本刊記者 張維官

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，制造技術(shù)正在發(fā)生革命性的變化，德國提出了“工業(yè)4.0”，將制造技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息技術(shù)深度融合。2015年5月我國也正式發(fā)布“中國制造2025”，把機器人技術(shù)及其智能化作為優(yōu)先發(fā)展的重點。制造技術(shù)迅猛發(fā)展，以及制造業(yè)人口紅利的消失，在各類制造行業(yè)內(nèi)，用高速、高精度、高穩(wěn)定性的機器人大量代替人工操作，實現(xiàn)產(chǎn)品制造的自動化、柔性化與智能化生產(chǎn)已經(jīng)成為必然的趨勢。

安川首鋼機器人有限公司是由作為四大家族之一的日本安川機器人與中國首鋼總公司共同投資，專業(yè)從事工業(yè)機器人機器自動化生產(chǎn)線設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試及銷售的中日合資公司，在國內(nèi)應(yīng)用領(lǐng)域一直受到用戶好評。為此，本刊記者特約采訪了機器人專家，安川首鋼公司的總工程師兼技術(shù)中心主任曾孔庚先生，請他解讀焊接智能化如何改善焊接質(zhì)量和效率，提升企業(yè)的生產(chǎn)效率。

焊接智能化是提升焊接質(zhì)量的有效保障

隨著“ 中國制造” 邁向“ 中國智造”，企業(yè)越來越重視生產(chǎn)質(zhì)量和效率，提升市場競爭力，在國際市場競爭環(huán)境中占領(lǐng)戰(zhàn)略高地。因此促使越來越多的企業(yè)加快向智能化制造轉(zhuǎn)變。曾總告訴記者，機器人焊接最主要優(yōu)勢是品質(zhì)穩(wěn)定、效率高、降低勞動強度。現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展到今天，焊接是生產(chǎn)過程中一個非常重要的加工制造手段。隨著制造業(yè)產(chǎn)品品種不斷多樣化，產(chǎn)品性能質(zhì)量更加追求完美，進而在制造過程中對焊接質(zhì)量和效率也提出了更多的需求。焊接量大、焊接品質(zhì)要求高、焊接加工條件艱苦等，都造成了手工焊接無法滿足現(xiàn)代制造業(yè)的需求。此外，焊接技工的短缺，進一步凸顯了這種需求的迫切性。而機器人焊接不僅能夠滿足現(xiàn)代制造業(yè)對大量焊接需求，而且能夠高品質(zhì)的完成焊接工藝要求。

曾總進一步解釋道，在焊接品質(zhì)方面，機器人可以保證穩(wěn)定的焊接動作，最佳的焊接參數(shù)。所有的焊接條件都具有高度的一致性，不會出現(xiàn)偏差。在焊接動作方面，機器人可以有穩(wěn)定的速度、軌跡，尤其對一些精確的焊接，一般焊工很難保證其動作的準確性。此外，焊工技術(shù)水平參差不齊，即使是高水平技工，長時間工作時也很難確保其技能發(fā)揮的穩(wěn)定性，也會影響焊接的質(zhì)量。而機器人焊接在這方面具有很大優(yōu)勢。同時，機器人自動化焊接的工藝參數(shù)調(diào)節(jié)準確方便，也是提高焊接品質(zhì)的一個因素。

