機器人焊接在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)制造中的應(yīng)用

邵利兵

摘要：隨著社會的快速發(fā)展，越看越多的企業(yè)遵循可持續(xù)發(fā)展道路，確保企業(yè)發(fā)展的綠色化、環(huán)?；统志没摻Y(jié)構(gòu)建筑行業(yè)在發(fā)展過程中就是遵循了可持續(xù)發(fā)展道路，同時，鋼結(jié)構(gòu)建筑行業(yè)的發(fā)展情況直接影響著我國企業(yè)現(xiàn)代化的情況。鋼結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)過程中的形成結(jié)構(gòu)也是多種多樣的，例如，特殊結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)等等。鋼結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)制造過程中需要采用較多的原材料，例如，高強鋼、耐火鋼以及大厚度鋼等等，為保障鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)制造的科學(xué)性和有效性，要對生產(chǎn)過程中的原材料、生產(chǎn)技術(shù)、相關(guān)設(shè)備等進(jìn)行監(jiān)控，確保其使用質(zhì)量。我國所采用的焊接技術(shù)，仍是較為傳統(tǒng)的焊接技術(shù)，以手工和半自動的形式為主，由于焊接技術(shù)的傳統(tǒng)性和落后性，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的質(zhì)量無法得到精準(zhǔn)的保障，生產(chǎn)的效率較慢，無法與快速發(fā)展的社會經(jīng)濟(jì)相對應(yīng)。這為焊接機器人在鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的應(yīng)用提供了契機，機器人智能化焊接質(zhì)量穩(wěn)定、焊接效率高、綜合成本低，具有廣泛的工程應(yīng)用前景。鑒于此，文章結(jié)合筆者多年工作經(jīng)驗，對機器人焊接在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)制造中的應(yīng)用提出了一些建議，僅供參考。

關(guān)鍵詞：機器人焊接;鋼結(jié)構(gòu);生產(chǎn)制造;應(yīng)用

引言

焊接技術(shù)的創(chuàng)新及應(yīng)用將比以往任何一個時期都更加活躍，將極大地促進(jìn)并加快高效優(yōu)質(zhì)焊接新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料等的研究、發(fā)明、應(yīng)用，推動焊接制造與焊接管理的理念、方法、制度變革和創(chuàng)新，改變焊接從業(yè)人員的教育、培訓(xùn)、認(rèn)證、考核的現(xiàn)狀、模式和體制。

1、焊接機器人應(yīng)用

1.1Mini型弧焊機器人

Mini型弧焊機器人由多元化的因素所共同構(gòu)成，例如，控制模塊、機器人本體、電源、焊槍和線纜等。Mini型弧焊機器人在使用的過程中是利用直線型軌道進(jìn)行焊接工作的，Mini型弧焊機器人的應(yīng)用范圍具有一定的局限性，只適用于對一些平直構(gòu)件進(jìn)行焊接，但是其應(yīng)用場所不具備局限性。Mini型弧焊機器人在應(yīng)用的過程中是利用計算機對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和比對，以便確保焊接技術(shù)展開的各項指標(biāo)符合相關(guān)的規(guī)范要求，可以明顯的提高焊接工作的工作效率和工作質(zhì)量。此外，Mini型弧焊機器人在使用前還要進(jìn)行相關(guān)的檢測，確保使用的合理性，

1.2柔性軌道機器人

目前，對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行生產(chǎn)制造的過程中會應(yīng)用到弧形構(gòu)件，由于弧形構(gòu)件的特殊性，無法應(yīng)用機械進(jìn)行焊接工作。近年來，我國常用的自動化設(shè)備在應(yīng)用過程中具有一定的常規(guī)性和局限性，只適用于直接焊接工作，要想在弧形構(gòu)件焊接的過程中應(yīng)用自動化設(shè)備，就要制作與之相對應(yīng)的弧形軌道，但這一行為會嚴(yán)重加大生產(chǎn)成本。而柔性軌道機器人可以有效的解決弧形構(gòu)件進(jìn)行焊接的問題，其應(yīng)用原理主要是利用柔性軌道的吸附性對構(gòu)件進(jìn)行吸附，便于進(jìn)行焊接操作。

1.3視覺識別焊接機器人

視覺識別焊接機器人主要通過數(shù)據(jù)編程完成相關(guān)操作，但由于示教編程的可操作性和可更改性，能夠更好的確保機器人在工作當(dāng)中的科學(xué)性與合理性，但在具體操作當(dāng)中極易受到諸多因素的干擾不利于焊接水平的提升。因此，需加強視覺識別焊接工藝的研究，提升機器人焊接質(zhì)量，保證焊接智能化。焊接路徑的視覺識別與軌跡規(guī)劃技術(shù)，借助視覺傳感代替人的肉眼進(jìn)行焊接路徑的識別，并且對焊接過程進(jìn)行軌迪規(guī)劃，達(dá)到機器人能自主進(jìn)行示教的目的，從而大大提高焊接機器人的自動化水平。

