原來(lái)焊接機(jī)器人在鋼結(jié)構(gòu)焊接中就是這么干的

1. 概述

電力變壓器是輸變電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，變壓器外殼——油箱承裝著整個(gè)器身并充滿(mǎn)變壓器油，焊縫強(qiáng)度及密封性是變壓器的兩個(gè)重要指標(biāo)。

目前，在變壓器油箱制造行業(yè)，雖然有的企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始使用機(jī)器人，但總體仍是以手工焊接和仿形半自動(dòng)焊接為主，自動(dòng)化焊接還有很大的提升空間。與手工焊接相比，機(jī)器人焊接在穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量，改善勞動(dòng)條件，提高生產(chǎn)效率等方面存在著巨大優(yōu)勢(shì)。采用焊接機(jī)器人工作站或自動(dòng)焊接專(zhuān)機(jī)是提高和穩(wěn)定焊接質(zhì)量的重要途徑，而且隨著勞動(dòng)力成本的提高，機(jī)器人焊接的成本優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。因此，大力推廣應(yīng)用焊接機(jī)器人，提高焊接自動(dòng)化水平是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

焊接機(jī)器人構(gòu)造及功能

下面就以我公司使用的德魯斯DRW3110F-40型焊接機(jī)器人（見(jiàn)圖1）為例，簡(jiǎn)要介紹一下機(jī)器人的組成結(jié)構(gòu)及主要功能。

為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接，提高焊縫成形質(zhì)量，焊接機(jī)器人還具備如下功能。

（1）示教功能?不同于軌道固定式機(jī)器人，移動(dòng)式機(jī)器人坐標(biāo)系的基準(zhǔn)零點(diǎn)不固定，程序的創(chuàng)建和修改要通過(guò)示教器（見(jiàn)圖2）進(jìn)行操作。

機(jī)器人有三種運(yùn)動(dòng)軌跡，分別為：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)、直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、圓弧運(yùn)動(dòng)，針對(duì)不同的焊縫路徑選擇不同的運(yùn)動(dòng)軌跡。

（2）擺焊功能?為了增大焊縫寬度。提高焊接強(qiáng)度，手工焊接操作時(shí)常常沿著焊接方向以特定角度（形狀）周期性左右搖擺焊槍。(4)飛濺過(guò)多可能為焊接參數(shù)選擇不當(dāng)、氣體組分原因或焊絲外伸長(zhǎng)度太長(zhǎng)，可適當(dāng)調(diào)整功率的大小來(lái)改變焊接參數(shù)，調(diào)節(jié)氣體配比儀來(lái)調(diào)整混合氣體比例，調(diào)整焊槍與工件的相對(duì)位置。焊接機(jī)器人同樣具備這一擺焊功能，并可以選擇正弦型擺焊、圓型擺焊、8字形擺焊、L形擺焊等多種擺焊模式，擺焊條件設(shè)置分為頻率、振幅、右停留時(shí)間、左停留時(shí)間、角度等幾個(gè)參數(shù)。

（3）焊縫跟蹤功能?電弧傳感器可周期性對(duì)焊接電流實(shí)施監(jiān)測(cè)，并與設(shè)定值進(jìn)行比較，按照事先設(shè)定的增益、偏差等參數(shù)值，對(duì)焊槍上下和左右方向進(jìn)行補(bǔ)償（見(jiàn)圖3）。這項(xiàng)功能在應(yīng)對(duì)工件出現(xiàn)加工偏差或者受熱變形等情況時(shí)非常有效，能夠及時(shí)糾正焊縫跑偏或?qū)捳灰磺闆r。為了克服機(jī)器人焊接過(guò)程中各種不確定性因素對(duì)焊接質(zhì)量的影響，需提高機(jī)器人作業(yè)的智能化水平和工作的可靠性，要求弧焊機(jī)器人系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)空間焊縫的自動(dòng)實(shí)時(shí)跟蹤，而且還能實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)的在線(xiàn)檢測(cè)、調(diào)整和焊縫質(zhì)量的實(shí)時(shí)控制。

焊接機(jī)器人將是未來(lái)重工業(yè)的底層

焊接機(jī)器人技術(shù)是工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在焊接領(lǐng)域的應(yīng)用，它能夠根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序同時(shí)控制焊接端的動(dòng)作和焊接過(guò)程，在不同的場(chǎng)合可以進(jìn)行重新編程。其應(yīng)用目的在于提高焊接生產(chǎn)率，提高質(zhì)量穩(wěn)定性和降低成本。

