王勁鋒

（江蘇省揚州技師學(xué)院，江蘇 揚州 225003）

1 焊接機器人

焊接機器人具有智能化、柔性化特點，同時在實踐應(yīng)用中能夠有效提升焊接精度和焊接質(zhì)量。在機械制造過程中，采用焊接機器人，能夠有效提升企業(yè)實際生產(chǎn)綜合實力，使其在市場發(fā)展中占據(jù)決定的競爭優(yōu)勢。在機械制造生產(chǎn)中，相關(guān)工作人員采用焊接機器人進行相關(guān)繁雜性焊件的焊接，這既能夠充分凸顯出焊接機器人的應(yīng)用優(yōu)勢，也符合現(xiàn)代化大多數(shù)比較復(fù)雜的焊件高難度、高質(zhì)量、高精度的焊接需求。但是，焊接機器人在實際應(yīng)用過程中，企業(yè)需要承擔(dān)較高的應(yīng)用成本，在機械制造生產(chǎn)中難以有效實現(xiàn)。

機械制造應(yīng)用焊接機器人進行焊接工作之前，相關(guān)工作人員需要結(jié)合具體要求做好相關(guān)的組裝、打底焊等準(zhǔn)備工作，同時保證人工操作的有效性。工作人員在焊接工作開展的全過程中，需要注意焊接機器人在自動跟蹤焊縫的功能上存在一定的缺陷，需要科研人員進一步研究焊接機器人結(jié)構(gòu)和功能，全面改進和完善該技術(shù)，為機械制造生產(chǎn)提供有力的技術(shù)支撐。

（1）自動化焊接系統(tǒng)選擇。我國江蘇哈工智能機器人股份有限公司旗下蘇州哈工易科機器人有限公司研發(fā)設(shè)計的不銹鋼焊接，一級焊縫系統(tǒng)解決方案，充分發(fā)揮多項現(xiàn)代化先進技術(shù)的重要優(yōu)勢和作用，成為自動化焊接技術(shù)市場上熱門產(chǎn)品，該系統(tǒng)主要包含：HRG12K六軸機器人、HRG50KG 六軸機器人、福尼斯氬弧焊機、賓采爾氬弧填絲焊槍、激光跟蹤系統(tǒng)、柔性搬運夾爪、自動流水上下料平臺組成采用新興焊接工藝——鎢極氬弧焊TIG。另外，該系統(tǒng)的不銹鋼主要挑選的是TIG，具有較強的保護作用，能夠?qū)⒀跖懦瑫r對氮、氫等相關(guān)氣體進行優(yōu)化，避免對焊接金屬零件產(chǎn)生損傷，在實踐應(yīng)用中具有良好的安全可靠性，同時保證焊接施工過程的安全穩(wěn)定性，實現(xiàn)高質(zhì)量的焊接、焊縫成效。例如，烘干箱、洗滌箱機器人滿焊工藝。

（2）工程應(yīng)用方面：買方三河科達實業(yè)有限公司，賣方瑞德佑有限公司，買方委托賣方設(shè)計、制作、集成、安裝、調(diào)試、培訓(xùn)到驗收合格、售后服務(wù)。設(shè)計依據(jù)：主要結(jié)合產(chǎn)品數(shù)模和產(chǎn)品焊接圖、其他設(shè)計輸入。設(shè)計目的，賣方根據(jù)設(shè)計輸入文件要求，設(shè)計工作站、夾具、機器人符合洗滌箱上箱體、下箱體、和烘干箱體的焊接工作。工作站部分柔性生產(chǎn)，滿足產(chǎn)品生產(chǎn)實際需求。生產(chǎn)線主要應(yīng)用人工下料、機器人自動焊接結(jié)合的方式，保證生產(chǎn)安全。機器人焊接工藝條件，焊絲直徑選擇φ1.0 mm、φ1.2 mm，MIG 焊接平均焊接速度在11 ～11.5 mm/mim，每個焊縫的機器人焊接輔助時間，主要及時機器人平均移動時間包含機器人變換姿態(tài)、加減速、焊接起弧和收弧時間控制在6 ～10 s，做好上箱體總成焊縫編號和長度控制工作（表1）。烘干箱、洗滌箱機器人滿焊工藝流程，主要是焊接夾具以二字型二工位布置，弧焊機器人在中間位置，弧焊夾具能夠滿足人工快換定位，有利于后續(xù)整改保險桿種類。人工在一工位完成上件，焊接機器人完成焊接，上件有光幕需要做好相應(yīng)的安全保護，人工在二工位完成上件之后退出，焊接機器人工作完成自動化焊接工作。

