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)。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)。目前，新型定時(shí)器已經(jīng)微機(jī)化，因此機(jī)器人控制柜可以直接控制定時(shí)器，無(wú)需另配接口。

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。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)。焊接機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)是一個(gè)系統(tǒng)工程，通過(guò)近10年的工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，我覺(jué)得以下幾個(gè)方面的工作不容忽視：建立并培養(yǎng)一個(gè)具有機(jī)器人技術(shù)素養(yǎng)的隊(duì)伍焊接機(jī)器人工程是機(jī)電一體化技術(shù)的濃縮，其中包含了機(jī)器人技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、焊接技術(shù)等。

（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。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。

?機(jī)器人控制器的通用化、開(kāi)放化和多軸協(xié)調(diào)控制

機(jī)器人控制器是根據(jù)指令以及傳感信息控制機(jī)器人完成一定的動(dòng)作或作業(yè)任務(wù)的裝置， 它是機(jī)器人的心臟， 決定了機(jī)器人性能的優(yōu)劣。傳統(tǒng)的機(jī)器人控制器基本上采用專(zhuān)用的計(jì)算機(jī)、 專(zhuān)用的機(jī)器人語(yǔ)言和專(zhuān)用的操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的， 結(jié)構(gòu)封閉， 表現(xiàn)出開(kāi)放性差、 軟件獨(dú)立性差、 擴(kuò)展性差、 缺少網(wǎng)絡(luò)功能等缺點(diǎn)， 它嚴(yán)重地影響了機(jī)器人的發(fā)展和應(yīng)用水平。在這種情況下， 開(kāi)發(fā)開(kāi)放式的機(jī)器人控制系統(tǒng)顯得非常迫切， 同時(shí)開(kāi)放式機(jī)器人控制器也是當(dāng)前控制系統(tǒng)的主流和發(fā)展趨勢(shì)。近年來(lái)，國(guó)外機(jī)器人生產(chǎn)廠都有自己特定的配套焊接設(shè)備，在這些焊接設(shè)備內(nèi)已經(jīng)插入相應(yīng)的接口板，所以弧焊機(jī)器人系統(tǒng)中并沒(méi)有附加接口箱。

目前各機(jī)器人廠商的控制柜都具有多軸協(xié)調(diào)控制能力， 用于多機(jī)器人焊接系統(tǒng)， 即若干個(gè)機(jī)器人通過(guò)合作與協(xié)調(diào)而完成某一任務(wù)。例如 MOTOMAN的機(jī)器人控制柜 NX100 可控制 4 臺(tái)弧焊機(jī)器人同時(shí)作業(yè)， 使生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高。由于1臺(tái)控制柜可統(tǒng)一控制多臺(tái)機(jī)器人，所以機(jī)器人間無(wú)需聯(lián)鎖。焊接機(jī)器人本體的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要有兩種形式：一種為平行四邊形結(jié)構(gòu)，一種為側(cè)置式（擺式）結(jié)構(gòu)，如圖2a、b所示。

焊接過(guò)程中， 可根據(jù)作業(yè)內(nèi)容選擇多臺(tái)機(jī)器人協(xié)調(diào)作業(yè)， 或選擇單臺(tái)機(jī)器人獨(dú)立作業(yè)， 控制器實(shí)時(shí)監(jiān)控手臂間的干涉， 即使在示教中， 也能防止機(jī)器人間發(fā)生碰撞。

激光復(fù)合焊接是激光束焊接與MIG焊接技術(shù)相結(jié)合，獲得焊接效果，快速和焊縫搭橋能力，是當(dāng)前的焊接方法。

激光復(fù)合焊的優(yōu)點(diǎn)是：速度快，熱變形小，熱影響區(qū)域小，并且確保了焊縫的金屬結(jié)構(gòu)與機(jī)械屬性。

激光復(fù)合焊除了汽車(chē)薄板結(jié)構(gòu)件的焊接，還適用于很多其它應(yīng)用。例如將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于混凝土泵和移動(dòng)式起重機(jī)臂架的生產(chǎn)，這些工藝需對(duì)高強(qiáng)度鋼進(jìn)行加工，傳統(tǒng)技術(shù)往往會(huì)因?yàn)樾枰渌o助工藝（如預(yù)熱）而導(dǎo)致成本的增加。再則，該技術(shù)也可應(yīng)用于軌道車(chē)輛的制造及常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)（如橋梁，油箱等）。利用激光傳感器的三維信息獲取能力，可以對(duì)焊后的焊縫成形質(zhì)量和缺陷進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)成形不良、咬邊等缺陷。