自動焊接技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用分析

和 歡

（鄭州市國防科技學(xué)校，河南 鄭州 450000）

隨著互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，我國機(jī)械加工行業(yè)也開始注重機(jī)械的自動化、數(shù)字化發(fā)展，尤其是自動焊接技術(shù)的發(fā)展能夠有效的提升焊接的質(zhì)量，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。因此，自動焊接設(shè)備逐漸被各個工業(yè)所應(yīng)用。在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中，焊接生產(chǎn)過程的機(jī)械化和自動化已經(jīng)是當(dāng)前制造工業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)的一種主要變現(xiàn)形式。

1 自動焊接技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

在機(jī)械制造過程當(dāng)中巧妙應(yīng)用自動化焊接技術(shù)可以提高質(zhì)量，確保生產(chǎn)出來的產(chǎn)品符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。首先，在應(yīng)用該技術(shù)之前，應(yīng)該通過數(shù)控操作，對焊接質(zhì)量需求進(jìn)行設(shè)置之后，在此類參數(shù)的引領(lǐng)下，才能夠更好地引導(dǎo)整個焊接活動的完成，使得焊接質(zhì)量更好，達(dá)到預(yù)期要求。另外，由于自動焊接技術(shù)在使用過程當(dāng)中會受到各種因素的影響，容易出現(xiàn)使用中斷等情況，進(jìn)而降低焊接質(zhì)量。由此，在運(yùn)營過程當(dāng)中要及時發(fā)現(xiàn)故障，有效處理此類故障。

2 PLC的自動焊接控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1）焊接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。焊接機(jī)構(gòu)是本系統(tǒng)用于環(huán)形焊縫焊接的主體，由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、編碼器、焊炬、氣動夾具和固定體等構(gòu)成，焊接動作的控制流程為：一是操作人員將筒體焊接工件置于焊接點(diǎn)位，調(diào)整工件位置，使筒體上的環(huán)形焊縫對準(zhǔn)焊炬；二是控制氣動夾具加緊筒體；三是控制旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電動機(jī)順時針轉(zhuǎn)動，同時控制焊炬下降接近環(huán)形焊縫進(jìn)行焊接；四是將E6A2-CS5C編碼器安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)輸出軸，作為焊接進(jìn)度檢測的傳感器，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)每帶動筒體旋轉(zhuǎn)一周，編碼器輸出360個脈沖，可自動計(jì)算環(huán)形焊縫焊接的次數(shù)，判斷焊接過程是否達(dá)標(biāo)和完成。五是完成焊接后，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)停止，焊炬上升至限位，氣動夾具松開，操作人員可取下筒體工件。上述操作過程中，采用PLC編寫程序控制各部件的動作順序和時間，以實(shí)現(xiàn)對筒體環(huán)形焊縫的自動焊接。

2）地址分配及程序設(shè)計(jì)思路。根據(jù)系統(tǒng)工作需要和硬件設(shè)計(jì)思路，在S7-200PLC上分配6個輸入端口地址和6個輸出端口地址，具體如下：一是輸入端口地址分配。I0.0為系統(tǒng)啟動按鈕SB0，I0.1為系統(tǒng)停止按鈕SB1，I0.2為編碼器信號輸入端，I0.3為氣動夾具控制按鈕SB2，I0.4為弧焊電源SB3，I0.5為旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電動機(jī)啟停信號輸入端。二是輸出端口地址分配。Q0.0為焊接工作指示燈L1，Q0.1為旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈L2，Q0.2為氣動夾具工作指示燈L3，Q0.3為氣動夾具電磁閥YV1，Q0.4為旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電動機(jī)接觸器K1，Q0.5為弧焊工作控制接觸器K2。

3 自動焊接技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用

1）機(jī)械加工中自動焊接技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀。目前，自動焊接技術(shù)已廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工中。目前，社會經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，但自動焊接技術(shù)的發(fā)展仍處于早期階段。我國與發(fā)達(dá)國家在自動焊接技術(shù)的使用上仍有一些差異。在我國的焊接設(shè)備之初，結(jié)構(gòu)比較單調(diào)，功能比較少，所以在焊接和切割時智能化程度比較低。由于加工需求的不斷提高，普通的焊接技術(shù)難以滿足現(xiàn)有的需求，自動焊接技術(shù)的需求也在不斷增加。如今，我國科技水平不斷發(fā)展，自動焊接技術(shù)水平不斷提高。目前，自動焊接技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)械生產(chǎn)中，加工水平也在不斷提高。