表1 上箱體總成焊縫編號和長度

焊接機器人在機械制造的焊接生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用，取得良好的應(yīng)用效果，行業(yè)市場規(guī)模逐漸增加（圖1）。機械制造過程中，焊接加工作業(yè)存在較差的生產(chǎn)環(huán)境，危險性較高，同時對焊接技術(shù)水平具有較高的要求，需要焊接工作人員具有熟練的實踐操作技術(shù)水平，豐富的工作經(jīng)驗。焊接機器人具有直角、柱面、球面、多關(guān)節(jié)等坐標(biāo)式、同時包含伸縮式和爬行式的多種結(jié)構(gòu)形式。機械制造中對其進行應(yīng)用的過程中，可以結(jié)合不同場合，選擇針對性有效的焊接機器人結(jié)構(gòu)形式，高效完成相關(guān)工作任務(wù)。如：多關(guān)節(jié)焊接機器人，具有模仿人手臂功能，能夠在一定空間內(nèi)自由任意動作，具有較大靈活性，促進焊槍的空間位置和姿態(tài)調(diào)節(jié)到隨意狀態(tài)，更加滿足焊接的實際需求，是當(dāng)前機械制造中應(yīng)用最廣泛的一種自動化焊接技術(shù)。

圖1 2017-2020 中國焊接機器人行業(yè)市場規(guī)模

焊接機器人技術(shù)不斷進步和發(fā)展，廣泛應(yīng)用電弧傳感器技術(shù)，能夠有效解決機器人電弧焊的焊縫軌跡跟蹤和管控問題。例如：汽車制造過程中，對焊接機器人的應(yīng)用，能夠轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)單一的汽車裝配點焊，發(fā)展成汽車零部件和裝配過程中的電弧焊。焊接機器人電弧焊能夠憑借程序，對焊接軌跡和順序進行隨時轉(zhuǎn)變，在工件品種變化大、焊縫短且多、形狀繁雜的機械產(chǎn)品加工制造中進行廣泛應(yīng)用，具有較強的適應(yīng)性。因此，汽車車體上出現(xiàn)較多該種機械產(chǎn)品，更加滿足汽車制造業(yè)的特點和需求。新時代發(fā)展背景下，汽車出現(xiàn)越來越多的款式，具有較快的更新速度，應(yīng)用帶有機器人裝備的汽車生產(chǎn)線，更加符合新時期社會汽車制造業(yè)的迅速發(fā)展的需求。

2 自動化焊接技術(shù)在精密零件制造中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，我國經(jīng)濟呈現(xiàn)出迅速發(fā)展的趨勢，在很大程度上推進了工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的健康快速發(fā)展。同時，市場環(huán)境發(fā)生較大轉(zhuǎn)變的背景下，行業(yè)發(fā)展在市場上的競爭越來越激烈。工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)需要不斷革新和完善機械設(shè)備，保證具有良好的多功能，為機械制造提供有力的支持和保障，同時不斷研發(fā)動化焊接技術(shù)，解決機械制造整個生產(chǎn)中面臨的困難，進而增強自身的綜合實力和市場核心競爭力，實現(xiàn)健康長久的發(fā)展。機械制造進行焊接的過程中，普遍依靠人工，人工在焊接實踐操作過程中受到多種相關(guān)因素的影響，容易出現(xiàn)不同程度的錯誤和失誤，造成焊接缺乏較高的精確度，不能對部分精密零件開展生產(chǎn)加工工作，難以符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和要求，對其正常使用產(chǎn)生不良影響[1，2]。因此，精密零件制造中采用自動化焊接技術(shù)，能夠有效提升焊接成效。精密零件焊接的過程中，采用該技術(shù)避免發(fā)生形變的現(xiàn)象，能最大限度地保證精密零件的精密度。該技術(shù)在應(yīng)用的過程中，工作人員需要在自動化焊接設(shè)備的基礎(chǔ)上，采用激光技術(shù)，有效降低焊接點的范圍，進一步保證焊接精確度，全面發(fā)揮新技術(shù)的最大應(yīng)用效果。

