宋娟

摘要：近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和改革，工程機(jī)械焊接自動(dòng)化這個(gè)名詞被越來(lái)越多的人了解且廣泛關(guān)注著，這也給我國(guó)的工程機(jī)械制造行業(yè)的轉(zhuǎn)變帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，企業(yè)的生產(chǎn)能力與核心競(jìng)爭(zhēng)力是以自動(dòng)化焊接設(shè)備為載體而進(jìn)行的，由此可見(jiàn)，自動(dòng)化焊接設(shè)備對(duì)于企業(yè)的發(fā)展重要性不言而喻。本篇文章以自動(dòng)焊接技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用為框架，筆者分別從自動(dòng)化焊接設(shè)備、自動(dòng)化焊接專機(jī)與焊接機(jī)器人的比較分析、自動(dòng)化焊接設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)三個(gè)方面對(duì)其實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行深入研究。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化焊接設(shè)備;工程機(jī)械制造;自動(dòng)化焊接專機(jī)

中圖分類號(hào)：P755.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）16-0216-02

0? 引言

對(duì)機(jī)械制造行業(yè)來(lái)說(shuō)，推動(dòng)企業(yè)的發(fā)展和運(yùn)行，焊接技術(shù)的應(yīng)用是必不可少的。除此之外，不僅僅是從市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)這個(gè)微觀角度來(lái)看工程機(jī)械制造企業(yè)的發(fā)展是非常重要的，工程機(jī)械制造企業(yè)的發(fā)展更是有利于國(guó)家戰(zhàn)略這個(gè)宏觀角度。在汽車行業(yè)中，車身是汽車的基本骨架，是汽車上所有零部件的安裝基礎(chǔ)，車身制造質(zhì)量的好壞對(duì)汽車的裝配質(zhì)量及整車性能起決定性作用，而車身沖壓零件及其焊接裝配的質(zhì)量是影響車身質(zhì)量的重要因素。本文以自動(dòng)焊接技術(shù)為關(guān)鍵詞，對(duì)其結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)進(jìn)行深入分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)自動(dòng)焊接技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展方向做以簡(jiǎn)要說(shuō)明。

1? 自動(dòng)化焊接設(shè)備

1.1 自動(dòng)化焊接設(shè)備概述

焊接自動(dòng)化是指將自動(dòng)智能化的系統(tǒng)和焊接工具結(jié)合在一起作用于作業(yè)之中，比如說(shuō)焊接胎夾具等工具的應(yīng)用，這樣的方式主要用于大規(guī)模的生產(chǎn)上，能夠在實(shí)現(xiàn)工作效率的同時(shí)降低人工成本實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)，自動(dòng)化焊接設(shè)備又被細(xì)分為自動(dòng)化焊機(jī)專機(jī)和焊接機(jī)器人等應(yīng)用。通過(guò)使用自動(dòng)化電焊設(shè)備一是能夠通過(guò)機(jī)械代替人工生產(chǎn)力，減輕工人的工作勞動(dòng)量，二是為了能夠?qū)崿F(xiàn)二十四小時(shí)連軸轉(zhuǎn)的穩(wěn)定連續(xù)工作，提升產(chǎn)生效率和生產(chǎn)質(zhì)量。眾所周知，焊接技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于工程機(jī)械等各個(gè)制造行業(yè)，因此，焊接設(shè)備的自動(dòng)化改革是目前最重要的科學(xué)技術(shù)改革方面之一，這能夠有效的提升生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)水平，從而為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。

1.2 自動(dòng)化焊接設(shè)備的主要特點(diǎn)

筆者將自動(dòng)化焊接設(shè)備分為了大型化、組合化;數(shù)字化、智能化;高精準(zhǔn)、高質(zhì)量;管理控制一體化這四個(gè)特點(diǎn)，下面將對(duì)這四個(gè)應(yīng)用特點(diǎn)做以深入說(shuō)明[2]。

1.2.1 大型化、組合化

通過(guò)對(duì)于已經(jīng)研制成功的自動(dòng)化焊接設(shè)備調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大部分的自動(dòng)化焊接設(shè)備都被廣泛的應(yīng)用于大型的制造生產(chǎn)之中，比如集裝箱的外殼整體組裝焊機(jī)中心等等設(shè)備。甚至于少部分的大型焊機(jī)中心占地面積相當(dāng)于一整個(gè)車間之大。

