立體車庫設備制造中自動焊接技術的開發(fā)應用

羅觀寶

摘 要：現(xiàn)代社會人們普遍追求方便、舒適、經(jīng)濟生活，在此種大環(huán)境下，家庭轎車數(shù)量與日俱增，受到城市人口密度和城市房地緊缺的影響，家庭停車車庫已經(jīng)逐步向著立體車庫方向發(fā)展，毫無疑問立體車庫市場前景一片大好，這也促進了立體車庫設備制造行業(yè)的興盛。本文主要闡述研究立體車庫設備制造過程中自動焊接技術，借助自動焊接機器人應用開發(fā)和運行，能夠充分力提高設備制造產(chǎn)量和質(zhì)量，有效提升了相關企業(yè)的經(jīng)濟利益和創(chuàng)新利益。

關鍵詞：立體車庫；設備制造；自動焊接機器人；開發(fā)應用；分析

立體車庫，顧名思義是指用來存儲取放車輛的機械設備體系，一般主要應用于專業(yè)停車場管理企業(yè)，通過立體車庫能夠有效節(jié)省停車場面積，擴大停車存放量，從而提高其停車費用。按照車庫結構，其主要有車庫結構、傳統(tǒng)結構以及控制系統(tǒng)三部分內(nèi)容，其中車庫框架、立柱和邊梁是其結構核心關鍵部件，這些部件一般由不同性狀品種筋板、鋼板鉚接組焊組成相應結構，其焊縫也呈現(xiàn)多面角焊縫、單邊V形焊縫，可以說這些設備焊接技術要求高，施工難度大。以往人工翻轉、變換角度焊接和氣體保護半自動焊接施工不僅效率低，而且焊縫質(zhì)量也不高，一旦不慎就會導致有開裂、氣孔等狀況，嚴重影響生產(chǎn)效能，也無法滿足市場需求。因此改善其設備制造自動焊接技術，強化其焊接工藝就是當前相關行業(yè)人員亟需解決的重任，對此本文借鑒了國內(nèi)外焊接機器人的開發(fā)和應用，并在此技術上吸收精華，結合實際進行改造創(chuàng)新，從而開發(fā)出更適宜本地企業(yè)生產(chǎn)的、性價比高、應用效果好的自動焊接機器人體系，使得其在立體車庫設備制造中發(fā)揮其應有的優(yōu)勢和效能。

1.立體車庫設備制造中自動焊接開發(fā)內(nèi)容

在立體車庫設備制造過程中，自動焊接機器人有確保焊接生產(chǎn)的穩(wěn)定均勻性、高質(zhì)量性、二十四小時高產(chǎn)能性、簡化人工勞力、降低人工技術難度、改善生產(chǎn)環(huán)境等的優(yōu)勢特點，該自動焊接系統(tǒng)主要包括焊縫監(jiān)控跟蹤、電氣控制、焊接電源、機械傳動等內(nèi)容，能夠借助焊縫跟蹤系統(tǒng)信號反饋來掌握焊縫軌跡，從而指揮實現(xiàn)焊槍進行多道焊接程序，因此參考自動焊接機器人運行開發(fā)原理，實現(xiàn)其焊接技術的自動化有著十分現(xiàn)實積極的意義。本文設計開發(fā)就要重點考察焊縫監(jiān)控跟蹤與其電氣控制是否相匹配，這就需要考慮焊接參數(shù)的有效控制（焊接電壓、電流、焊槍擺動軌跡等）以及雙工位設備的機械體系，這樣才能夠使得其開發(fā)應用系統(tǒng)達到最大效能。為確保該系統(tǒng)功能實現(xiàn)，要解決下面幾點：

第一，自動焊接技術。立體車庫設備構件焊接應當對齊對平，其焊接所形成焊縫也應該呈現(xiàn)出多面角與加強版組成焊縫。在進行設計開發(fā)時，就要考慮其焊槍運行軌跡能夠?qū)崿F(xiàn)預期焊接效果，也就是要考慮焊接參數(shù)（電流、電壓、焊槍擺動軌跡）的控制。此外要考慮焊接有正負三毫米的平行度、加強板高度、坡口角度等誤差，因此合理采用先進激光跟蹤焊縫的傳感器。

