相比汽車行業(yè)的薄板焊接， 工程機(jī)械以中厚板焊接為主， 材料多為高強度鋼（900～1100MPa），結(jié)構(gòu)復(fù)雜，拘束度高，組對偏差大，焊接性差，對焊接自動化裝備的控制水平以及各種糾偏和自適應(yīng)功能要求更高，焊接自動化難度更大。例如，我公司的結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)最初以手工焊接為主，人工控制焊接過程（起弧、收弧、焊接軌跡及參數(shù)設(shè)置等）的不準(zhǔn)確、不穩(wěn)定導(dǎo)致焊縫成形不好，容易在焊接部位產(chǎn)生氣孔、裂紋、未熔合等缺陷。為提高焊接質(zhì)量，提高效率，減輕勞動強度，保障安全，逐步發(fā)展到變位機(jī)焊接（滾輪架、翻轉(zhuǎn)機(jī)和回轉(zhuǎn)平臺等）、專機(jī)焊接到現(xiàn)在的機(jī)器人焊接階段。
自動化焊接專機(jī)在工程機(jī)械制造中，主要用于焊接一些形狀規(guī)則、位置固定，有一定批量且對強度、外觀要求較高的關(guān)鍵焊縫。采用焊接專機(jī)，提高了焊接質(zhì)量，焊縫成形美觀，焊縫缺陷少，并大大降低工人勞動強度。
在我公司實際生產(chǎn)中，焊接專機(jī)一般應(yīng)用于焊縫數(shù)量少且規(guī)整的工件，比如攪拌筒的長直焊縫和圓環(huán)焊縫。該設(shè)備采用懸臂式結(jié)構(gòu)，送絲機(jī)構(gòu)及焊槍組成小車安裝在懸臂上，被焊工件裝夾在滾輪支撐架上。焊接小車在懸臂上直線行走，完成工件縱焊縫的焊接；或小車不動，工件水平旋轉(zhuǎn)一周，完成環(huán)焊縫的焊接。
由于自動化焊接專機(jī)是專門針對某一類型零件的單一焊縫而設(shè)計，所以具有價格低，焊接效率高，焊接質(zhì)量較好，工作安全可靠，設(shè)備操作簡單方便，以及維修成本低等優(yōu)勢。但其劣勢也比較明顯：由于工程機(jī)械產(chǎn)品零件品種多且形狀差異較大，工件裝夾及拆卸難度較大，專機(jī)的應(yīng)用范圍很有限，柔性差，承擔(dān)的焊縫種類少；且焊接專機(jī)不具有起始點尋位和電弧跟蹤功能，焊接過程中需要人工跟蹤和調(diào)整，焊接質(zhì)量不如焊接機(jī)器人穩(wěn)定；成套性較差，與配套設(shè)備不能聯(lián)動控制，自動化程度低。而采用自動化焊接裝備，焊接參數(shù)可存儲、輸出，可以保證工藝參數(shù)的準(zhǔn)確性，保證特殊焊接要求的實現(xiàn)和焊縫質(zhì)量的重現(xiàn)性。因此，引進(jìn)先進(jìn)成套的焊接機(jī)器人設(shè)備勢在必行。
2012年5月，一套焊接機(jī)器人工作站走進(jìn)了中聯(lián)重科泵車結(jié)構(gòu)車間，隨后又引進(jìn)了多套焊接機(jī)器人。在沒有機(jī)器人之前，一個焊接班通常需要6個工人，返工時有發(fā)生；現(xiàn)在同樣的工作量，只需兩個人就可完成。
在中聯(lián)重科，類似的車間還有不少。2012年3月，中聯(lián)重科沅江工業(yè)園內(nèi)，一臺攪拌筒外焊縫焊接機(jī)器人“上崗”，下半年，又一臺葉片焊接機(jī)器人“上崗”。
在此重點講述一下焊接機(jī)器人應(yīng)用于泵車結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)。臂架作為混凝土輸送泵車的重要零部件，其焊后幾何精度、焊接質(zhì)量要求都非常高。臂架是細(xì)長的箱型結(jié)構(gòu)，有四道長焊縫，許多短橫焊縫。這種箱型結(jié)構(gòu)，極易發(fā)生彎曲變形和扭曲變形，彎曲變形相對容易矯正，扭曲變形則很難矯正。因此，在焊接過程中采用兩把焊槍同時對稱施焊，盡量減少焊接內(nèi)應(yīng)力，減少工件的扭曲變形。固定支腿采用機(jī)器人分段焊接，將輸入熱量充分分散，減少了焊接變形，焊接質(zhì)量得到穩(wěn)步提升。我公司采用的焊接機(jī)器人品牌主要是： CLOOS、ABB、REIS 、KUKA等。其特點是動作高速平滑，加速快，動作范圍大，結(jié)構(gòu)緊湊，精度高，以及柔性大，適用廣，一個工作站可以生產(chǎn)很多種零件。
在臂架焊接中，所采用的機(jī)器人系統(tǒng)是六軸焊接機(jī)器人，懸掛在龍門架上，并且在龍門架上能夠進(jìn)行X 、Y 、Z 三個方向移動，它的重復(fù)定位精度為±0.5mm，配套的變位機(jī)是頭尾架式單回轉(zhuǎn)變位機(jī)。該系統(tǒng)共有6個內(nèi)部軸和5個外部軸，11軸聯(lián)動，機(jī)械手六軸負(fù)載都在14kg以上，采用加長水冷焊槍，能夠深入箱腔體內(nèi)部進(jìn)行焊接。變位機(jī)上安裝通用夾具，適用不同型號的工件，有效保證了夾具的精度，從而保證了機(jī)器人的焊接精度。
焊接機(jī)器人在泵車臂架上的成功應(yīng)用，實現(xiàn)了柔性化生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率，在忙時可以24h作業(yè)，縮短整機(jī)制造周期；提高了產(chǎn)品質(zhì)量，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，焊縫美觀，焊接變形量小；減輕了工人勞動強度。焊接機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步必將為工程機(jī)械的發(fā)展注入新的活力。
總的來說，焊接機(jī)器人的優(yōu)點是：柔性化程度高，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，工人勞動強度低；能實現(xiàn)起始點尋位、電弧跟蹤等功能；通過伺服放大器來控制機(jī)器人本體上的伺服電動機(jī)，從而實現(xiàn)機(jī)械手的協(xié)調(diào)運動；能對工件進(jìn)行精確定位，在焊接過程中旋轉(zhuǎn)工件使焊縫達(dá)到理想焊接姿態(tài)，能實現(xiàn)角焊、平焊、船形焊。缺點是：一次性投入大；機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有控制系統(tǒng)、焊接系統(tǒng)、變位機(jī)系統(tǒng)等多個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)；設(shè)備精密、復(fù)雜，對維修人員要求很高；對操作工人的素質(zhì)提出了更高的要求，示教編程、故障排除等都需要一定的專業(yè)知識，需要經(jīng)過專門培訓(xùn)。
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