工程机械制造中自动化焊接设备的应用

2016-07-15崔伯周

大科技 2016年30期

关键词：焊接设备专机精准度

崔伯周

（安徽省蚌埠市神舟机械有限公司安徽省蚌埠市233000）

工程机械制造中自动化焊接设备的应用

崔伯周

（安徽省蚌埠市神舟机械有限公司安徽省蚌埠市233000）

随着我国工程机械制造行业的快速发展，自动化焊接设备在工程机械制造中被大量应用，并发挥了巨大的作用，甚至影响到企业的生产能力，对于企业在市场中的竞争力起到了举足轻重的作用。

自动化焊接；工程机械制作；焊接机器人

在过去几十年的发展进程中，工程机械制造业在我国经济建设中一直占有举足轻重的位置。不仅推动着我国的经济建设，而且在战略发展、经济发展中都是重要的组成部分，是经济建设中各行各业的领军产业、重头力量。在这一领域中，自动化设备的加盟无疑为行业发展增添了巨大的力量，其中自动化焊接设备的使用，已经成为企业迎接各项挑战和机遇的中坚力量。本文主要讨论的是自动化焊接专机和焊接机器人等技术，对上述两项的技术要点、特点、优势等进行分析和比较，与业界共同探讨自动化焊接设备在工程机械制造中的应用与发展。

1 自动化设备概述

自动化焊接设备包括焊接自动化、智能控制系统、定位系统等。使用焊接自动化设备可以节省大量的人力成本，实现效率和质量双赢。在工厂化生产日益发展的今天，自动化焊接专用机械设备和焊接机器人正在逐渐被大型现代化工厂所使用，替代了传统焊接机械设备。这两项技术的使用，大大提高了工厂尤其是自动化程度较高的现代工厂的生产效率，降低了企业的用人成本，而且使用自动化焊接装备可以实现24h不间断生产，在工程机械、矿山机械、船舶制造等重工企业中，起到了非常重要的作用。可以说，自动化焊接设备的使用是重大的科技进步，为企业提高生产力起到了决定作用[1]。

各地科技有限公司如雨后春笋般屹立于科技生产领域，研发的焊接专用机械设备在工矿企业、重工企业的运用，为工矿企业、大型机械制造企业的生产自动化车间，配备了更加高效和精准的自动化生产线。

2 自动化焊接设备的特点

（1）从目前使用的自动化焊接装备进行分析，自动化焊接设备在重型焊接生产线、集装箱昂容器焊接中心等的使用范围和占用面积，都呈现规模日益加大的局面。

（2）在焊接过程中，数字化、智能化是非常主要的特征。智能化控制可以实现焊接装配的零误差，对焊件的形状等技术要求非常精准，对传感技术的要求非常高。整个焊接设备的运行，需要先进的自适应控制系统为技术支持，只有通过计算机软件，才能完成复杂程度高的焊接技术。

（3）焊接机器人在进行焊接操作时，定位精度要保持在0.05～0.1mm之间的，高质量、高精准度是自动化焊接技术的又一特征。这一特征是受到工程机械制造企业非常青睐的特点之一。

（4）在局域网生产和制造管理系统自动化控制、多种计算机软件的自动化控制和操作等领域，都能看到自动化焊接设备的特点和优势。管控一体化的操作，可以对运行实现智能化管理、对故障实行自动化管控、诊断和维护[2]。

3 自动化焊接专机与焊接机器人的比较

（1）焊接专机的柔性相对于焊接机器人，柔性较差，在进行大型的焊缝对接以及原型焊缝的对接时，可以选用焊接专机进行操作，达到要求的同时还实现了很好的性价比。在自动化焊接专机中，通过人工或者机械手完成工件固定和定位、启动电源电弧、自动移动、退回、取下弓箭等操作，实现了焊接、机械、电气控制系统的组成和操作，焊接焊接系统包括焊接机构、床身机构、工作辅助支撑电源、焊枪移动微调机构、焊枪工件等等。

（2）在自动化焊接专机的应用中，采用双丝焊接、主臂焊接、车架主焊缝等工艺，这些工艺的使用效率达到人工焊接的两倍，而且比人工焊接的焊缝精准度要高很多，不会出现断弧等，焊缝的力学性能得到最大程度的运用。自动化焊接专机自适应控制、自动化程度都比较高。在专用的传感器和电子监测线路中，焊缝的轨迹自动跟踪导向等实现了参数的精准设置和调试；再加上智能化的焊接专机中的触角传感器、光敏传感器、视觉传感器的使用，实现了智能化的计算机系统、软件、数据库的参数调试等的统一协作。不但焊缝的焊接无变形，而且操作简单、成本低，使用安全可靠。

（3）焊接机器人的自动化、精准度等相对焊接专机来说，自动化程度更高、精度更准确，而且灵活性也比较强。在程序改变等方面，可以根据工程机械制作中的品种、批量、产品的要求等，进行迅速的调整，能够适应长直焊缝、原型焊缝等多种形式的工艺要求。缺点则是性价比不存在优势，价格较高，对操作者的技能要求高，多适用于大型企业。

（4）焊接机器人的结构主要包括机器人、焊接控制器、机器人软件包和操作软件、焊接电源、弧焊、传感系统变位机、除尘系统等。机器人的控制及其本体，具有很强的负载结构和能力。机器人系统采用的是数字化操作技术，使用数字总线来进行各个链接系统的运行，不受环境影响和干扰，可以说是焊接机器人的重要组成部分。在如今国际一流品牌的数字冲焊电源机器人公司中，很多已经拥有自主品牌，实现了机器人多处理器的中央处理系统，具有稳定的操作系统、精准的焊接技术、远大的扩展空间。外部轴行走机构，由机器人控制系统实现了统一控制，保证了高精度的焊接技术，并且具有稳定性和灵活性。质量上乘的焊接机器人可以使用十几年，大大降低了企业的用人成本。

（5）焊接机器人在目前大型工厂中是受到欢迎的，它具有独有的柔性化和数字化，自动化程度高、焊接精准度高。在提高企业的焊接产品质量、生产能力等方面，可以发挥巨大的作用。焊接机器人精度非常高、速度非常快，打开激光跟踪时可以自动关闭电弧跟踪、接触寻位；而且机器人工作站自备辅助装置和除尘系统，利于保养和维护，增加使用寿命。

（6）焊接变位机和夹具在进行操作时，一般是将变位机的回转轴作为焊接协调使用。优质的刚性能够夹紧焊件而不变形，同时可以实现机器人的控制、传感、跟踪、协调诊断、数据库编程等功能。在打印机、传感器、局域网连接接口等发现足够的功能，实现焊丝接触跟踪、电弧寻位、激光跟踪等。以精准、快速的方式找到焊缝的起始点，修正焊缝偏差，在焊枪摆动中监测电压与电流，调整焊接位置，对周边的磁场干扰具有自动抗干扰能力。而且自动寻找到电弧等，实现位置调整和跟踪[3]。

4 前景与展望

自动化焊接设备技术在近年来取得了长足进步，改变了传统的焊接技术。如今，系统化、智能化的焊接专机、焊接机器人设备，正在将传统的立柱横梁式操作机从工厂中淘汰。实践证明，传统的重型横梁式操作机不能满足大型现代化重工企业的发展需求，而自动化焊接设备在经过不断探索与实践后，逐渐取代了传统手工焊接作业，更加适应现代生产企业的工艺要求和技术要求，在企业形象和核心竞争力中发挥着关键作用。