自動化焊接技術(shù)中的難點探討

沈智友

摘要：近年來，受社會經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的影響，自動化技術(shù)趨向成熟，自動化焊接技術(shù)的應(yīng)用幾乎涉及全部工業(yè)制造領(lǐng)域。焊接工件結(jié)構(gòu)形式越來越復(fù)雜，對焊接技術(shù)的要求也大幅度提高，自動化焊接技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中的使用優(yōu)勢則越發(fā)明顯，焊接工藝逐漸朝著智能化和專業(yè)化的方向發(fā)展。根據(jù)目前工業(yè)發(fā)展以及機(jī)械自動化的成型情況來看，焊接工藝已經(jīng)開始呈現(xiàn)出了精細(xì)化的趨勢，加強(qiáng)焊接過程中自動化模式的研究工作，具有理論和現(xiàn)實兩個方面的意義。因此，加強(qiáng)自動化焊接工藝的研究，無論是在理論上，還是實踐上都具有十分重要的意義。文章主要通過對關(guān)鍵技術(shù)的了解，對在自動化焊接過程中出現(xiàn)的難點進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：焊接技術(shù);焊接自動化;控制技術(shù)

引言

自動化焊接是區(qū)別于以往的一種新技術(shù)，其本身是焊接技術(shù)的革新，主要優(yōu)勢在于實現(xiàn)焊接技術(shù)自動化過程，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。我國現(xiàn)有的自動化焊接應(yīng)用還在起步階段，與國外技術(shù)水平還有一段差距。隨著智能科技的高速發(fā)展，焊接技術(shù)也在朝著自動化和智能化的方向前進(jìn)。如今自動化焊接技術(shù)的應(yīng)用代替了以前人工焊接，提高了制造效率和縮減了生產(chǎn)成本。自動化焊接技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，但是目前很多企業(yè)實現(xiàn)自動化焊接，都面臨幾大難點。

1焊接自動化技術(shù)概述

傳統(tǒng)的焊接技術(shù)多是采用手動方式進(jìn)行焊接，而焊接自動化技術(shù)是在沒有外力干涉條件下，機(jī)械裝置按照提前設(shè)定的程序進(jìn)行自動化和系統(tǒng)化焊接，整個焊接過程更為清晰，而且機(jī)械裝置在焊接和固定過程中，需要由焊槍氣動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、脫材料機(jī)構(gòu)、焊槍夾緊機(jī)構(gòu)和工作夾緊機(jī)構(gòu)等共同完成。由于自動化技術(shù)具有較強(qiáng)的綜合性，焊接自動化技術(shù)實現(xiàn)，可以有效地提高工程機(jī)械的發(fā)展。在實際焊接自動化技術(shù)實施過程中，需要對焊接流程和要求進(jìn)行明確，但基于工作環(huán)境的不斷變化，還要重視產(chǎn)品生產(chǎn)穩(wěn)定性的提高，因此在焊接自動化落實過程中，要保證設(shè)備配置的齊備，并對自動化知識的實際要求進(jìn)行了解，從而實現(xiàn)焊接自動化技術(shù)的合理應(yīng)用。焊接自動化技術(shù)的實施，有效地推動了工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程，將其在實際焊接中進(jìn)行應(yīng)用，可以有效地提高焊接質(zhì)量和焊接效率，而且對拓展焊接產(chǎn)業(yè)也具有極為重要的意義。隨著焊接自動化技術(shù)的發(fā)展，在焊接方式中出現(xiàn)了二氧化碳焊機(jī)和埋弧焊機(jī)，并利用自動化方式對焊接參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，加快推動了焊接工藝的智能化水平。而且焊接機(jī)械人的出現(xiàn)，使焊接自動化技術(shù)發(fā)展進(jìn)入了一個全新的節(jié)點。目前我國焊機(jī)已開始向自動化控制和智能化控制方向發(fā)展，集成網(wǎng)絡(luò)與機(jī)器人焊接之間加快了優(yōu)化融合的進(jìn)程，這對于焊接自動化水平的提升具有極為重要的促進(jìn)作用。

2自動化焊接技術(shù)難點

2.1數(shù)據(jù)收集難點

從自動化焊接的角度來看，無論是數(shù)據(jù)的匯總，還是機(jī)械化制造的技術(shù)優(yōu)化，都存在著比較困難的方面。由于自動化的數(shù)據(jù)提取技術(shù)可以說是實現(xiàn)自動化技術(shù)的關(guān)鍵所在，因此對于數(shù)據(jù)的收集整理應(yīng)該成為重中之重。從當(dāng)前的數(shù)據(jù)收集情況來看，自動化焊接在數(shù)據(jù)收集方面還有著不小的提升空間，需要在今后做進(jìn)一步的完善。

