接裝備進(jìn)行分析，自動化焊接設(shè)備在重型焊接生產(chǎn)線、集裝箱昂容器焊接中心等的使用范圍和占用面積，都呈現(xiàn)規(guī)模日益加大的局面。

（2）在焊接過程中，數(shù)字化、智能化是非常主要的特征。智能化控制可以實現(xiàn)焊接裝配的零誤差，對焊件的形狀等技術(shù)要求非常精準(zhǔn)，對傳感技術(shù)的要求非常高。整個焊接設(shè)備的運(yùn)行，需要先進(jìn)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)為技術(shù)支持，只有通過計算機(jī)軟件，才能完成復(fù)雜程度高的焊接技術(shù)。

（3）焊接機(jī)器人在進(jìn)行焊接操作時，定位精度要保持在0.05～0.1mm之間的，高質(zhì)量、高精準(zhǔn)度是自動化焊接技術(shù)的又一特征。這一特征是受到工程機(jī)械制造企業(yè)非常青睞的特點之一。

（4）在局域網(wǎng)生產(chǎn)和制造管理系統(tǒng)自動化控制、多種計算機(jī)軟件的自動化控制和操作等領(lǐng)域，都能看到自動化焊接設(shè)備的特點和優(yōu)勢。管控一體化的操作，可以對運(yùn)行實現(xiàn)智能化管理、對故障實行自動化管控、診斷和維護(hù)[2]。

3 自動化焊接專機(jī)與焊接機(jī)器人的比較

（1）焊接專機(jī)的柔性相對于焊接機(jī)器人，柔性較差，在進(jìn)行大型的焊縫對接以及原型焊縫的對接時，可以選用焊接專機(jī)進(jìn)行操作，達(dá)到要求的同時還實現(xiàn)了很好的性價比。在自動化焊接專機(jī)中，通過人工或者機(jī)械手完成工件固定和定位、啟動電源電弧、自動移動、退回、取下弓箭等操作，實現(xiàn)了焊接、機(jī)械、電氣控制系統(tǒng)的組成和操作，焊接焊接系統(tǒng)包括焊接機(jī)構(gòu)、床身機(jī)構(gòu)、工作輔助支撐電源、焊槍移動微調(diào)機(jī)構(gòu)、焊槍工件等等。

（2）在自動化焊接專機(jī)的應(yīng)用中，采用雙絲焊接、主臂焊接、車架主焊縫等工藝，這些工藝的使用效率達(dá)到人工焊接的兩倍，而且比人工焊接的焊縫精準(zhǔn)度要高很多，不會出現(xiàn)斷弧等，焊縫的力學(xué)性能得到最大程度的運(yùn)用。自動化焊接專機(jī)自適應(yīng)控制、自動化程度都比較高。在專用的傳感器和電子監(jiān)測線路中，焊縫的軌跡自動跟蹤導(dǎo)向等實現(xiàn)了參數(shù)的精準(zhǔn)設(shè)置和調(diào)試；再加上智能化的焊接專機(jī)中的觸角傳感器、光敏傳感器、視覺傳感器的使用，實現(xiàn)了智能化的計算機(jī)系統(tǒng)、軟件、數(shù)據(jù)庫的參數(shù)調(diào)試等的統(tǒng)一協(xié)作。不但焊縫的焊接無變形，而且操作簡單、成本低，使用安全可靠。

（3）焊接機(jī)器人的自動化、精準(zhǔn)度等相對焊接專機(jī)來說，自動化程度更高、精度更準(zhǔn)確，而且靈活性也比較強(qiáng)。在程序改變等方面，可以根據(jù)工程機(jī)械制作中的品種、批量、產(chǎn)品的要求等，進(jìn)行迅速的調(diào)整，能夠適應(yīng)長直焊縫、原型焊縫等多種形式的工藝要求。缺點則是性價比不存在優(yōu)勢，價格較高，對操作者的技能要求高，多適用于大型企業(yè)。