例如：自動化焊接技術(shù)在汽車機械精密零件制造中的應(yīng)用，能夠有效提高機床加工技術(shù)，保證精密零件的精度，同時在高溫條件下，不會出現(xiàn)變形等問題，實現(xiàn)對機械設(shè)備自動化焊接加工、汽車零部件生產(chǎn)。我們以汽車組裝和生產(chǎn)為例，工作人員需要嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)規(guī)定和要求進行組裝和生產(chǎn)，采用自動化焊接技術(shù)，選擇合理的生產(chǎn)路線，遵守低能耗、高質(zhì)量的應(yīng)用原則，實現(xiàn)理想的加工效果。另外，汽車精密零件生產(chǎn)制造中，采用自動化焊接技術(shù)，通過機械制造的方式送入焊絲，采用助焊劑實現(xiàn)自動化焊接，能夠有效節(jié)約焊接材料，避免各項資源的浪費現(xiàn)象，同時提升汽車精密零部件的焊接成效。我國市場上出現(xiàn)產(chǎn)生的較多現(xiàn)代化先進科學(xué)技術(shù)，如智能化、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字化等多種先進技術(shù)，在各個領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用，得到顯著的應(yīng)用成效。先進技術(shù)對自動化焊接技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用，提供有力的支持和保證，提升動化焊接技術(shù)的實際應(yīng)用效果。相關(guān)工作人員對自動化焊接技術(shù)進行應(yīng)用的過程中，需要組合大量設(shè)備，創(chuàng)建符合機械制造生產(chǎn)作業(yè)要求的自動化系統(tǒng)，充分發(fā)揮該系統(tǒng)的重要優(yōu)勢和作用，才能實現(xiàn)數(shù)字化和智能化目的。工作人員對該技術(shù)正式應(yīng)用之前，需要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，可結(jié)合詳細(xì)的應(yīng)用要求，實際規(guī)范有效的焊接方案，對焊接作業(yè)中可能存在的相關(guān)問題進行全面綜合性的考慮，如焊接過程中，機械產(chǎn)品受到溫度增高的影響出現(xiàn)形變問題等[3]。因此，工作人員在應(yīng)用自動化焊接技術(shù)的過程中，要選擇最佳的傳感器，保證其具有良好的性能。在進行安裝時，增強對焊接作業(yè)中具體信息的收集，便于工作人員全面分析焊接信息，從而獲得精準(zhǔn)有效的結(jié)論，進而有效了解和掌握焊接實際情況。同時，結(jié)合實際需求，科學(xué)合理地操控自動化焊接設(shè)備，避免各種焊接問題的產(chǎn)生。例如：中亞機床結(jié)合當(dāng)前焊接生產(chǎn)實際情況對T 型材角焊縫焊接進行改造，采用自動化焊接技術(shù)。實現(xiàn)全自動化焊接，操作簡單、精度和效率高。同時，借鑒前期項目積累，優(yōu)化角焊縫自動焊接工藝，保證焊接參數(shù)符合符合對角焊縫成形的實際要求（表2），保證焊接熔合比，一次溶深6 mm 之上，一次焊接成形，改善焊縫表面成形質(zhì)量。

表2 焊接參數(shù)對角焊縫成形系數(shù)的影響

3 結(jié)束語

自動焊接技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用，能夠有效提升焊接質(zhì)量和效率，提高零部件的精密度，保證機械產(chǎn)品符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，為企業(yè)創(chuàng)造更多的綜合效益，實現(xiàn)其不斷發(fā)展壯大的目標(biāo)。