李森
【摘? 要】科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新與革命不僅可以為我國工程機械制造業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造有利的條件,同時也能夠進一步提升工程機械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率與焊接質(zhì)量。在這種背景下,工程機械制造企業(yè)就應(yīng)該將具備焊接技術(shù)的弧焊機器人廣泛的應(yīng)用到各種產(chǎn)品的焊接生產(chǎn)環(huán)節(jié)當中,盡量減少環(huán)境與人為等因素對機械產(chǎn)品焊接質(zhì)量的影響。為此,本文章就以工程機械典型接頭為例,對弧焊機器人的焊接技術(shù)進行了全面的探究。
【關(guān)鍵詞】工程機械;典型接頭;弧焊機器人;焊接技術(shù)
引言
通常來講,焊接結(jié)構(gòu)在工程機械的整體重量中可以占到50%-70%,這也就從側(cè)面決定了焊接質(zhì)量對于工程機械的重要性。焊接質(zhì)量不僅會在一定程度上影響到工程機械焊接結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性與機械性能,同時也會直接影響到工程機械的使用壽命?;诖?,焊接人員在應(yīng)用弧焊機器人的過程中,要充分考慮工程機械典型接頭的總體特征,并在原有的基礎(chǔ)上進一步強化弧焊機器人焊接技術(shù)的深入研究,進而全面提高我國現(xiàn)階段的焊接技術(shù)水平。
1. 機器人與焊機的通訊
1.1機器人與焊機的通訊
在現(xiàn)階段,國內(nèi)焊接加工領(lǐng)域中所用到的焊接機器人大致分為三種,包括國產(chǎn)、日產(chǎn)以及歐產(chǎn),其中被稱為機器人四大家族的發(fā)那科、安川、ABB以及庫卡已成為機器人市場的主流品牌。焊接機器人所應(yīng)用到的領(lǐng)域較廣,例如汽車加工、工程機械制造、橋梁以及船舶的建造等。目前,汽車行業(yè)焊接加工生產(chǎn)線多采用機器人進行點焊、弧焊,而工程機械、船舶等行業(yè)基本是以氣體保護焊為主。
焊接電源方面,根據(jù)產(chǎn)品價格及性能的不同可以分為高端市場如Fronius,中端市場如美國的林肯以及低端市場如麥格米特、米勒等。在不同的應(yīng)用場景下選擇合適的焊機是非常重要的,比如在重工行業(yè)中、厚板焊接中,為提高焊接效率,可以選擇Fronius或者林肯的雙絲焊,為了降低雙絲焊焊接飛濺可以選用Fronius的CMT功能;又如在使用過程中對焊接沒有特殊要求,同時又要減少整體預(yù)算的,可以選擇有價格優(yōu)勢的米勒、麥格米特等品牌。不同品牌的焊機都有自己的通訊接口,大部分焊機都會支持通用的DeviceNet或者EtherNet通訊接口,林肯焊機則擁有自己專用的ArcLink通訊模式,相比于DeviceNet,它具有更高、更穩(wěn)定的通訊性能。為了使機器人能夠?qū)崿F(xiàn)焊接功能,并且最大限度的適配不同品牌的焊機,就需要機器人系統(tǒng)不僅配備通用的通訊接口,還要為特定品牌的焊機配備專用的通訊模式。
1.2調(diào)整焊接參數(shù)操作的便捷性
調(diào)整焊接參數(shù)操作的便捷性主要是從如下兩大方面來實現(xiàn):一方面,要根據(jù)焊接的情況設(shè)置好對應(yīng)參數(shù),例如焊接接頭型式、坡口型式、焊件厚度、坡口角度等,然后在焊接專家數(shù)據(jù)庫中進行查詢,如果找到了滿足全部要求的工藝規(guī)范參數(shù),則將其推薦給用戶。另一方面,如果在數(shù)據(jù)庫中沒有找到合適的工藝規(guī)范參數(shù),這時再把數(shù)據(jù)庫中的樣本數(shù)據(jù)引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行訓(xùn)練并推理求解,以此來可大大提升調(diào)整焊接參數(shù)操作的便捷性。
2.焊接尋位技術(shù)
在具體應(yīng)用中,多數(shù)弧焊機器人的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中都會攜帶一個尋位裝置,該裝置不僅具有較高的準確性,同時具備一定的靈敏度。基于此,焊接機器人在實際焊接工作中,由于其會與各種工件進行頻繁與密切的接觸,因此就不可避免會因其內(nèi)部電壓壓力過小而導(dǎo)致瞬間短路的情況發(fā)生。針對這種狀況,尋位裝置就可以發(fā)揮其自身的優(yōu)勢與特點,可以通過對短路現(xiàn)象的記憶進行判別,協(xié)助弧焊機器人在最短的時間內(nèi),高效、精準的計算出焊縫的三維坐標,并在此基礎(chǔ)上對焊槍位置實施合理的優(yōu)化。并能夠結(jié)合坐標上的相關(guān)點實施科學(xué)的計算,進而進一步對焊槍的位置進行優(yōu)化。
