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焊接技術(shù)及自動化論文
焊接自動化控制焊接過程中的各種參數(shù)，實現(xiàn)焊接工序自動化，可以減輕勞動強度、改善勞動條件。接下來小編搜集了焊接技術(shù)及自動化論文，僅供大家參考，希望幫助到大家。
篇一：自動化焊接設(shè)備的機械制造應(yīng)用
摘要：自動化焊接設(shè)備在機械工程制造中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，是提升機械生產(chǎn)制造能力的關(guān)鍵。文章首先對自動化焊接設(shè)備進(jìn)行總體概述，分別介紹焊接專機與焊接機器人的特點。在此基礎(chǔ)上，探討自動化焊接設(shè)備的工程應(yīng)用，包括控制系統(tǒng)、焊接電源、龍門架、軟件系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)等的應(yīng)用，并分析其應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞：自動化焊接設(shè)備；工程機械制造；自動化焊接專機；焊接機器人；應(yīng)用發(fā)展趨勢
前言
自動化技術(shù)在機械生產(chǎn)制造中的應(yīng)用極大的提升了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，是推動經(jīng)濟社會發(fā)展的重要源動力。無論是從市場經(jīng)濟角度還是提升企業(yè)核心競爭力，都應(yīng)積極引進(jìn)先進(jìn)的自動化設(shè)備，充分發(fā)揮自動化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，減少生產(chǎn)過程中對人的依賴性，從而降低人工成本和工作勞動強度。因此，應(yīng)結(jié)合技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r和工程實際應(yīng)用情況展開研究，對加速工程機械制造企業(yè)的發(fā)展都有重要的戰(zhàn)略意義。
1、自動化焊接設(shè)備概述
在工程機械制造行業(yè)，自動化焊接設(shè)備主要是指焊接專機和焊接機器人，自動化焊接設(shè)備能夠穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量，保證其均勻一致性；提高勞動生產(chǎn)效率；改善工人勞動條件；減少了煙塵、弧光及飛濺對人員健康的危害；降低了對工人操作技術(shù)的要求；減少了其他相應(yīng)設(shè)備的投資；綜合成本更低。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動化焊接設(shè)備在功能和性能也獲得了不斷地提高和突破，不僅能夠高效率的完成傳統(tǒng)人工操作過程，而且能夠為產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量提供保障。比如由藍(lán)天焊接科技有線公司研制的自動化汽車起重機吊臂焊接線.該設(shè)備屬于自動化焊接專機設(shè)備，此外還有車架箱體焊接機器人工作站、臂架外焊縫焊接ABB機器人工作站等，都在實際工程生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。目前較為先進(jìn)的泵車臂架焊接自動化生產(chǎn)線，綜合運用了柔性化組合鉚焊工裝技術(shù)、AGV智能傳輸控制技術(shù)和CLOOS機器人工作站等，可以實現(xiàn)小批量、多品種的產(chǎn)品流水線生產(chǎn)[1]。
2、焊接專機與焊接機器人的特點
2.1焊接專機
焊接專機的特點是成本價格低，性價比高，適用于長直焊縫、圓環(huán)焊縫等形式的焊接生產(chǎn)，能夠滿足大批量的生產(chǎn)工藝要求。目前使用較多的有自動化管件切割機、耳鉸與弦桿自動焊專機等。由于焊接專機的自動化控制技術(shù)相對容易實現(xiàn)，已經(jīng)在機械工程中得到廣泛應(yīng)用，但其缺點是柔性較差，因此在柔性化組合鉚焊工藝中，通常需要與自動化焊接機器人工作站配合使用[2]。
