淺談機器人在焊接工作中的應用與技術體現

張衍坤 郭廣輝

摘 要：近年來，隨著科技的發展進步，科學家對機器人有了更加深入的研究，機器人也被逐漸的應用到各個行業領域當中。由于工業的操作量較大且操作難度較高，因此，利用工業機器人來提升工作效率，提高工業制作精度便成為了工業發展的重要趨勢。工業化機器人由于適應性強，全自動化操作，并且不受各種外力因素的干擾，因此，為工業生產帶來了極大的便利，從而也節省了工業資源與成本。工業焊接工作技術要求相對較高，并且有一定的風險性，工業化機器人可以解決其中的多數問題。本文主要通過研究機器人在工業化作業中的優缺點來分析機器人在焊接作業中的應用，可以為工業機器人的應用提供相應的借鑒。

關鍵詞：機器人;焊接工作;工業

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.049

0 引言

工業化機器人具有穩定可靠、高效率和高精準度的自動化工作特點，它的工作效率不會受到工作環境的限制，被廣泛應用于工業以及制造業中，有力地推動了全球工業以及制造業的轉型升級。隨著時代的飛速發展，機器人將涉及越來越多的工業領域，從而成為工廠作業中必不可少的操作媒介。

1 機器人的應用發展

早在上個世紀六十年代，“工業化機器人”就已經擁有了屬于自己的定義：“搬運機械部件或者工件的操作性機械，通過對運作程序的改變來完成工作的一種特殊的機械設備。”工業化的機器人最早應用于工業生產中的使用形式是“機械臂”，早在上個實際六十年代純電動與自動化的機器人就已經被發明出來了。目前，在世界上對于機器人的開發、制造最為領先的四個龍頭企業分別是瑞典ABB、德國KUKA、日本發那科以及日本安川電機，這幾個廠商的機器人制造大概占據了國際機器人市場的50%，目前，對我國影響力相對較大的機器人廠商就屬“新松機器人”。而伴隨著社會高科技的進步與發展，機器人的應用領域也在逐漸的擴大，其中，受其影響最大的領域主要是金屬制造以及汽車制造。工業化機器人已經可以完全替代相對單一的人工焊接以及裝配等基礎工作。

2 機器人在工業化工作中的優缺點

（1）機器人的優點。工業化機器人具有智能化、精密化以及柔性化的基本特征，并且可以提升生產效率與生產質量，并且有效的減少人力成本以及資源的消耗，是工業生產自動化的一種最為直觀的表現。其次，工業化機器人具有強烈的綜合性特征，以加工精細、制造精良以及柔性生產等特點著稱。隨著生產數字化、智能化以及自動化的工業發展趨勢逐漸顯現，涉及各個學科核心技術的工業機器人受到了前所未有的重視，在推進工業現代化中發揮著重要的作用。目前，工業化機器人正朝著高精度、高復雜以及智能化的方向發展，并且工業化機器人在發展過程中，能夠將精準度達到無限接近于重復定位的精度。綜上所述，工業機器人有著無與倫比的優點，是工業發展的強勁動力，也是未來工業建設的主要趨勢和方向。隨著工業機器人的功能逐漸完善，作業精度逐步提升，在之后的工業化生產中能夠大幅度降低人工作業比例，進一步提升工業作業的精度和安全性。

（2）機器人的缺點。機器人的普及導致一線操作崗位逐步被替代，這也就意味著將有大量的工人與技術人員面臨著就業困難甚至失業的狀況。這不僅會引起工作底層人民的不滿與抗議，甚至會影響社會的和諧發展。

3 機器人在不同行業的焊接工作技術特點分析

（1）汽車后橋焊接工作站。汽車后橋焊接工作站的主要工作任務就是對各種汽車后橋中段的直縫以及后橋附件進行焊接，其具有極高的挑戰性與危險性。因此，需要操作精度極高的機器人來完成，以此降低操作的失誤和安全事故發生概率。由兩臺固定式安裝的焊接機器人以及兩個單軸的焊接變位機組成的汽車后橋機器人焊接工作站也因此誕生。在利用焊接機器人作業時，操作者在工作站外側負責裝卸，焊接機器人被設置在工作站的內側且其安裝方式通常是固定坐式。在作業過程中，主要依靠兩個安裝在工作站內的單軸的變位機的交替換位來實現。由于機器人具有高度的柔韌性，因此在實際使用中可以根據變位機的不同設置不一樣的焊接夾具，并且可以對變位機上的焊縫進行焊接。

（2）工程機械焊接工作站。工程機械焊接工作站的主要工作任務是對工程機械類的零部件進行焊接，同樣對焊接精度有著較高的要求，工程機械焊接工作站也應運而生。與汽車后橋焊接工作站不同的是，這一工作站有。通過焊接機器人的外部軸來驅動兩套雙軸焊接變位機的翻轉和回轉，通過與機器人的相互協調配合，能夠完成相對比較復雜的焊接工作。同時，因為零部件對于操作精度和產品質量有著極高的要求，因此，工作站還配備了專業的焊接始端尋位功能以及電弧焊縫的追蹤功能，用于發現零部件的不足，進而提升機器人工作站的焊接自動化水平，促使軌跡的精準度以及焊縫的質量的提升。

（3）塔吊升降機焊接工作站。塔吊升降機焊接工作站的主要任務是塔吊升降機總成以及分總成焊接的操作。與上述兩個工作站的建設不同，塔吊升降機焊接工作站的機器人主要采用了一字型的布局，并且在焊接工位處設置的自動化卸料車，極大地提高了塔吊升降機焊接生產中的自動化水平。在實際操作過程中，考慮到塔吊升降機自身質量較大，裝卸困難，因此直接將自動化卸料車設置在工作站內，如此一來，不僅能夠節約卸料時間，還能夠有效避免來回運輸機械所耗費的資源，有效地提高了塔吊升降機焊接工作站的自動化生產水平。

4 結語

綜上所述，隨著我國科技以及經濟水平的不斷飛升，機器人已經在工業領域得到了較為廣泛的應用，并以其較高的操作精度得到行業的認可。在工業發展方面，工業化機器人既提高了工業效率，又節省了工業材料與成本。本文通過對汽車后橋焊接工作站、工程機械焊接工作站以及塔吊升降機焊接工作站中機器人的應用，分析了機器人應用的優點和缺點。隨著我國機器人研發水平的進一步提升，對操作精度要求較高且人工操作危險系數較高的工業環節，將逐步采用機器人操作，進一步提升我國工業發展質量以及自動化水平。

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