焊接人員只需一次確定與糾正焊槍的位置,并將尋位偏差疊加到相應(yīng)點位即可準確地判斷典型接頭焊縫的起始點位置,優(yōu)化焊接環(huán)境,創(chuàng)造有利的焊接條件。在這一過程中,焊接工作人員需要注意,在對工程機械典型接頭焊接起始點位置進行正式的判斷之前,焊接機器人要先自動清理焊槍的內(nèi)部,根據(jù)實際情況來修整焊絲的干伸長長度,一旦確定則不可變更,這主要是因為當工程機械典型接頭焊接起始點位置確定后,再實施后續(xù)的焊接操作,若隨意更改焊絲伸出長度,就極有可能會導(dǎo)致焊縫起始點位置出現(xiàn)不同程度的偏移。
3.智能跟蹤技術(shù)
3.1電弧傳感技術(shù)
在科學(xué)技術(shù)不斷變革的背景下,我國現(xiàn)傳感器技術(shù)的各項功能也得到了進一步的豐富與完善,整體功能性也越來越強。最初,傳感器技術(shù)僅僅局限于利用單純的信號來變換元件,但隨著傳感器技術(shù)的不斷成熟與完善,傳感器就能夠?qū)崿F(xiàn)對信號的特定處理了。尤其是工程機械焊接領(lǐng)域,傳感技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢典型表現(xiàn)在弧焊機器人的焊接技術(shù)方法。與此同時,在弧焊電弧的輔助作用下,電弧傳感技術(shù)可以更加準確與全面的收集焊縫位置偏差信號,為此,其在工程機械典型接頭焊接中的實效性優(yōu)勢也越來越突出。另外,在上述過程中,電弧傳感技術(shù)無需輔助裝置的幫助就可以有效增強焊接過程的準確性,因此其焊接自動化的成本要求相對較低,十分符合中小型工程機械制造企業(yè)對于焊接作業(yè)的需求,已經(jīng)得到了國內(nèi)外焊接專業(yè)與技術(shù)人員的高度認可。
3.2智能跟蹤技術(shù)
科技發(fā)展給我國帶來的并不只有國民經(jīng)濟水平的提升,同時也更好的完善了我國的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),發(fā)展了我國模糊數(shù)學(xué)在自動弧焊技術(shù)中的應(yīng)用,具體表現(xiàn)為弧焊機器人的智能跟蹤技術(shù),該技術(shù)能夠明顯減少弧焊技術(shù)對工件形態(tài)的多方面的負面影響。這一優(yōu)勢主要是因為弧焊機器人的跟蹤過程可以產(chǎn)生一系列記憶數(shù)據(jù),再通過學(xué)習(xí)、記憶與聯(lián)想等功能的聯(lián)合作用下,弧焊機器人可以借助視覺模糊識別來做出更加準確的判斷,進而能夠進一步提升與優(yōu)化工程機械典型接頭的焊接質(zhì)量。另外,相關(guān)工作人員要根據(jù)焊接形狀,結(jié)合跟蹤點的實際數(shù)量與具體位置來進行智能跟蹤判斷[3]。例如,在開展直線焊接作業(yè)時,焊接人員要根據(jù)焊接環(huán)境與條件選擇兩個較為合理的跟蹤點即可;在開展圓弧形狀焊接作業(yè)時,焊接人員就要根據(jù)實際情況合理選取3 個或者是3 個以上的跟蹤點;在圓弧擺動焊接環(huán)節(jié)中,要想進一步提高焊接質(zhì)量,焊接人員就要選擇5個及以上的動態(tài)跟蹤點。
總的來說,弧焊機器人具備上述幾種焊接技術(shù)就可以充分滿足我國現(xiàn)階段工程機械典型接頭的具體焊接要求,但在實際應(yīng)用中也需要注意如下這一問題:在開展焊接作業(yè)時,由于我國工程機械典型接頭的形式具有多樣性(例如角接、對接、搭接與T 型接),工件厚度與結(jié)構(gòu)存在差異,焊接參數(shù)的具體數(shù)值也明顯不同。為此,在實際焊接作業(yè)中,焊機工作人員要根據(jù)實際情況來合理設(shè)置弧焊機器人的焊接參數(shù)。
4.結(jié)束語
總而言之,在當前背景下,工程機械制造企業(yè)要充分重視弧焊機器人在典型接頭焊接工作中的應(yīng)用,加大對弧焊機器人焊接技術(shù)的研究,以此來有效提升工程機械的焊接質(zhì)量與焊接效率。在此基礎(chǔ)上,焊接技術(shù)人員要不斷對工程機械典型接頭的特征進行分析與總結(jié),以此來為弧焊機器人焊接技術(shù)的優(yōu)化提供可靠的參考依據(jù),以便我國工程機械焊接技術(shù)早日實現(xiàn)智能化的發(fā)展目標,大大提升工程機械制造行業(yè)的自動化焊接水平。
參考文獻
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