2）應(yīng)用發(fā)展需求。近年來，自動化技術(shù)在各行各業(yè)受到重視，尤其是自動焊接技術(shù)。主要原因是焊接生產(chǎn)是我國機(jī)械加工領(lǐng)域的重要技術(shù)內(nèi)容，其焊接生產(chǎn)質(zhì)量往往對我國整體機(jī)械加工領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展效果有著至關(guān)重要的影響。然而，傳統(tǒng)的手工焊接方法難以滿足現(xiàn)代機(jī)械加工領(lǐng)域的生產(chǎn)需求，在生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量方面表現(xiàn)較差。自動焊接技術(shù)的推廣應(yīng)用無疑有效改善了傳統(tǒng)手工焊接生產(chǎn)方式的弊端。生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量明顯增強(qiáng)。從目前的發(fā)展趨勢來看，采用國產(chǎn)自動焊接技術(shù)制造的產(chǎn)品在質(zhì)量和應(yīng)用效果上都有了顯著的深化。與此同時，產(chǎn)品質(zhì)量也逐漸向精密、高效方向發(fā)展。可見，自動焊接技術(shù)給我國機(jī)械加工領(lǐng)域帶來了全新的發(fā)展動力。鑒于此，建議在行業(yè)內(nèi)不斷創(chuàng)新和發(fā)展自動焊接技術(shù)的內(nèi)容。最好是基于當(dāng)前時代生產(chǎn)發(fā)展的特點(diǎn)，從各個方面對自動焊接技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃和合理部署，以保證自動焊接技術(shù)能夠滿足機(jī)械加工領(lǐng)域的生產(chǎn)需求。

3）自動焊接專機(jī)的應(yīng)用。雙絲焊接是自動焊接專機(jī)采用的主要焊接方式，而雙絲人工焊接專機(jī)的廣泛使用可以大大提高人工焊接生產(chǎn)效率。雙絲人工焊接的生產(chǎn)效率一般意義上是人工焊接的兩倍。采用雙絲人工焊接的熔深較深、焊接的力學(xué)性能好，并且是先進(jìn)的自動化人工焊接技術(shù)的專機(jī)，可以應(yīng)用于直線曲線焊接等多種形式的焊縫。在自動化人工焊接專機(jī)中，焊接效率高，焊接過程中焊件的變形小，質(zhì)量能夠得到保證，可適用于大批量的生產(chǎn)之中，具有操作簡單、成本低廉、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，所以目前在機(jī)械加工中應(yīng)用比較廣泛，而且其性價比較高。

4）應(yīng)用實(shí)踐。在焊接生產(chǎn)過程中，自動焊接設(shè)備將使用隔離罩設(shè)施來阻擋焊接過程中產(chǎn)生的煙霧。同時，通過自動焊接設(shè)備的合理應(yīng)用，基本上可以避免以往存在的眩光焊接問題，為現(xiàn)場生產(chǎn)人員的操作安全提供保障。過去，手工焊接方法不同，自動焊接技術(shù)無需人工操作即可實(shí)現(xiàn)安全的焊接過程。既能節(jié)省人力資源，又能降低操作人員的勞動強(qiáng)度。此外，自動焊接技術(shù)在生產(chǎn)效率和質(zhì)量方面也很突出。主要原因是自動焊接設(shè)備主要由幾個機(jī)械部分組成，通過電子系統(tǒng)控制管理實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)過程。

4 自動焊接技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域中的應(yīng)用方向分析

1）網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。自動焊接技術(shù)通過與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的積極結(jié)合，基本上可以實(shí)現(xiàn)對相關(guān)設(shè)備的控制和管理。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷深入和通信技術(shù)在我國的不斷應(yīng)用，自動焊接技術(shù)已經(jīng)能夠主動利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對焊接生產(chǎn)過程的強(qiáng)化管理。管理人員可以利用計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程操作功能，對現(xiàn)場生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)督管理，如故障排除、及時解決故障等。因此，可以說網(wǎng)絡(luò)方向?qū)⒊蔀槲覈詣雍附蛹夹g(shù)的主流方向之一。

2）自動焊接技術(shù)發(fā)展展望。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展完善，自動焊接技術(shù)得到了飛速發(fā)展，無論是在類型上，還是種類上以及設(shè)備完善上都出現(xiàn)了明顯的變化，由以往的滾輪架轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)如今的智能化無人化技術(shù)。但現(xiàn)階段的自動化焊接設(shè)備和技術(shù)仍然存在體積大、占用空間大等缺陷，在一定程度上影響操作設(shè)備的使用，所以未來還需加強(qiáng)自動化焊接技術(shù)的研究，逐漸融入集成化技術(shù)，降低設(shè)備的體積，促進(jìn)多設(shè)備的應(yīng)用。此外，許多自動化焊接技術(shù)成本較高，操作難度較大，所以隨著社會的不斷發(fā)展，機(jī)械自動化焊接技術(shù)必須要降低成本，簡化操作，這樣才能夠更好符合新時期新需求。

5 結(jié)束語

總的來說，自動焊接技術(shù)在機(jī)械加工中得到了廣泛的使用，這樣可以顯著提升加工效率以及加工質(zhì)量。本文通過對于自動焊接技術(shù)的優(yōu)勢以及使用的分析，能夠充分明確自動焊接技術(shù)的重要程度以及所存在的價值，這樣可以使得機(jī)械加工獲得更加顯著的發(fā)展。