（4）焊接機(jī)器人的結(jié)構(gòu)主要包括機(jī)器人、焊接控制器、機(jī)器人軟件包和操作軟件、焊接電源、弧焊、傳感系統(tǒng)變位機(jī)、除塵系統(tǒng)等。機(jī)器人的控制及其本體，具有很強(qiáng)的負(fù)載結(jié)構(gòu)和能力。機(jī)器人系統(tǒng)采用的是數(shù)字化操作技術(shù)，使用數(shù)字總線來進(jìn)行各個鏈接系統(tǒng)的運(yùn)行，不受環(huán)境影響和干擾，可以說是焊接機(jī)器人的重要組成部分。在如今國際一流品牌的數(shù)字沖焊電源機(jī)器人公司中，很多已經(jīng)擁有自主品牌，實現(xiàn)了機(jī)器人多處理器的中央處理系統(tǒng)，具有穩(wěn)定的操作系統(tǒng)、精準(zhǔn)的焊接技術(shù)、遠(yuǎn)大的擴(kuò)展空間。外部軸行走機(jī)構(gòu)，由機(jī)器人控制系統(tǒng)實現(xiàn)了統(tǒng)一控制，保證了高精度的焊接技術(shù)，并且具有穩(wěn)定性和靈活性。質(zhì)量上乘的焊接機(jī)器人可以使用十幾年，大大降低了企業(yè)的用人成本。

（5）焊接機(jī)器人在目前大型工廠中是受到歡迎的，它具有獨有的柔性化和數(shù)字化，自動化程度高、焊接精準(zhǔn)度高。在提高企業(yè)的焊接產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力等方面，可以發(fā)揮巨大的作用。焊接機(jī)器人精度非常高、速度非常快，打開激光跟蹤時可以自動關(guān)閉電弧跟蹤、接觸尋位；而且機(jī)器人工作站自備輔助裝置和除塵系統(tǒng)，利于保養(yǎng)和維護(hù)，增加使用壽命。

（6）焊接變位機(jī)和夾具在進(jìn)行操作時，一般是將變位機(jī)的回轉(zhuǎn)軸作為焊接協(xié)調(diào)使用。優(yōu)質(zhì)的剛性能夠夾緊焊件而不變形，同時可以實現(xiàn)機(jī)器人的控制、傳感、跟蹤、協(xié)調(diào)診斷、數(shù)據(jù)庫編程等功能。在打印機(jī)、傳感器、局域網(wǎng)連接接口等發(fā)現(xiàn)足夠的功能，實現(xiàn)焊絲接觸跟蹤、電弧尋位、激光跟蹤等。以精準(zhǔn)、快速的方式找到焊縫的起始點，修正焊縫偏差，在焊槍擺動中監(jiān)測電壓與電流，調(diào)整焊接位置，對周邊的磁場干擾具有自動抗干擾能力。而且自動尋找到電弧等，實現(xiàn)位置調(diào)整和跟蹤[3]。

4 前景與展望

自動化焊接設(shè)備技術(shù)在近年來取得了長足進(jìn)步，改變了傳統(tǒng)的焊接技術(shù)。如今，系統(tǒng)化、智能化的焊接專機(jī)、焊接機(jī)器人設(shè)備，正在將傳統(tǒng)的立柱橫梁式操作機(jī)從工廠中淘汰。實踐證明，傳統(tǒng)的重型橫梁式操作機(jī)不能滿足大型現(xiàn)代化重工企業(yè)的發(fā)展需求，而自動化焊接設(shè)備在經(jīng)過不斷探索與實踐后，逐漸取代了傳統(tǒng)手工焊接作業(yè)，更加適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)的工藝要求和技術(shù)要求，在企業(yè)形象和核心競爭力中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著我國工程機(jī)械行業(yè)的不斷快速發(fā)展，傳統(tǒng)的焊接技術(shù)正在被自動化焊接設(shè)備所取代。機(jī)器人的焊接技術(shù)以其高質(zhì)量、高精準(zhǔn)度的優(yōu)勢，逐漸在工程機(jī)械制造企業(yè)中被廣泛應(yīng)用，因此，自動化焊接設(shè)備的普及只是時間問題，不斷推廣應(yīng)用是我國工業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展的必然趨勢。

[1]宋大春.自動化焊接設(shè)備在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用[J].金屬加工（熱加工），2013（12）：24～26.

[2]靳玉梅.自動化焊接設(shè)備在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用研究[J].科學(xué)與財富，2015（5）：289.

[3]楊瑞.自動化焊接設(shè)備在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2016（15）：3222.

TH16

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1004-7344（2016）30-0224-02

2016-10-13