焊接智能化技術(shù)還有很大發(fā)展空間

焊接機器人技術(shù)的發(fā)展，為生產(chǎn)效率和質(zhì)量提供了很好的硬件支持，但隨著產(chǎn)品復雜化、多樣化發(fā)展需求，當前的機器人技術(shù)是否就已經(jīng)能夠滿足需求，未來焊接機器人智能技術(shù)的發(fā)展空間如何？曾總娓娓向記者到來，在提高焊接質(zhì)量和效率方面，機器人焊接還有繼續(xù)提高的空間。由于機器人焊接通常采用示教再現(xiàn)方式，程序動作、焊接工藝條件一致是其主要特點。對于焊接來說，工件的一致性不好，會極大地影響焊接質(zhì)量。目前，機器人焊接已經(jīng)有了各種工件偏差檢測和補償技術(shù)應(yīng)用，也取得了很好的效果，但一些焊縫偏差處理還有待解決。比如焊縫寬窄的不一致性，焊接位置偏差形式的不一致性等，都會很大程度的影響焊接質(zhì)量。對此，需要更為精確的偏差檢測，同時配合適當?shù)难a償方式進行補償調(diào)整，才能取得更好的焊接效果。這種補償方式或者說一種自適應(yīng)的焊接工藝調(diào)整，需要對焊接工藝有豐富的數(shù)據(jù)積累和詳細的分析整理，并制定合理有效的調(diào)整補償方法，有時需要多個工藝條件同時進行調(diào)整，具有較大的技術(shù)難度。這方面還有許多工作和研究值得開展，相信隨著機器人智能焊接技術(shù)的不斷發(fā)展，機器人焊接的品質(zhì)會更高，適應(yīng)能力也會更強。在相同焊接參數(shù)設(shè)置的情況下，更加寬泛的適應(yīng)外界條件的變化和偏差，取得更好的焊接品質(zhì)，也是一個重要的技術(shù)提升方向。

機器人多功能生產(chǎn)線系統(tǒng)

新型機器人弧焊工作站

高技術(shù)產(chǎn)品服務(wù)企業(yè)

對于即將開幕的北京·埃森焊接展，安川首鋼也將傾力展示企業(yè)最新焊接智能化技術(shù)的展品，以高技術(shù)產(chǎn)品服務(wù)用戶企業(yè)，幫助企業(yè)提升效率和質(zhì)量。

首先是機器人多功能生產(chǎn)線系統(tǒng)：該系統(tǒng)包括電弧焊、螺柱焊、工件在線檢測、打標等多種工藝，搬運機器人從上料工位搬運工件至螺柱焊工位進行兩個M6的螺柱焊接，然后再搬運至弧焊工位等候，兩臺弧焊機器人焊接完成后，搬運機器人利用其雙抓手再進行工件換件，最后將焊接完成后工件轉(zhuǎn)運至在線檢測工位。系統(tǒng)配備三個傳感器對工件進行定位，一個傳感器對工件關(guān)鍵安裝孔進行位置精度測量；第二個傳感器對螺柱焊工位所焊接的螺柱進行垂直度、螺紋表面缺陷進行檢測；另一個傳感器將每個工件的誤差數(shù)據(jù)及檢測報告實時上報至總控機。最后搬運機器人將檢測后的工件轉(zhuǎn)運至打標工位，進行工件打標。

在機器人弧焊工位：兩臺機器人與單軸變位機同時協(xié)調(diào)動作，使其焊接工位的工件焊縫處于最佳焊接位置，保證焊接質(zhì)量的可靠性。在工位切換過程中進行清槍剪絲，能使機器人處于不間斷工作狀態(tài)，提高了機器人的利用率和工作站的生產(chǎn)效率。該工作站生產(chǎn)效率高，焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠，自動化程度高，適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場的自動化生產(chǎn)線生產(chǎn)要求，目前已得到廣泛的應(yīng)用。

其次，新型機器人弧焊工作站：包括一臺搬運機器人MH400Ⅱ、兩臺弧焊機器人MA1440、一臺水平回轉(zhuǎn)3軸變位機與夾具庫組成。MH400Ⅱ機器人抓取夾具為弧焊工作站上下料。兩臺弧焊機器人位于3軸水平回轉(zhuǎn)變位機中央，在弧焊機器人焊接同時，搬運機器人完成上下料工作。該工作站是首次推出的弧焊機器人與3軸水平回轉(zhuǎn)變位機全新組合的柔性焊接生產(chǎn)系統(tǒng)，實現(xiàn)了工裝夾具的自動更換，機器人焊接程序的自動校正，柔性化程度更高，機器人可以100%工作時間，大大提高生產(chǎn)效率，適應(yīng)于多種類工件焊接的工藝需求，體現(xiàn)了安川首鋼在機器人自動生產(chǎn)系統(tǒng)方面的集成技術(shù)與工裝設(shè)計制造水平。