2.2焊接機器人
相比于焊接專機，自動化焊接機器人的控制精度更高，自動化程度和智能化程度也相對較高。通過模塊化編程技術(shù)的應(yīng)用，使機器人工作站能夠適應(yīng)不同工件的生產(chǎn)要求。焊接機器人廣泛適用于各種機械生產(chǎn)工況，產(chǎn)品更新?lián)Q代速度快，但成本價格較高，且對操作技能有較高要求，目前一般在大型工程中應(yīng)用較多。具有代表性的有ABB、CLOOS、REIS等機器人工作站[3]。
3、自動化焊接設(shè)備在工程機械制造中的具體應(yīng)用
3.1控制系統(tǒng)的應(yīng)用
隨著自動化焊接技術(shù)的發(fā)展，在實際工程中機器人工作站的使用越來越多。在一個焊接機器人工作站中，控制器和機器人本體是其核心組成部分，本體一般采用6軸關(guān)節(jié)形式，具有較高的結(jié)構(gòu)剛性和負(fù)載能力，所使用的材料不具有放射性和腐蝕性，使用年限一般在15年以上。關(guān)節(jié)軸一般采用交流伺服電動機提供驅(qū)動力，具備先進(jìn)的數(shù)字化路徑測量系統(tǒng)，能夠提供絕對位置信息，使其具有較高的焊接精度，重復(fù)定位精度誤差可以控制在0.1mm以內(nèi)。此外，系統(tǒng)中還包含斷電剎車裝置，能夠為使用安全提供保障。整個系統(tǒng)以全數(shù)字化控制技術(shù)為基礎(chǔ)，由數(shù)字總線連接各個部分，采用計算機進(jìn)行統(tǒng)一控制，可以有效抵抗配電系統(tǒng)電磁場干擾，確保焊接的絕對在再現(xiàn)。其中央處理單元采用多處理器設(shè)計方案，穩(wěn)定性強，具有可擴展功能，能夠保證高速運行狀態(tài)下的軌跡精度。系統(tǒng)中包含有示教器，具有友好的操作界面，能夠方便操作者學(xué)習(xí)使用。在操作界面中顯示焊接工藝的關(guān)鍵參數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)可視化控制。此外，電控柜和操作系統(tǒng)等均有防塵處理措施，或設(shè)置有專門的控制室，能夠保證系統(tǒng)的可靠運行。
3.2焊接電源的應(yīng)用
焊接電源的應(yīng)用要優(yōu)先選用國際先進(jìn)品牌，比如福尼斯牌全數(shù)字逆變脈沖焊接電源，一些具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型企業(yè)也可以使用本公司自主研發(fā)的焊接電源，提高工藝的配套性。在選擇焊接電源時，要注意與控制系統(tǒng)接口的匹配性。一般較為先進(jìn)的產(chǎn)品帶有焊接專家參數(shù)系統(tǒng)，能夠?qū)附訁?shù)進(jìn)行數(shù)字化顯示。主要數(shù)據(jù)通過示教器輸入，在焊接生產(chǎn)過程中，可以隨時對其進(jìn)行在線修正。先進(jìn)的技術(shù)產(chǎn)品收弧成功率較高，可以確保焊接回收脈沖收弧能夠填滿弧坑，而且沒有凸起。焊接中斷點的覆蓋與重熔、外觀焊縫、焊滴脫離的準(zhǔn)確度都較高。利用其平行擺動功能能夠快速、有效的識別出焊縫并進(jìn)行填充。使用的焊槍無漏電、漏油等現(xiàn)象。一般使用盤裝或桶裝焊絲，其送絲速度可以達(dá)到0~24m/min。由于焊接機器人的焊絲規(guī)格較大，在選擇電源規(guī)格時，應(yīng)確保其暫載率能夠達(dá)到100%。
3.3龍門架的應(yīng)用
龍門架即自動化焊接機器人的外部軸行走部分，該部分結(jié)構(gòu)是擴大機器人工作范圍的關(guān)鍵，目前在工程中應(yīng)用的機器人工作站均為機器人本體配備的外部行走框架。該部分控制功能由控制系統(tǒng)統(tǒng)一負(fù)責(zé)，采取一體化控制方式，能夠確保外部軸運動與本體運動協(xié)調(diào)一致。在系統(tǒng)中，機器人本體通常倒掛在龍門架上，使焊槍具有較高的可達(dá)性。為了確保在外部軸行走狀態(tài)下的焊接精度，應(yīng)采用國際先進(jìn)品牌的導(dǎo)軌、軸承和齒輪等構(gòu)件，并配備性能優(yōu)越的服務(wù)電動機和減速機，同時做好導(dǎo)軌的潤滑、防塵和防飛濺保護措施。在外部軸運行狀態(tài)下，機器人本體要保持平穩(wěn)，避免發(fā)生較大幅度的搖晃和抖動，平均重復(fù)精度誤差應(yīng)控制在0.2mm以內(nèi)。