1.2.2 數(shù)字化、智能化

在自動(dòng)焊接技術(shù)的應(yīng)用中數(shù)字化和智能化是最復(fù)雜的部分，這是因?yàn)橄胍獙?shí)現(xiàn)數(shù)字化和智能化一方面需要考慮到焊接過(guò)程中發(fā)生的形變等現(xiàn)象，另一方面還需要以先進(jìn)的自控信息系統(tǒng)作為支撐。想要控制焊接過(guò)程中發(fā)生的形變，相關(guān)工作人員需要嚴(yán)格的掌控工作中對(duì)于傳感技術(shù)的控制。除此之外，對(duì)于難度較高且作業(yè)過(guò)程較為復(fù)雜的工作，需要以計(jì)算機(jī)信息技術(shù)作為輔助。

1.2.3 高精度、高質(zhì)量

通常來(lái)講，在進(jìn)行自動(dòng)化焊接中的焊接機(jī)器人和焊接操作過(guò)程中，定位的精準(zhǔn)密度需要控制在1毫米到0.05毫米之內(nèi)。這就是自動(dòng)化焊接設(shè)備的高精準(zhǔn)和高質(zhì)量的體現(xiàn)，也是深受機(jī)械制造企業(yè)喜愛(ài)的重要原因。

1.2.4 管控一體化

管控一體化在自動(dòng)化焊接技術(shù)中主要是體現(xiàn)在以計(jì)算機(jī)軟件為基礎(chǔ)，通過(guò)局域網(wǎng)將生產(chǎn)、制造等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)作業(yè)中的自動(dòng)化控制，比如說(shuō)遠(yuǎn)程監(jiān)控等，而在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，也無(wú)需擔(dān)憂，計(jì)算機(jī)能夠及時(shí)的檢測(cè)出問(wèn)題所在之地，之后通過(guò)自動(dòng)化的管理控制實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的維修。由此觀之，管理控制一體化的重要性不言而喻，管控一體化在自動(dòng)化焊接中的應(yīng)用不僅僅是針對(duì)于日常的管理工作，更是針對(duì)于工作過(guò)程中所出現(xiàn)的諸多問(wèn)題，在保證機(jī)械設(shè)備的有效運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，為機(jī)械制造企業(yè)的發(fā)展打好基礎(chǔ)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)一輛車上有幾千個(gè)焊點(diǎn)，沃爾沃S90整車有5789個(gè)焊點(diǎn)、凱迪拉克ATS-L整車有6000多個(gè)焊點(diǎn)。自動(dòng)焊鉗就是一種應(yīng)用于現(xiàn)代轎車車身焊裝線上的新型點(diǎn)焊設(shè)備，它是由機(jī)械裝置驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)各個(gè)位置的焊接，與固定式點(diǎn)焊機(jī)和懸掛式點(diǎn)焊機(jī)相比，它使用方便，機(jī)械化和自動(dòng)化程度高，焊接質(zhì)量穩(wěn)定;與點(diǎn)焊機(jī)器人相比，它具有成本低、投資少、結(jié)構(gòu)尺寸小、焊接接近性好的特點(diǎn)。因此，自動(dòng)焊鉗是適應(yīng)我國(guó)車身焊接發(fā)展的技術(shù)它將會(huì)在現(xiàn)代大批量汽車車身的焊裝生產(chǎn)線上得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

2? 自動(dòng)化焊接專機(jī)與焊接機(jī)器人的比較分析

2.1 自動(dòng)化焊接專機(jī)的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用

2.1.1 自動(dòng)化焊接專機(jī)結(jié)構(gòu)

焊接系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)是自動(dòng)化焊接專機(jī)結(jié)構(gòu)的主要組成元素。焊接系統(tǒng)包括焊接電源和焊接槍這兩個(gè)部分，機(jī)械系統(tǒng)是由床身機(jī)構(gòu)、工裝夾具、工件輔助支撐機(jī)構(gòu)等部分組成的。電氣系統(tǒng)主要是通過(guò)夾具、焊機(jī)、焊槍等完成的。

