自動(dòng)化焊接設(shè)備在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用探討

劉春秋

【摘 ?要】焊接是工程機(jī)械制造中最常用的制造工藝。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和我國(guó)技術(shù)水平的提高，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)和焊接技術(shù)不斷優(yōu)化。現(xiàn)階段，自動(dòng)焊接設(shè)備已開始廣泛應(yīng)用于各種工程機(jī)械制造，自動(dòng)化焊接設(shè)備使工程機(jī)械制造效率更高，質(zhì)量更好。自動(dòng)化設(shè)備可以減少手工焊接的危險(xiǎn)提高工作效率，是社會(huì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物。但是，我國(guó)在這方面的總體水平相對(duì)較低，要想加強(qiáng)施工機(jī)械的生產(chǎn)和相關(guān)質(zhì)量，就必須大力推動(dòng)焊接自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化;焊接設(shè)備;工程機(jī)械制造業(yè)

中圖分類號(hào)：TG409 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

自動(dòng)焊接設(shè)備主要包括自動(dòng)焊機(jī)和焊接機(jī)器人，不僅可以提高工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量，還可以降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，防止工人在工作中受傷，大大降低工傷的概率，可以連續(xù)工作24小時(shí)，減少勞動(dòng)支出。我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的實(shí)施基礎(chǔ)離不開工程機(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展。它彌補(bǔ)了現(xiàn)有工程項(xiàng)目技術(shù)的不足，滿足了后續(xù)產(chǎn)業(yè)中城市工程可持續(xù)發(fā)展的需要。它對(duì)城市建設(shè)具有十分重要的意義。

1、自動(dòng)化焊接設(shè)備在我國(guó)工程機(jī)械制造業(yè)中的特點(diǎn)分析

1.1 具有科學(xué)智能化的特點(diǎn)

首先，自動(dòng)焊接設(shè)備在我國(guó)工程機(jī)械制造業(yè)具有科學(xué)智能化的特點(diǎn)，在自動(dòng)焊接設(shè)備的操作過(guò)程中，主要的操作方式是自動(dòng)操作，屬于智能技術(shù)發(fā)展中的一種人機(jī)交互技術(shù)。在實(shí)際操作中，自動(dòng)焊接最重要的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了智能化操作，可以更清晰、直觀地進(jìn)行數(shù)字集中控制，在焊接過(guò)程中精度更高，數(shù)字集中控制能最大限度地發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。因此，在自動(dòng)焊接設(shè)備的具體操作過(guò)程中，由于其工藝性強(qiáng)，對(duì)自動(dòng)傳感技術(shù)的要求也較高。通常，它是為了幫助在歷史時(shí)刻出現(xiàn)的整體焊接工作。

1.2 具有高精準(zhǔn)度與組合化的特點(diǎn)

一是高精度，顧名思義，就是系統(tǒng)、準(zhǔn)確地控制焊接精度，嚴(yán)格檢查焊接件的質(zhì)量。一般來(lái)說(shuō)，在焊接設(shè)備的實(shí)際操作中，具體的焊接精度應(yīng)嚴(yán)格控制在1 mm范圍內(nèi)，不得超過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)。但是，當(dāng)自動(dòng)焊接技術(shù)運(yùn)行時(shí)，精度將從設(shè)定的1毫米調(diào)整到0.5毫米，刻度的減小表明精度得到了充分的提高。其次，組合的出現(xiàn)使企業(yè)在自動(dòng)焊接生產(chǎn)過(guò)程中注重大型設(shè)備，使機(jī)械綜合化，提高了自身的作業(yè)效率，對(duì)工程機(jī)械的制造和生產(chǎn)有很大的幫助。

1.3 具有監(jiān)督與管理有機(jī)協(xié)調(diào)的特點(diǎn)

從某種意義上說(shuō)，自動(dòng)化焊接設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械制造過(guò)程中監(jiān)督管理的有機(jī)協(xié)調(diào)。在焊接設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)日常管理和控制。在自動(dòng)焊接的日常操作中，主要的依據(jù)是局域網(wǎng)與各工序的管理和控制連接。在工程建設(shè)的實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)進(jìn)行科學(xué)合理的監(jiān)理，判斷監(jiān)理故障的遠(yuǎn)程操作方法。打破，然后完善監(jiān)督管理的實(shí)施。

2、自動(dòng)化焊接設(shè)備在工程機(jī)械制造中的具體應(yīng)用

2.1控制系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著我國(guó)自動(dòng)化焊接技術(shù)不斷發(fā)展，在實(shí)際工程機(jī)械制造中廣泛的使用機(jī)器人工作站。對(duì)焊接機(jī)器人工作站來(lái)說(shuō)，其組成部分主要包括：a 控制器;b 機(jī)器人本體，本體以 6 軸關(guān)節(jié)形式居多，具有結(jié)構(gòu)剛性高和負(fù)載能力強(qiáng)的特點(diǎn)，同時(shí)材料本身不會(huì)產(chǎn)生腐蝕性和放射性，使用年限通常會(huì)多于 15 年。關(guān)節(jié)軸的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力來(lái)自交流伺服電動(dòng)機(jī)，該設(shè)備的數(shù)字化路徑測(cè)量系統(tǒng)可以精準(zhǔn)定位位置信息，確保了焊接的精度，重復(fù)定位精度效果極佳，誤差可控制到 0.1mm。此外，該系統(tǒng)中還有斷電剎車裝置，為控制系統(tǒng)的安全運(yùn)營(yíng)保駕護(hù)航。整個(gè)系統(tǒng)由全數(shù)字化控制技術(shù)打造，在計(jì)算機(jī)的統(tǒng)一控制下使數(shù)字總線連接和操控各個(gè)部分，最大程度的減輕電磁場(chǎng)干擾，確保精準(zhǔn)焊。在控制系統(tǒng)中，中央處理單元利用處理器對(duì)設(shè)計(jì)方案控制，可以在穩(wěn)定、高速的環(huán)境下操控軌跡。此外系統(tǒng)中的示教器具有人性化的操作界面，便于操作人員學(xué)習(xí)使用，操作界面會(huì)顯示出焊接工藝的核心參數(shù)，便于能實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的可視化控制。另外操作系統(tǒng)和電控柜均有防塵措施，或設(shè)置有專門的控制室，可以讓系統(tǒng)在良好的環(huán)境下運(yùn)營(yíng)。