3.4其他機具應(yīng)用
其他機具的'應(yīng)用選擇主要包括焊接變位機、夾具等。為了確保機器人在焊接作業(yè)時，焊縫能夠處于船型焊位或平焊位置，應(yīng)為機器人工作站配備焊接變位機，將其回轉(zhuǎn)軸作為系統(tǒng)外部軸，與機器人協(xié)調(diào)運動。在設(shè)置變位機高度時，應(yīng)充分考慮裝卸工件的需要，盡量提高施工的方便性。在機器人焊接站中使用的夾具必須滿足剛性要求，要能夠在需要時快速加緊，且防止夾持工件出現(xiàn)變形。因此，在設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)計參數(shù)時，應(yīng)充分考慮這方面的需求，盡可能縮短裝卸過程中工件在夾具上的時間。其他機具的選擇也應(yīng)該盡可能使用較為先進(jìn)的技術(shù)品牌，采用性能優(yōu)越的伺服電動機和精密性較好的減速機，此外，應(yīng)為變位機和夾具的焊接結(jié)構(gòu)件進(jìn)行應(yīng)力退火處理。
3.5軟件和傳感系統(tǒng)應(yīng)用
在軟件和傳感系統(tǒng)應(yīng)用方面，自動化焊接機器人工作站使用的操作軟件及弧焊軟件包功能較為復(fù)雜，具體包括以下幾個方面：
�。�1）示教編程功能；
（2）離線編程功能；
（3）數(shù)據(jù)庫存儲功能；
�。�4）數(shù)據(jù)處理和調(diào)用功能；
�。�5）自診斷功能；
（6）斷點續(xù)焊功能；
�。�7）多層多道焊接功能；
（8）參數(shù)實時調(diào)整功能；
�。�9）縱向與橫向擺動功能；
�。�10）機器人與外部軸的聯(lián)動控制功能；
�。�11）傳感和跟蹤功能。
為使系統(tǒng)具有較高的可擴展性，系統(tǒng)中應(yīng)包含多種功能接口，包括焊機串行控制接口、模擬接口、數(shù)字接口、打印機接口、局域網(wǎng)接口和域總線系統(tǒng)接口等。其中，傳感系統(tǒng)的功能主要包括電弧跟蹤、焊絲接觸尋位和激光跟蹤等。在系統(tǒng)運行過程中，電弧跟蹤功能通過對焊接電壓和電流變化情況的檢測，自動修正焊縫編程位置與實際位置的偏差。焊絲接觸尋位功能可以找出焊縫起始點。激光跟蹤功能同時具備上述兩項功能，而且具有較高的抗干擾能力，但激光追蹤器的成本較高，可以根據(jù)工程實際情況進(jìn)行合理選擇。
3.6自動化焊接設(shè)備的應(yīng)用發(fā)展趨勢
總體來看，在工程機械制造過程中，自動化焊接設(shè)備的應(yīng)用主要受機器人本體、控制器、傳感系統(tǒng)、焊接電源和外部機具的影響。由于工程機械制造對工件制作精度有嚴(yán)格要求，在應(yīng)用自動化設(shè)備的過程中，應(yīng)確保設(shè)備與工藝的匹配性，根據(jù)工程實際情況合理設(shè)置焊接參數(shù)，并充分利用其自診斷功能進(jìn)行參數(shù)調(diào)整和修復(fù)。目前自動化焊接設(shè)備還有較大的提升空間，在未來的應(yīng)用發(fā)展過程中，要集中解決焊縫實時跟蹤、尋位效率低、焊縫間隙大時需要人工打底、經(jīng)過自動化焊接后還要進(jìn)行補焊等問題，從而進(jìn)一步提升設(shè)備的自動化和智能化程度。
4、結(jié)束語
綜上所述，自動化焊接設(shè)備目前已經(jīng)在工程機械制造中得到了廣泛應(yīng)用，具有極高的應(yīng)用價值。利用先進(jìn)的自動化焊接機器人工作站，代替以往的人工焊接方式，可以明顯提升焊接工作效率和焊接質(zhì)量。通過合理選擇焊接設(shè)備，設(shè)計系統(tǒng)組成方式，并對運行參數(shù)進(jìn)行解釋調(diào)整，可以確保自動化焊接設(shè)備的可靠運行。
參考文獻(xiàn)：
