焊接机器人在轨道交通装备制造中的应用

王瑞捷

摘要：目前我国的交通体系建设越来越完善，在此一定程度上提高了制造轨道交通装备的水平。在这之中，焊接机器人具有自动化、柔性化以及智能化等生产优势，在制造轨道交通装备中具有重要的应用作用。实际使用焊接机器人进行生产时，其具备的柔性化以及智能化，能够将制造效率和质量大幅提高，并且能够将生产管理效率提高。本文首先分析焊接机器人技术，根据实例分析焊接机器人在制造轨道交通装备中的应用，以供参考。

关键词：焊接机器人;轨道交通装备;智能化

0  引言

焊接机器人这一系统具有综合性和复杂性，为良好应用焊接机器人，应该将应用对象选择好，将工艺准备和工装结构设计工作做好，保证上道工序产品生产管理以及质量可以满足焊接机器人开展工作的要求。并在长时间的使用中积累更多经验，从而在制造轨道交通装备过程中将焊接机器人作用充分发挥出来。

1  焊接机器人技术

1.1 焊缝跟踪技术

在焊接机器人中焊缝跟踪技术十分重要，在焊接过程中，使用焊接跟踪技术智能化诊断焊接过程，以此结合实际焊接状况调整焊接路径和焊接参数，将焊接质量提高。这一焊接技术主要是以悍接机器人布置的传感器为基础，通过传感器对焊接过程进行检测，并运用控制理论方法，对焊接路线会产生的偏移值进行计算，进而向控制中心及时传送数据，对焊接机器人焊接的路径加以控制。现阶段神经网络技术和模糊数字技术有着较为广泛的应用，这能够在一定程度上提高这一技术的智能化程度，目前我国开始推广使用系统化焊接机器人的焊接跟踪系统。

1.2 离线编程和规划路径技术

离线编程和规划路径技术是通过控制器编程来设定控制焊接机器人的程序，此外按照焊接任务实际内容与质量要求等参数有效编程焊接路径。编程焊接路径过程中应该重视焊接轨迹以及温度等，从而全自动化控制焊接过程。现阶段离线编程和规划路径技术较为成熟，通过编程可以达到焊接机器人自动化焊接这一目的，也可以确保焊接质量一致性。但是因为焊接机器人存在较为复杂的焊接路径，无法达成全自动编程。

1.3 多机器人协调控制技术

在焊接机器人实际应用过程中，因为焊接目标通常有较大的体积，所以大多数情况下需要使用多个焊接机器人共同作业[1]。基于这一情况，应该使用多机器人的协调控制技术来协调多个机器人工作路径和工作面。现阶段工业生产中出现了越来越多的焊接目标大型化情况，为确保多焊接机器人安全、顺利开展复杂焊接操作流程，十分有必要提前对控制机器人的工作路径和动作进行协调。

2  焊接机器人及其应用

2.1 焊接机器人在制造交通轨道装备中的具体应用

在制造交通轨道装备过程中焊接机器人的应用有以下几种：①焊接HXD3C型电力机车的底架牵引梁横梁、中梁横梁以及旁承梁横梁等外部焊缝;②焊接HXD3C型的电力机车底架牵引梁整体、中梁整体以及旁承梁整体等外部焊缝;③焊接HXD3C型电力机车的转向架构架牵引梁、前端梁、后端梁、中梁、右侧梁及左侧梁等外部焊缝;④焊接LTZ-800型处理路基车转向架构架的侧梁外部焊缝;⑤焊接各类出口机车和调车机车的箱型梁外部焊缝;⑥焊接风缸环焊缝以及纵焊缝。焊接机器人的特点是具有稳定的焊接质量、优美焊缝外观等，其可通过寻找以及示教功能，利用编程对程序进行优化，以实现批量生产。在这之中焊接机器人选用L型变位机的，因为变位机能够灵活地进行位置摆放，设计开发其工装，在焊接多种钢结构上都适用。

2.2 焊接机器人参数

将RTi330—S型的焊接机器人作为应用对象，这一焊接机器人运用6轴设计，应用交流伺服的电动机驱动所有轴，具有焊枪碰撞传感器和焊枪座。其系统使用全数字化控制技术，其中可数字化控制各系统部分及焊接电源与控制柜间通信。使用总线连接整个系统，可以减少连接电缆数量，将处理数据速度提高，进行更精准的控制，降低故障率。焊接系统使用TPS5000逆变焊接电源，其可进行全数字化控制，适合用CO2/MIG/MAG、脉冲MIG和脉冲MAG焊接方法;可在有效焊接区域开展全方位焊接，使焊缝满足TB/T 1580—1995、EN15085与有关标准要求;机械手使用内置蒸馏水与酒精混合防冻液的封闭式循環系统，设置有缺水的报警装置;应用单丝焊枪，使用一体化水冷焊枪，水冷至喷嘴和导电杆。其可数字化控制焊接过程，在焊接质量及性能上可以反映出控制的可靠性和安全性。

如图1L型变位机，将其当做胎位开展编程以及焊接工作，其可按照工件形状在各种焊缝焊接位置进行合理应用，对于形状不同的工件有着较高适应性。比如HXD3C型电力机车的底架牵引梁整体具有复杂钢结构，可通过L型变位机焊接，利用变位机能够变化的位置，适应哪些难以接近的焊缝进行焊接。在开发这一工装时，应该对其工作状态下承载状况进行充分考虑，不应超过最大承载重量[2]。

2.3 焊接件要求

因为焊接机器人可以熔透的缝隙最大为1mm，超出1mm后，将会烧穿把坡口，使铁液流出，阻碍着焊接工作顺利进行。能否进行打底焊，需要按照焊缝不同的使用经验，以此总结出了焊接间隙控制数据。

3  结束语

通过上述分析可知，工业生产中应用焊接机器人进行焊接，将比传统人工焊接效率高很多，也可以将焊接质量提高，有效呈现出焊接的智能化、自动化和柔性化优势。在制造轨道交通装备中，使用焊接机器人是现阶段发展技术的一个重要方向。加强对焊接机器人应用的研究，不断在实践中积累经验，推广焊接机器人在铁路机车生产中的应用，促进这一技术进一步发展。

参考文献：

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