2.1.2 自動(dòng)化焊接專機(jī)的應(yīng)用

自動(dòng)化焊接專機(jī)是通過(guò)雙絲焊接完成的，比如汽車車身是由百余種、甚至數(shù)百種薄板沖壓件經(jīng)焊接、鉚接、機(jī)械連接等方法聯(lián)接而成的復(fù)雜殼體結(jié)構(gòu)件，其中焊接是最主要的聯(lián)接方式。

在機(jī)械制造企業(yè)中使用焊接專機(jī)技術(shù)能夠很大程度上的提升生產(chǎn)和工作的效率，和人工焊接相比較，首先自動(dòng)化焊接專機(jī)是人工焊接工作量的兩倍，其實(shí)使用自動(dòng)化焊接專機(jī)能夠有效地避免在作業(yè)過(guò)程中出現(xiàn)的斷弧的現(xiàn)象，除此之外，雙絲焊接的熔深也是能夠更好地作用于焊縫的力學(xué)性能上。

2.2 焊接機(jī)器人的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用

焊接機(jī)器人除采用傳統(tǒng)的位置傳感器、速度傳感器、加速度傳感器等傳感器外，裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了激光傳感器、視覺(jué)傳感器和力傳感器，并實(shí)現(xiàn)了焊縫自動(dòng)跟蹤和自動(dòng)化生產(chǎn)線上物體的自動(dòng)定位以及精密裝配作業(yè)等，提高了機(jī)器人的作業(yè)性能和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。

2.2.1 焊接機(jī)器人的結(jié)構(gòu)

焊接機(jī)器人的結(jié)構(gòu)主要是機(jī)器人、控制、焊接電流供應(yīng)、機(jī)器人外波形結(jié)構(gòu)、焊接適配器、設(shè)備、操作軟件、電弧焊接軟件包、傳感器系統(tǒng)、工作場(chǎng)所的輔助和除塵系統(tǒng)。在焊接機(jī)器人的眾多結(jié)構(gòu)中，機(jī)器人的自身和控制器是最為重要的，它決定著機(jī)器人的使用年限，如果其負(fù)載能力穩(wěn)定那么一個(gè)焊接機(jī)器人能使用十年以上。通過(guò)數(shù)字化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人系統(tǒng)的整體控制，這需要相關(guān)技術(shù)人員能夠通過(guò)有效的手段使機(jī)器人遠(yuǎn)離磁場(chǎng)的干擾。多處理器的中央處理系統(tǒng)是機(jī)器人控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)因素，其具有充分的擴(kuò)展性和穩(wěn)定性，這也是焊接作業(yè)的精度和質(zhì)量保障的基礎(chǔ)。筆者認(rèn)為在焊接機(jī)器人的構(gòu)造中，最應(yīng)該注意的就是焊接電源的選擇方面，這是因?yàn)樵诠ぷ鬟^(guò)程中，需要大量且標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的焊絲和電流，所以影響將其電流的下暫載率達(dá)到100左右。

2.2.2 焊接機(jī)器人的應(yīng)用

目前在自動(dòng)化焊接技術(shù)的應(yīng)用中，焊接機(jī)器人仍舊是占有焊接技術(shù)的主要地位，這是因?yàn)楹附訖C(jī)器人柔化性、高效性和穩(wěn)定性等等的特點(diǎn)被企業(yè)青睞，對(duì)焊接產(chǎn)品的質(zhì)量起著重要性作用，能夠讓制造企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)激烈的行業(yè)市場(chǎng)中穩(wěn)步發(fā)展。例如，汽車車身焊接中的自動(dòng)焊接技術(shù)自動(dòng)焊鉗通過(guò)安裝板連接在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，利用機(jī)械裝置驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)“原位-到位-焊接-移位-再焊接-回位”的動(dòng)作循環(huán)，完成各個(gè)位置的焊接，它可視為三自由度的簡(jiǎn)易機(jī)器人，不僅能對(duì)工件進(jìn)行準(zhǔn)確定位而且點(diǎn)焊效率高，可降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