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篇二：工程機械焊接自動化技術(shù)探討
摘要：隨著中國市場經(jīng)濟的迅速發(fā)展以及中國對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的推進(jìn)，工程機械行業(yè)的發(fā)展迎來了空前的契機。對工程機械的巨大需求不斷刺激著工程機械制造行業(yè)的繁榮，高質(zhì)量的工程機械在市場競爭中優(yōu)勢明顯。工程機械焊接自動化是推動工程機械生產(chǎn)轉(zhuǎn)型的重要手段，本文將著手分析工程機械焊接自動化的發(fā)展現(xiàn)狀，并對其未來的發(fā)展做出適當(dāng)?shù)慕ㄑ浴?/p>
關(guān)鍵詞：工程機械制造；焊接；自動化
工程機械制造中，焊接技術(shù)是生產(chǎn)環(huán)節(jié)中重要的一步。從工業(yè)發(fā)展初，傳統(tǒng)手工焊接一直占據(jù)著主導(dǎo)地位。中國的勞動力市場為傳統(tǒng)焊接提供了大量的優(yōu)質(zhì)勞動力。但隨著工業(yè)社會的發(fā)展不斷深入，工程機械內(nèi)部構(gòu)造越來越復(fù)雜，部件趨向大型化，市場對工程機械制造的要求也就不斷提高。為了搶占市場，工程機械生產(chǎn)中的焊接手段應(yīng)該相應(yīng)提升，從傳統(tǒng)手工焊接為主向焊接自動化為主轉(zhuǎn)型。焊接自動化可以有效地代替人工，相比于傳統(tǒng)手工焊接，焊接自動化不僅能夠加快工程機械的生產(chǎn)速度，更能夠提高工程機械的質(zhì)量，提高焊接的精準(zhǔn)度。
一、現(xiàn)狀
在社會主義市場經(jīng)濟的體制下，商業(yè)行為參與到市場競爭當(dāng)中，工程機械制造行業(yè)同樣接受著市場的檢驗。能夠積極提高制造水準(zhǔn)的工程機械制造商為了搶占市場，在生產(chǎn)工程機械的過程中不斷提高自己的工藝水平。其中，焊接技術(shù)的發(fā)展更是影響著工程機械是否良好的重要條件。企業(yè)為了走向制造水準(zhǔn)的前沿，通過各種方式革新自己的技術(shù)。在應(yīng)對活躍的市場時，傳統(tǒng)的手工焊接被逐步淘汰。焊接自動化由于其優(yōu)勢明顯，漸漸走進(jìn)各大工程機械制造行業(yè)中。焊機自動化技術(shù)在市場已經(jīng)落穩(wěn)腳跟并逐漸擴大自己的影響范圍。
二、優(yōu)勢
工程機械焊接自動化的優(yōu)勢是針對傳統(tǒng)焊接方式來說的。傳統(tǒng)焊接方式生產(chǎn)效率低。由于工程機械自身的大型化和復(fù)雜化，傳統(tǒng)焊接方式有時無法滿足高精尖的作業(yè)要求。傳統(tǒng)焊接方式是一種勞動密集型任務(wù)，大量的勞動力需求也明顯得增加了企業(yè)的運營成本。總之，傳統(tǒng)焊接方式削弱了企業(yè)在市場中的競爭力，使得企業(yè)不能面向市場對內(nèi)進(jìn)行制造改革，影響企業(yè)發(fā)展。
2.1低成本
焊接自動化帶了手工作業(yè)，減少了對大量勞動力的需求。雖然自動焊接技術(shù)和自動焊接設(shè)備需要一定量的資金投入，但從長遠(yuǎn)的角度看，焊接自動化大大提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，從而減少了企業(yè)的運營成本，為企業(yè)的擴大生產(chǎn)規(guī)模等規(guī)劃節(jié)約資金。
2.2不限工作環(huán)境
工程機械焊接有時對人體有直接的傷害，例如弧焊。人體由于生理原因，不能夠在特殊的工作環(huán)境中長時間作業(yè)，這也成為企業(yè)生產(chǎn)過程中的'障礙。相比于人工，自動化設(shè)備具有持續(xù)性工作的優(yōu)越性，且不會因為工作環(huán)境的惡劣而降低生產(chǎn)效率。
2.3精準(zhǔn)度高
工程機械隨著市場的要求而不斷發(fā)展，一步一步走向大型化和復(fù)雜化，這要求整個制造過程的精準(zhǔn)。焊接自動化代替了傳統(tǒng)手工焊接，在生產(chǎn)中能夠使得焊接的精準(zhǔn)度滿足工程機械的生產(chǎn)要求。
