工程機械制造中自動化焊接設備的應用

崔伯周

（安徽省蚌埠市神舟機械有限公司安徽省蚌埠市233000）

工程機械制造中自動化焊接設備的應用

崔伯周

（安徽省蚌埠市神舟機械有限公司安徽省蚌埠市233000）

隨著我國工程機械制造行業的快速發展，自動化焊接設備在工程機械制造中被大量應用，并發揮了巨大的作用，甚至影響到企業的生產能力，對于企業在市場中的競爭力起到了舉足輕重的作用。

自動化焊接；工程機械制作；焊接機器人

在過去幾十年的發展進程中，工程機械制造業在我國經濟建設中一直占有舉足輕重的位置。不僅推動著我國的經濟建設，而且在戰略發展、經濟發展中都是重要的組成部分，是經濟建設中各行各業的領軍產業、重頭力量。在這一領域中，自動化設備的加盟無疑為行業發展增添了巨大的力量，其中自動化焊接設備的使用，已經成為企業迎接各項挑戰和機遇的中堅力量。本文主要討論的是自動化焊接專機和焊接機器人等技術，對上述兩項的技術要點、特點、優勢等進行分析和比較，與業界共同探討自動化焊接設備在工程機械制造中的應用與發展。

1 自動化設備概述

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

各地科技有限公司如雨后春筍般屹立于科技生產領域，研發的焊接專用機械設備在工礦企業、重工企業的運用，為工礦企業、大型機械制造企業的生產自動化車間，配備了更加高效和精準的自動化生產線。

2 自動化焊接設備的特點

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

（2）在焊接過程中，數字化、智能化是非常主要的特征。智能化控制可以實現焊接裝配的零誤差，對焊件的形狀等技術要求非常精準，對傳感技術的要求非常高。整個焊接設備的運行，需要先進的自適應控制系統為技術支持，只有通過計算機軟件，才能完成復雜程度高的焊接技術。

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

（4）在局域網生產和制造管理系統自動化控制、多種計算機軟件的自動化控制和操作等領域，都能看到自動化焊接設備的特點和優勢。管控一體化的操作，可以對運行實現智能化管理、對故障實行自動化管控、診斷和維護[2]。

3 自動化焊接專機與焊接機器人的比較

（1）焊接專機的柔性相對于焊接機器人，柔性較差，在進行大型的焊縫對接以及原型焊縫的對接時，可以選用焊接專機進行操作，達到要求的同時還實現了很好的性價比。在自動化焊接專機中，通過人工或者機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，實現了焊接、機械、電氣控制系統的組成和操作，焊接焊接系統包括焊接機構、床身機構、工作輔助支撐電源、焊槍移動微調機構、焊槍工件等等。

（2）在自動化焊接專機的應用中，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到人工焊接的兩倍，而且比人工焊接的焊縫精準度要高很多，不會出現斷弧等，焊縫的力學性能得到最大程度的運用。自動化焊接專機自適應控制、自動化程度都比較高。在專用的傳感器和電子監測線路中，焊縫的軌跡自動跟蹤導向等實現了參數的精準設置和調試；再加上智能化的焊接專機中的觸角傳感器、光敏傳感器、視覺傳感器的使用，實現了智能化的計算機系統、軟件、數據庫的參數調試等的統一協作。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）焊接機器人的自動化、精準度等相對焊接專機來說，自動化程度更高、精度更準確，而且靈活性也比較強。在程序改變等方面，可以根據工程機械制作中的品種、批量、產品的要求等，進行迅速的調整，能夠適應長直焊縫、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勢，價格較高，對操作者的技能要求高，多適用于大型企業。

（4）焊接機器人的結構主要包括機器人、焊接控制器、機器人軟件包和操作軟件、焊接電源、弧焊、傳感系統變位機、除塵系統等。機器人的控制及其本體，具有很強的負載結構和能力。機器人系統采用的是數字化操作技術，使用數字總線來進行各個鏈接系統的運行，不受環境影響和干擾，可以說是焊接機器人的重要組成部分。在如今國際一流品牌的數字沖焊電源機器人公司中，很多已經擁有自主品牌，實現了機器人多處理器的中央處理系統，具有穩定的操作系統、精準的焊接技術、遠大的擴展空間。外部軸行走機構，由機器人控制系統實現了統一控制，保證了高精度的焊接技術，并且具有穩定性和靈活性。質量上乘的焊接機器人可以使用十幾年，大大降低了企業的用人成本。

（5）焊接機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字化，自動化程度高、焊接精準度高。在提高企業的焊接產品質量、生產能力等方面，可以發揮巨大的作用。焊接機器人精度非常高、速度非常快，打開激光跟蹤時可以自動關閉電弧跟蹤、接觸尋位；而且機器人工作站自備輔助裝置和除塵系統，利于保養和維護，增加使用壽命。

（6）焊接變位機和夾具在進行操作時，一般是將變位機的回轉軸作為焊接協調使用。優質的剛性能夠夾緊焊件而不變形，同時可以實現機器人的控制、傳感、跟蹤、協調診斷、數據庫編程等功能。在打印機、傳感器、局域網連接接口等發現足夠的功能，實現焊絲接觸跟蹤、電弧尋位、激光跟蹤等。以精準、快速的方式找到焊縫的起始點，修正焊縫偏差，在焊槍擺動中監測電壓與電流，調整焊接位置，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，實現位置調整和跟蹤[3]。

4 前景與展望

自動化焊接設備技術在近年來取得了長足進步，改變了傳統的焊接技術。如今，系統化、智能化的焊接專機、焊接機器人設備，正在將傳統的立柱橫梁式操作機從工廠中淘汰。實踐證明，傳統的重型橫梁式操作機不能滿足大型現代化重工企業的發展需求，而自動化焊接設備在經過不斷探索與實踐后，逐漸取代了傳統手工焊接作業，更加適應現代生產企業的工藝要求和技術要求，在企業形象和核心競爭力中發揮著關鍵作用。

5 結束語

綜上所述，隨著我國工程機械行業的不斷快速發展，傳統的焊接技術正在被自動化焊接設備所取代。機器人的焊接技術以其高質量、高精準度的優勢，逐漸在工程機械制造企業中被廣泛應用，因此，自動化焊接設備的普及只是時間問題，不斷推廣應用是我國工業進入高速發展的必然趨勢。

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

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

[3]楊瑞.自動化焊接設備在工程機械制造中的應用[J].建筑工程技術與設計，2016（15）：3222.

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1004-7344（2016）30-0224-02

2016-10-13