第二，焊縫自動監(jiān)督跟蹤體系。一般普遍會采用先進位移激光檢測器來定位焊接機械手定位、焊接工作中焊縫偏差測量，這個檢測器必須要具備傳感器和測量系統(tǒng)功能，通過檢測器光點（取決于檢測目標對象距離）位置變化來獲取動態(tài)信號，然后經(jīng)過微控制器來處理，就能夠得到與被檢測目標距離相等的線性信號。這種優(yōu)越的跟蹤傳感性能就能夠狼嚎應用于焊縫實時動態(tài)信息的跟蹤和掌握中。當然在不利焊接環(huán)境中，其焊接過程也要采取措施來避免焊接弧光、煙霧、熱輻射等不利干擾，如添加窄帶濾光片、在傳感器前加干燥壓縮氣體，如二氧化碳，做保溫措施等等。

第三，電氣控制及其他軟件體系。電氣控制和其他軟件系統(tǒng)主要是通過傳感檢測部位來檢查焊縫位置、焊接件位移，并將所得信息傳入到PLC中處理，而其數(shù)據(jù)輸入和監(jiān)控則有觸摸屏來實現(xiàn)。當然其執(zhí)行系統(tǒng)則依靠伺服電機以及焊接電源來運行，通過在觸摸屏輸入設計定好的各項參數(shù)，然后PLC就依照設定參數(shù)運行，并在運行時實時監(jiān)測、調(diào)整焊縫位置，這就形成良好的閉路循環(huán)控制系統(tǒng)，從而有效實現(xiàn)高精度的焊接焊縫定位。一般電氣控制系統(tǒng)也要配套選用模擬量輸入、輸出模塊等軟件系統(tǒng)來實現(xiàn)信號采集、焊縫跟蹤以及焊接電壓/流的控制。

第四，焊接過程工藝體系。所謂的焊接過程，在該自動焊機機器人系統(tǒng)中就是焊槍軌跡控制過程，一般是空間三維和一軸擺角組成的四軸機構，借助交流伺服電機驅(qū)動作用、滾珠絲桿和直線導軌的傳動作用來確保焊槍運行深度和精度控制。當然其導軌也要采用焊接防護罩。一般焊接過程都會參考焊接產(chǎn)能、焊接具體工件特點來計算設計焊接參數(shù)，從而模擬確定焊接過程，為確保焊接穩(wěn)定性，一般焊接系統(tǒng)會采用微電報波形控制焊機，持續(xù)性百分百的電源容量以及可選性強的多種操作模式，如手動、自動以及半自動模式。通過這些過程系統(tǒng)就能夠完美實現(xiàn)焊接制造的機械客觀性和精準掌控性，有利于避免人工焊接操作失誤，從而大大提高其焊接過程的掌控力以及生產(chǎn)水平。

2.應用成效

通過使用上述開發(fā)的自動焊接機器人運行系統(tǒng)，有效提高了焊接焊縫安排的科學性和合理性，大大降低了焊接變形狀況，同時也提高了其設備部件焊接的外觀性能和質(zhì)量，對下部工序拼搭和加工有著積極的促進效用。而且借助焊縫激光自動監(jiān)視跟中系統(tǒng)有助于工作人員更好的掌握焊縫焊接動態(tài)，便于焊縫尺寸實時測量工作。經(jīng)過應用實踐并計算發(fā)現(xiàn)，其應用效果頗為顯著，主要表現(xiàn)為幾點：生產(chǎn)效能增加三四倍、焊縫合格率增加五分之二、產(chǎn)品外觀美觀、質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)人員勞動量降低、工作環(huán)境得到改善、成本大幅度降低（材料、人工、返工等等）。

3.結束語

總而言之，根據(jù)上文所述不難看出，自動焊接機器人系統(tǒng)能夠從源頭克服傳立體車庫傳統(tǒng)設備制造弊端，深層次提升了企業(yè)生產(chǎn)工藝和核心競爭力，能夠幫助企業(yè)占領更好市場地位，也有利于企業(yè)戰(zhàn)略性發(fā)展。

參考文獻：

[1]王華彬.自動焊接機器人在立體車庫設備制造中的開發(fā)應用[J].魅力中國，2014（15）.

[2]陳敏.自動化立體車庫的設計與展望[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2013（7）.