除此以外，焊接機(jī)器人能夠自動(dòng)進(jìn)行調(diào)試工作，對(duì)于不同的焊件起到積極地調(diào)整作用，由此觀之，焊接機(jī)器人非常適合工程機(jī)械制造中品種多、批量小、更新速度快的產(chǎn)品。

3? 自動(dòng)化焊接設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

3.1 自動(dòng)化焊接設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀

由于工程機(jī)械制造企業(yè)之間生產(chǎn)水平和綜合能力存在著一定的差異性，導(dǎo)致了電動(dòng)化焊接設(shè)備的使用上也存著在一定的差異性。筆者通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，將我國(guó)的太原重工股份有限公司等知名企業(yè)和小中型制造企業(yè)對(duì)于自動(dòng)電焊設(shè)備的使用情況對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在工程機(jī)械制造行業(yè)之中我國(guó)自動(dòng)化裝備使用率非常不可觀。

在工業(yè)水平的大力發(fā)展和提升過(guò)程中，在我國(guó)的制造企業(yè)中使用自動(dòng)電焊技術(shù)的比例也在逐步上升，這一點(diǎn)在大型工程機(jī)械制造企業(yè)中更是體現(xiàn)的淋漓盡致，同時(shí)這類的企業(yè)也是使用的關(guān)鍵群體，由此，落后的中小型制造企業(yè)應(yīng)該樹立正確的工作意識(shí)，提升自動(dòng)化焊接設(shè)備的使用量。

3.2 自動(dòng)化焊接設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)

近些年來(lái)，自動(dòng)化焊接設(shè)備無(wú)論是從種類上而言還是從應(yīng)用效果上都有著很大程度的發(fā)展，技術(shù)的增長(zhǎng)為企業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。從傳統(tǒng)操作模式下的電焊技術(shù)到新時(shí)期的系統(tǒng)信息智能化的焊接專機(jī)、焊接生產(chǎn)線和焊接機(jī)器人，都是焊接結(jié)構(gòu)的又一大提升。再?gòu)暮附硬僮鳈C(jī)技術(shù)來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的操作機(jī)比如橫梁式操作機(jī)等，已逐漸被多種結(jié)合的龍門式、門框式等類型所取代。筆者從這可以發(fā)現(xiàn)，焊接機(jī)的規(guī)格隨著焊接機(jī)的種類呈現(xiàn)著正比例的上升趨勢(shì)。自動(dòng)焊接技術(shù)的應(yīng)用能夠不斷地滿足于人們的生活和生產(chǎn)所需是因?yàn)樽詣?dòng)焊接技術(shù)能夠在提升工作效率的同時(shí)降低工作的成本，有效的減少了傳統(tǒng)手工勞作所帶來(lái)的工作隱患，比如說(shuō)傳統(tǒng)電焊技術(shù)非常容易受到輻射，所以不適合長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)行工作，而自動(dòng)焊接技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)不間斷的高效工作。除此之外，自動(dòng)焊接技術(shù)能夠滿足于當(dāng)代對(duì)于生活質(zhì)量和工作質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)企業(yè)樹立形象和未來(lái)發(fā)展都是起到關(guān)鍵作用的。所以筆者相信，自動(dòng)化焊接技術(shù)在未來(lái)的生產(chǎn)應(yīng)用中一定是不可估量的，所以相關(guān)專業(yè)人員需要做好探索和創(chuàng)新，在實(shí)踐工作中使得技術(shù)不斷更新和完善，為自動(dòng)化焊接技術(shù)成為機(jī)械制造發(fā)展的必然趨勢(shì)夯實(shí)基礎(chǔ)。

4? 結(jié)束語(yǔ)

工業(yè)機(jī)械行業(yè)的大力發(fā)展和改革，使人們對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量和工作效率要求越來(lái)越高，而自動(dòng)焊機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用滿足了人們對(duì)于品質(zhì)和效率的超高要求，這也是越來(lái)越多的機(jī)械制造企業(yè)喜歡和推廣的重要原因之一，因此，自動(dòng)化焊接技術(shù)的推廣和普及是工業(yè)社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

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