2.2焊接電源的應(yīng)用

焊接電源必須選用如福尼斯牌全數(shù)字逆變脈沖焊接電源等先進(jìn)品牌，對(duì)于部分具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的企業(yè)也可以利用自主研發(fā)的焊接電源，進(jìn)而提升產(chǎn)品的配套性，但是都需要注意和控制系統(tǒng)接口的匹配。焊接電源需要有專家參數(shù)系統(tǒng)，這樣便于以數(shù)字化的形式體現(xiàn)出焊接參數(shù)，通過(guò)示教器輸入主要數(shù)據(jù)可以在焊接過(guò)程中隨時(shí)對(duì)其在線修正。同時(shí)，先進(jìn)的產(chǎn)品具有較高的收弧成功率，可以確保焊接表面沒(méi)有凸起，并填滿弧坑。焊接中斷點(diǎn)可以有效覆蓋，借助平行擺動(dòng)功能可以快速識(shí)別出焊縫，并及時(shí)進(jìn)行填充，同時(shí)焊槍不存在漏電、漏油現(xiàn)象。對(duì)于焊絲的選用來(lái)說(shuō)，常用盤裝或者桶裝焊絲，這樣送絲速度的可以得到保證，速度范圍在 0-24m/min，在電源規(guī)格選擇時(shí)要確保暫載率達(dá)到 100%。

2.3龍門架的應(yīng)用

龍門架作為自動(dòng)化焊接機(jī)器人的行走部分可以擴(kuò)大操作范圍，因此在機(jī)器人工作中都會(huì)給機(jī)器人本體配備行走框架。對(duì)于龍門架的控制也由控制系統(tǒng)統(tǒng)一完成，這樣本體運(yùn)動(dòng)就與外部軸運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)一致。在操作系統(tǒng)中，機(jī)器人本體需要倒掛在龍門架上，從而便于焊槍具達(dá)到需要焊接的位置。為了提升在行進(jìn)狀態(tài)下的焊接精確度，需要利用質(zhì)量好的軸承、導(dǎo)軌、和齒輪等構(gòu)件，減速機(jī)電動(dòng)機(jī)也要確保其服務(wù)性能，對(duì)于龍門架的導(dǎo)軌來(lái)說(shuō)，需要做好潤(rùn)滑和防塵的保護(hù)措施，避免本體出現(xiàn)大幅度的抖動(dòng)，確保平均重復(fù)誤差在 0.2mm 以內(nèi) [5]。

2.4其他機(jī)具應(yīng)用

其他機(jī)具主要是指焊接變位機(jī)和夾具，這樣就可以確保機(jī)器人的焊接作業(yè)時(shí)可以處于指定的位置，為機(jī)器人工作站提供焊接變位機(jī)，并使整體協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。從裝卸工件的需要考慮，變位機(jī)的高度設(shè)置要便于操作，同時(shí)夾具需要滿足剛性要求，但是也需要防止裝卸過(guò)程中工件變形的情況發(fā)生。因此，在設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)要盡可能縮短夾具上工件的時(shí)間。其他機(jī)具在選擇使用上也要盡量選用知名的技術(shù)品牌的伺服電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)。

2.5軟件和傳感系統(tǒng)應(yīng)用

對(duì)于軟件和傳感系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其功能較為復(fù)雜，主要包括以下功能：a 示教編程;b 離線編程;c 數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ);d 數(shù)據(jù)處理和調(diào)用;e 自診斷;f 斷點(diǎn)續(xù)焊;g 多層多道焊接功能。為了使系統(tǒng)發(fā)揮出更大的性能，需要在系統(tǒng)中設(shè)置多種功能接口，包括：a 模擬接口;b 焊機(jī)串行控制接口;c 數(shù)字接口、d 局域網(wǎng)接口、e 打印機(jī)接口、f 域總線系統(tǒng)接口。

結(jié)束語(yǔ)

焊接技術(shù)一直是工程制造過(guò)程中最重要的組成部分，要想更好地發(fā)展工程機(jī)械制造業(yè)，就必須大力推廣焊接自動(dòng)化技術(shù)，以促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。自動(dòng)化技術(shù)也是整個(gè)行業(yè)發(fā)展的動(dòng)力和方向，因此在這個(gè)階段，所有企業(yè)都在大力推動(dòng)焊接自動(dòng)化的發(fā)展。同時(shí)，加強(qiáng)工程機(jī)械制造業(yè)的整體質(zhì)量，改進(jìn)自動(dòng)焊接技術(shù)，提高企業(yè)的質(zhì)量產(chǎn)出。根據(jù)工程機(jī)械焊接機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，不斷提高企業(yè)自身技術(shù)能力，精準(zhǔn)把握和接納新的焊接自動(dòng)化技術(shù)，從而提高企業(yè)的效率。

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（作者單位：華域汽車車身零件（煙臺(tái)）有限公司）