焊接機(jī)器人幾個(gè)趨勢(shì)和技術(shù)

1、機(jī)器人性能價(jià)格比： 機(jī)器人性能不斷提高(高速度、、高可靠性、便于操作和維修)，而單機(jī)價(jià)格 不斷下降。由于微電子技術(shù)的快速發(fā)展和大規(guī)模集成電路的應(yīng)用，使機(jī)器人系統(tǒng)的可靠性有了很大提高。

2、多智能體調(diào)控技術(shù)： 這是目前機(jī)器人研究的一個(gè)嶄新領(lǐng)域。主要對(duì)多智能體的群體體系結(jié)構(gòu)、相互間的 通信與磋商機(jī)理，感知與學(xué)習(xí)方法，建模和規(guī)劃、群體行為控制等方面進(jìn)行研究。

3、虛擬機(jī)器人技術(shù)： 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)器人中的作用已從、預(yù)演發(fā)展到用于過(guò)程控制，如使遙控機(jī)器 人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺(jué)來(lái)操縱機(jī)器人?；诙鄠鞲衅?、多媒體和虛擬現(xiàn)實(shí)以及臨場(chǎng)感技 術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的虛擬遙操作和人機(jī)交互。

以汽車(chē)為代表的下業(yè)景氣度下行，各廠(chǎng)商面臨成本與增長(zhǎng)的雙重壓力，對(duì)于設(shè)備的投資呈觀(guān)望狀態(tài)，市場(chǎng)缺乏“確定性”的主基調(diào)，導(dǎo)致機(jī)器人需求放緩。

高工產(chǎn)研機(jī)器人研究所（GGII）數(shù)據(jù)顯示，2019年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷(xiāo)量15.31萬(wàn)臺(tái)，同比下滑2.11%，包括四大家族在內(nèi)的大部分外資廠(chǎng)商增速均下滑明顯。

多關(guān)節(jié)機(jī)器人作為占比本體類(lèi)型，輕小負(fù)載產(chǎn)品（負(fù)載≤20kg）同質(zhì)化嚴(yán)重，價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈，成為內(nèi)外資工業(yè)機(jī)器人廠(chǎng)商較量的主戰(zhàn)場(chǎng)，同時(shí)也是增速下滑明顯的細(xì)分產(chǎn)品之一。

焊接機(jī)器人的結(jié)構(gòu)。焊接機(jī)器人結(jié)構(gòu)主要有機(jī)器人本體和控制器、焊接電源、機(jī)器人外軸行走機(jī)構(gòu)、焊接變位機(jī)和夾具、操作軟件和弧焊軟件包、傳感系統(tǒng)、工作站輔助及除塵系統(tǒng)等。機(jī)器人本體和控制柜是焊接機(jī)器人工作站的重中之重，一般為六軸關(guān)節(jié)型，具有較強(qiáng)的負(fù)載能力和堅(jiān)固的剛性結(jié)構(gòu)，使用壽命較長(zhǎng)，一般可使用十年以上。機(jī)器人系統(tǒng)采用數(shù)字化控制技術(shù)，通過(guò)數(shù)字總線(xiàn)連接系統(tǒng)的各個(gè)部分，保證其不受周?chē)艌?chǎng)干擾。國(guó)外工業(yè)機(jī)器人是個(gè)非常成熟的工業(yè)產(chǎn)品，經(jīng)歷了30多年的發(fā)展歷程，而且在實(shí)際生產(chǎn)中不斷地完善和提高，而我國(guó)則處于一種單件小批量的生產(chǎn)狀態(tài)。機(jī)器人控制系統(tǒng)采用多處理器的中央處理系統(tǒng)，具有充分的擴(kuò)展空間和穩(wěn)定性，保證焊接的和高質(zhì)量。在焊接電源的選擇方面，由于焊接機(jī)器人需要較大規(guī)格的焊絲和電流，因此應(yīng)保證在該電流下暫載率達(dá)到*。建議選擇國(guó)際*品牌的數(shù)字的逆變脈沖焊接電源或機(jī)器人用來(lái)擴(kuò)大機(jī)器人的工作范圍使用