陳玉球+吳玉潔

摘 要：將具備適當焊接技術的機器人應用于相應的焊接產品生產過程中，不僅可以明顯的提升焊接的質量和效率，而且可以有效的減少焊接人員在惡劣的工作環(huán)境下的勞動強度，所以近年來焊接機器人的相關研究受到人們的高度關注。在此背景下，本文針對工程機械典型接頭的弧焊機器人焊接技術展開研究，為此類優(yōu)化機器人的焊接效果提供參考。

關鍵詞：工程機械典型接頭；弧焊機器人；焊接技術

中圖分類號：TG44 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）04-0092-01

通常情況下，工程裝備中需要焊接的結構重量達到整體重量的50%至70%，焊接結構的重量對工程機械接頭的焊接質量提出了較高的要求，如果焊接的質量不合格，將直接影響焊接結構的穩(wěn)定性、牢固性和整體性能，甚至對工程機械的使用壽命也會產生直接的影響，所以在選用弧焊機器人完成工程機械典型接頭焊接任務的過程中，必須結合工程機械典型接頭的特征，對弧焊機器人的焊接技術進行探究。

1 工程機械典型接頭的特征分析

碳素、低合金和鑄鋼材料的板厚在2至4毫米之間、7至21毫米之間、20毫米以上的板件是目前工程機械中應用最為廣泛的機械材料，這些機械材料雖然具有較理想的焊接性能，在焊接的過程中出現(xiàn)冷裂紋或熱裂紋的可能性較小，焊前、焊后對溫度的依賴性較小，但在拼焊的過程中，受焊接結構復雜的影響，焊縫布局較為緊密，要保證焊接的質量，除對焊縫進行外觀檢測外，在受力結構中必須要進行超聲波或磁粉探傷[1]。目前，我國在進行工程機械典型接頭焊接的過程中，以CO2/MAG氣體保護焊和埋弧自動焊兩種方式為主，主要是考慮兩種焊接技術在應用的過程中，在電流密度、熔深、速度均超出傳統(tǒng)的手工電弧焊，而且前者在應用的過程中清理的難度較小，后者在應用的過程中，不僅可以較好的保證產品的外觀，而且在焊接質量、焊接環(huán)境等方面也較理想。結合兩種焊接方式的性能，目前后者主要在中厚板材的直焊或環(huán)焊縫中應用，而前者在其他情況應用。

可見，現(xiàn)階段如果在不應用弧焊機器人的情況下，我國工程機械典型接頭焊接也具有較成熟的工藝，也可較好的保證工程機械典型接頭的焊接質量。

2 工程機械典型接頭的弧焊機器人所應具備的焊接技術分析

焊接機器人主要由焊接功能系統(tǒng)和機器人系統(tǒng)構成，前者主要包括焊接電源、焊槍、夾具、工作臺、送絲機等結構構成，而后者主要包括機器人外形、控制柜、變壓器、示教器等結構構成，結合目前工程機械典型接頭特征分析，筆者認為工程機械典型接頭的弧焊機器人要保證焊接的質量和效率，必須具備以下技術[2]。

2.1 機器人焊槍實現(xiàn)從焊縫起始點出發(fā)

通常情況下弧焊機器人結構中存在一個尋位裝置，該裝置在與工件接觸的過程中，會因內部存在較小的電壓而形成瞬間的短路，通過對短路現(xiàn)象的記憶和判斷，機器人可以較準確的判斷焊縫的三維坐標，并結合坐標上相關點的計算，進一步優(yōu)化焊槍的位置，多次往復的焊槍位置判斷和糾正可以在機器人的存儲記憶中形成數(shù)據(jù)矩陣，進而較準確的判斷工程機械典型接頭的焊縫起始點，為焊接工作的實現(xiàn)創(chuàng)造條件。需要注意的是，在進行焊縫起始點判斷前，機器人應先自動對焊槍內部進行清潔，并對焊絲的長度進行修正，因為在起始點判斷后，再進行相關操作，可能會使焊縫起始點位置發(fā)生偏移。

2.2 電弧傳感技術

電弧傳感技術的應用，可以在舍去在焊槍上設置傳感器的同時，保證焊接的整體質量，其主要原理是，結合焊炬和工件間距的變化獲得具體的焊接參數(shù)，然后結合參數(shù)對焊炬的具體情況進行實時監(jiān)測，目前擺動式、并列雙絲式、旋轉掃描式的電弧傳感器均較好的應用了電弧傳感技術，但考慮到其中旋轉式在應用中靈敏性和可控性相對更加理想，所以在弧焊機器人中應盡可能選擇旋轉電弧傳感器。

2.3 弧焊智能跟蹤技術

在模糊數(shù)學、神經網絡等技術不斷發(fā)展和完善的推動下，近年來自動弧焊技術中應用的跟蹤技術已經從模糊跟蹤逐漸轉變?yōu)橹悄芨櫍瑯O大的縮減了弧焊技術應用過程中，對工件形態(tài)產生的影響。因為在智能跟蹤技術的作用下，機器人可以結合跟蹤過程中產生的數(shù)據(jù)，進行記憶、學習和聯(lián)想，并結合視覺模糊識別進行更加準確的判斷，極大的提升了焊接的質量。在進行智能跟蹤判斷的過程中，需要結合具體的焊接形狀確定跟蹤點的數(shù)量和位置，例如，在進行直線焊接的過程中，只要合理的選擇兩個跟蹤點即可，而在進行圓弧形狀焊接的過程中，需要選擇3個或3個以上的跟蹤點，在進行圓弧擺動焊接的過程中，至少需要5個或5個以上的動態(tài)跟蹤點。

在工程機械典型接頭焊接的過程中，弧焊機器人具備以上技術就基本可以滿足焊接的實際需要，但需要注意的是，在具體焊接的過程中，對接、搭接、角接、T型接等多樣的接頭形式，不同工件的結構和厚度等，對具體的焊接參數(shù)要求也存在差異，需要結合實際情況，對機器人的具體焊接參數(shù)進行設置。

3 結語

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段人們已經認識到利用弧焊機器人完成工程機械典型接頭焊接任務對提升工程機械焊接效率和質量等方面的積極作用，并在實踐中有意識的結合工程機械典型接頭的特征，對弧焊機器人所應具備的焊接技術展開研究，這是工業(yè)領域應用自動化、智能化技術的體現(xiàn)，也是安全人機工程學理論在工程機械焊接工藝中的體現(xiàn)，應積極的優(yōu)化和推廣。

參考文獻

[1]陳華斌，黃紅雨，林濤，等.機器人焊接智能化技術與研究現(xiàn)狀[J].電焊機，2013（4）：8-15.

[2]張隨丹.影響弧焊機器人焊接質量的關鍵因素[J].上海交通大學學報，2016（S1）：47-50.