2.2機(jī)器人難點

大型自動化機(jī)器人焊接應(yīng)用遇到了獨特的挑戰(zhàn)，機(jī)器人和焊接電源以及焊絲必須協(xié)同工作，才能實現(xiàn)這些應(yīng)用所需的高沉積速率，循環(huán)時間范圍從幾分鐘到40小時不等，增加產(chǎn)量以及縮短時間是提高生產(chǎn)率的關(guān)鍵。實施大型焊接自動化需要關(guān)注的變量太多了，也很復(fù)雜，其中很多事人為參與的因素，包括焊接工藝選擇，定位，焊接變形處理等，如何減少這些變化因素，比較困難。在大型焊接周期中選擇定位器可簡化比較難的任務(wù)，定位器有多種形式，傾斜旋轉(zhuǎn)定位器是雙軸系統(tǒng)，將部件從水平旋轉(zhuǎn)到垂直90度，而轉(zhuǎn)盤圍繞垂直軸旋轉(zhuǎn)部件。搭配定位器需要首先弄清楚一些問題，比如焊接會涉及多少機(jī)器人，零件是否需要在焊接過程中旋轉(zhuǎn)。理解和糾正機(jī)器人伸展問題，機(jī)器人尺寸要求，焊槍配置，夾具間隙和其他變量，需要進(jìn)行仿真工程模擬，在構(gòu)建集成系統(tǒng)之前預(yù)測自動焊接過程，模擬自動化系統(tǒng)，可改善內(nèi)部設(shè)計流程，增強(qiáng)協(xié)作，加快測試，在系統(tǒng)設(shè)計開始之前，工深入研究自動化概念，優(yōu)化產(chǎn)品和流程，把一些復(fù)雜的流程給簡化。

2.3變形處理難點

在進(jìn)行焊接的過程中，鍋爐焊接并不僅只有簡單直來直去的部位焊接，更有弧形以及橢圓角落需要進(jìn)行細(xì)致的焊接處理，而目前的機(jī)器人，大部分都是直角狀的機(jī)器人觸手，因此，在進(jìn)行焊接處理的過程中，很難與需要焊接的部位進(jìn)行完美的契合，從而導(dǎo)致焊接變形上面的處理相對比較差。從上述內(nèi)容中可以看出，如今的焊接變形處理也是自動化焊接機(jī)器人應(yīng)用的難點之一。

3工程機(jī)械焊接自動化技術(shù)的應(yīng)用要點

3.1智能化焊接

通常情況下，機(jī)械焊接過程智能化是評估機(jī)械工程焊接自動化的重要指標(biāo)，而靈活運用現(xiàn)代化智能控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)及計算機(jī)技術(shù)等手段，能大幅度提高焊接智能化水平。高智能化焊接水平不止極大程度上節(jié)約人力成本投入，更能保證焊接總體質(zhì)量，大大提高焊接作業(yè)效率，符合產(chǎn)品制造要求。同時，即便高智能化焊接技術(shù)對于生產(chǎn)環(huán)境及條件的局限較小，基本實現(xiàn)持續(xù)焊接作業(yè)的目標(biāo)，但是現(xiàn)有的技術(shù)手段尚未得到預(yù)先設(shè)想，無法完全脫離工作人員進(jìn)行生產(chǎn)及后續(xù)操作。由此可見，機(jī)械運轉(zhuǎn)期間往往需要技術(shù)人員及工作人員肩負(fù)起監(jiān)管職責(zé)，交由研究人員采集及分析數(shù)據(jù)，方可促進(jìn)自動化焊接技術(shù)進(jìn)步。

3.2集成化焊接

對于焊接控制系統(tǒng)的集成化來說，主要是通過人工和技術(shù)的集成以及焊接技術(shù)與信息技術(shù)的集成，而集成系統(tǒng)在實際運行的過程中，信息流和物質(zhì)流對其具有重要作用和意義，確保各個方面的技術(shù)都能夠進(jìn)行科學(xué)合理的結(jié)合，通過這樣的方式，不僅能夠減少信息和數(shù)據(jù)的數(shù)量，還能夠滿足實施控制的需求和標(biāo)準(zhǔn)。另外，工作人員在發(fā)揮其自身控制和處理臨時問題能力的情況下，還需要建立一套科學(xué)合理的體系，保證人與自動提供形成和諧統(tǒng)一發(fā)展的環(huán)境，避免出現(xiàn)不合理的問題，從而突出集成系統(tǒng)的重要性。

3.3柔性化焊接

自動化技術(shù)的柔性化是焊接自動化項目的關(guān)鍵，實現(xiàn)有序化管理是重點。以同類別的產(chǎn)品管理作為前提，為了節(jié)省成本，要盡量壓縮廠房空間，滿足應(yīng)用要求。不斷提升生產(chǎn)設(shè)備的要求，一家生產(chǎn)多種產(chǎn)品的企業(yè)，需要明確設(shè)備的具體要求，以選購作為前提，需要了解產(chǎn)品設(shè)備的應(yīng)用要求，更好地體現(xiàn)出自動化技術(shù)的柔性化意義。在自動化焊接設(shè)備管理過程中，要了解柔性化特點，改變應(yīng)用程序，適當(dāng)調(diào)整參數(shù)，提升生產(chǎn)效率。

3.4網(wǎng)絡(luò)化焊接

現(xiàn)代信息技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷被應(yīng)用到焊接工作中，智能接口普遍，給遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用提供便利條件。通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可對生產(chǎn)過程開展高效監(jiān)督，實現(xiàn)一體化自動控制。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅在生產(chǎn)管理中發(fā)揮重要作用，同時也可實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，從而及時發(fā)現(xiàn)焊接漏洞。

結(jié)語

自動化焊接技術(shù)對于我國制造業(yè)的發(fā)展意義重大，因此關(guān)注焊接技術(shù)自動化的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，對于我國更好地提高焊接技術(shù)、促進(jìn)制造業(yè)長足發(fā)展具有重要作用。我國自動化焊接技術(shù)的發(fā)展，需要立足當(dāng)下，在工藝和設(shè)備上緊跟外國先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方向，并加大研發(fā)力度，促進(jìn)焊接技術(shù)自動化的創(chuàng)新與發(fā)展。

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