三、趨勢
根據(jù)以上的分析，可以得知，焊接自動化技術(shù)在工程機械制造上的應(yīng)用會越來越普遍。焊接自動化技術(shù)是一個流動性的技術(shù)，它隨著市場的繁榮而不斷發(fā)展和進(jìn)步。
3.1焊接自動化技術(shù)的發(fā)展
在科技革命的浪潮之下，掌握了核心技術(shù)便能在市場中占有高份額。同樣，在巨大商業(yè)利益的驅(qū)動下，各企業(yè)對自動化技術(shù)的要求也更加嚴(yán)苛和多面。為了追求更好的技術(shù)，企業(yè)會投入資金和人力資源以提高自動焊接技術(shù)水平。對焊接自動化技術(shù)的研究會整合國內(nèi)國外、機構(gòu)個人的技術(shù)性資源，并反之推動這些技術(shù)的發(fā)展。
3.2自動焊接設(shè)備的發(fā)展
自動焊接設(shè)備在技術(shù)進(jìn)步基礎(chǔ)上不斷更新。從最初的簡單焊接到精準(zhǔn)度更高的焊接，在整體上拉動了企業(yè)的制造工藝水平。同時，設(shè)備的分類也就更加明確。對于某些特定的焊接活要求，不同的焊接設(shè)備可以專業(yè)化，使得焊接作業(yè)更加穩(wěn)定高質(zhì)。設(shè)備專業(yè)化并不代表在不同設(shè)備之間建立起高墻。在設(shè)備專業(yè)化的同時，不同自動焊接設(shè)備之間會整體化，形成一整套的自動焊接設(shè)備。制造自動焊接設(shè)備的廠商在應(yīng)對市場的需求時，會整合自己的資源，以將自己生產(chǎn)的自動焊接設(shè)備體系化。更智能的自動焊接設(shè)備會出現(xiàn)，這在一定程度上會解決人工操作自動焊接設(shè)備的些許問題，例如不穩(wěn)定。另外，還可以減少企業(yè)的操作員工，進(jìn)一步減少企業(yè)對勞動者報酬的支出。
3.3應(yīng)用范圍的擴展
焊接自動化技術(shù)因為其明顯的優(yōu)勢，會被更多的工程機械制造廠商接受。從簡單的工程機械制造到更多種類的工程機械制造，自動焊接技術(shù)將會充分發(fā)揮自動化帶來的方便和高效，進(jìn)而代替更多的傳統(tǒng)手工勞作。
四、問題及解決
雖然工程機械焊接自動化的發(fā)展已經(jīng)是蔚然可觀了，但其發(fā)展的過程中還存在一定的問題，這些問題成為焊接自動化技術(shù)前進(jìn)的障礙。應(yīng)該在未來的發(fā)展中逐步解決這些問題。
4.1問題
國內(nèi)大部分中小企業(yè)對工程機械焊接自動化技術(shù)還不敏感。況且，部分市場對于自動化產(chǎn)品的推廣力度還不夠。這就導(dǎo)致了工程機械生產(chǎn)的斷層、市場利益分配不均以及整體技術(shù)水平的落后。在自動焊接設(shè)備的市場上，由于國內(nèi)技術(shù)相對于發(fā)達(dá)國家較落后，想購進(jìn)高質(zhì)量的自動化設(shè)備就需要付出更高的成本。這嚴(yán)重限制了對整體行業(yè)覆蓋高端自動焊接的進(jìn)度。
4.2解決
首先應(yīng)從企業(yè)自身的角度出發(fā)，積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的焊接自動化技術(shù)，加大對技術(shù)開發(fā)的投入，通過掌握核心的科技來自主研發(fā)高質(zhì)量的焊接自動化設(shè)備。第二，自動焊接設(shè)備的制造商應(yīng)該通過商業(yè)的手段充分推銷高質(zhì)量的產(chǎn)品，做到物美價廉。這樣既能夠提升自動焊接設(shè)備的生產(chǎn)制造水平，又能夠使工程機械焊接自動化的水平得到提高。
五、結(jié)束語
焊接技術(shù)是工程機械制造過程中重要的一個層面。根據(jù)工程機械制造行業(yè)的整體情況，焊接自動化技術(shù)是焊接技術(shù)發(fā)展的方向和目標(biāo)。我國的焊接自動化整體水平不夠，應(yīng)該在各個層面上推動焊接自動化技術(shù)的發(fā)展，這樣，工程機械的制造質(zhì)量會得到改善和加強。
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