2、機器人應(yīng)用難點

現(xiàn)階段，機器人焊接在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)制造中具有一定的應(yīng)用難點，具體如下所述：（1）目前，機器人進(jìn)行操作的主要原因是通過數(shù)據(jù)編程進(jìn)行的，不僅具有一定的復(fù)雜性和繁瑣性，還需要大量的專業(yè)人員進(jìn)行操作，需要消耗大量的時間和精力。（2）鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)制作過程中需要采用大量的環(huán)節(jié)、原材料和設(shè)備器械等展開工作，需要機器人具備較強的適應(yīng)能力和操作能力。（3）為保障機器人在各種焊接形式中都可以得以運用，要確保機器人具備大量的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行參考。（4）在焊接過程中，由于數(shù)據(jù)信息無法完成歷史性的分析，機器人在操作當(dāng)中無法針對數(shù)據(jù)給予合理的調(diào)整，因此會導(dǎo)致焊接質(zhì)量無法達(dá)到相應(yīng)的要求。

3、機器人焊接在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)制造中的應(yīng)用

為便于理解機器人焊接在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)制造中的應(yīng)用，下文以裝配式建筑方管柱舉例。

3.1原材料質(zhì)檢

原材料在選購的過程中要嚴(yán)格參考生產(chǎn)數(shù)據(jù)和規(guī)范要求，確保原材料的質(zhì)量水平，材料進(jìn)廠前還要根據(jù)相關(guān)的規(guī)章制度對原材料展開質(zhì)檢工作，只有原材料的質(zhì)量水平符合相關(guān)的檢測標(biāo)注，才可進(jìn)行進(jìn)廠及使用。

3.2下料

為便于原材料的應(yīng)用，要根據(jù)工程設(shè)計圖的數(shù)據(jù)要求對原材料進(jìn)行切割，形成不同標(biāo)準(zhǔn)的方管，然后在對方管的坡口進(jìn)行操作，最后形成角度為36度、37度或38度的坡口，厚度不大于1mm。

3.3短節(jié)柱裝配

依據(jù)設(shè)計內(nèi)容，借助手工氣體保護(hù)焊電焊的方法進(jìn)行操作，利用墊板把方管和隔板進(jìn)行有效的連接，具體的各項數(shù)據(jù)比例如下圖所示。確保數(shù)據(jù)符合下圖內(nèi)容后，由短節(jié)柱裝配進(jìn)行操作。

3.4短節(jié)柱焊接

對短節(jié)柱展開焊接工作時所采用的機器人為自由度焊接機器人，在上料工作進(jìn)行完成后利用氣動夾緊裝置進(jìn)行材料固定，然后通過頭尾架變位機進(jìn)行焊接工作，確保上一層焊接工作完成后再進(jìn)行下一層的焊接工作。在焊接的過程中要先把焊底完成，在對其余位置進(jìn)行填充工作，然后對頂部進(jìn)行密封工作，焊接工作就完成了。焊接過程要求具有鏈接性，所以在其操作過程中不要有停頓的過程，除了上個焊接處與下個焊接處的連接點時。

3.5焊縫檢測

對短節(jié)柱進(jìn)行焊接工作后，要對其及相關(guān)焊接部位展開檢測工作，檢測內(nèi)容包括焊接的外觀檢測和UT檢測，確保其檢測數(shù)據(jù)符合焊接的全熔透二級的標(biāo)準(zhǔn)，如果一些焊接水平不符合此標(biāo)準(zhǔn)就要再次進(jìn)行操作。

3.6長節(jié)柱裝配

長節(jié)柱裝配的主要工作內(nèi)容是對模具進(jìn)行擺放和組裝工作的，其主要構(gòu)成成分是多個短節(jié)柱和方管。把多個短節(jié)柱和方案按照設(shè)計圖紙進(jìn)行組裝、焊接便可得到長節(jié)柱裝置。在裝配組裝完成后，為保障其使用質(zhì)量符合相關(guān)的回單位要求，要對其進(jìn)行鞏固措施和檢測工作。

3.7長節(jié)柱焊接

對長節(jié)柱進(jìn)行焊接的過程中，為保證焊接工作的工作效率，一般選用雙工位焊接方法進(jìn)行操作。雙工位焊接方法的工作原理也是利用氣動夾緊裝置對材料進(jìn)行把控，然后通過頭尾架變位機進(jìn)行焊接工作，由于焊接工作是利用機械運行的，所以可以有效提高焊接工作的工作效率。

3.8焊縫檢測

對長節(jié)柱進(jìn)行焊接工作后，要對其及相關(guān)焊接工作展開檢測內(nèi)容，檢測內(nèi)容包括焊接的外觀檢測和UT檢測，確保其檢測數(shù)據(jù)符合焊接的全熔透二級的標(biāo)準(zhǔn)，如果一些焊接水平不符合此標(biāo)準(zhǔn)就要再次進(jìn)行操作。

3.9提升人員安全性

通過有效的機器人焊接操作能夠避免焊接人員長時間接觸，提升人員身體健康保障人員操作安全性。

結(jié)束語

綜上所述，基于機器人焊接在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)制造中的應(yīng)用，介紹焊縫機器人應(yīng)用和難點。主要包括：原材料質(zhì)檢、下料、短節(jié)柱裝配、短節(jié)柱焊接、焊縫檢測、長節(jié)柱裝配、長節(jié)柱焊接、焊縫檢測等。

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