焊接技術及自動化論文

　　焊接自動化控制焊接過程中的各種參數，實現焊接工序自動化，可以減輕勞動強度、改善勞動條件。接下來小編搜集了焊接技術及自動化論文，僅供大家參考，希望幫助到大家。

　　篇一：自動化焊接設備的機械制造應用

　　摘要：自動化焊接設備在機械工程制造中已經得到了廣泛應用，是提升機械生產制造能力的關鍵。文章首先對自動化焊接設備進行總體概述，分別介紹焊接專機與焊接機器人的特點。在此基礎上，探討自動化焊接設備的工程應用，包括控制系統、焊接電源、龍門架、軟件系統、傳感系統等的應用，并分析其應用現狀及發展趨勢。

　　關鍵詞：自動化焊接設備；工程機械制造；自動化焊接專機；焊接機器人；應用發展趨勢

　　前言

　　自動化技術在機械生產制造中的應用極大的提升了生產效率和產品質量，是推動經濟社會發展的重要源動力。無論是從市場經濟角度還是提升企業核心競爭力，都應積極引進先進的自動化設備，充分發揮自動化技術的應用優勢，減少生產過程中對人的依賴性，從而降低人工成本和工作勞動強度。因此，應結合技術發展狀況和工程實際應用情況展開研究，對加速工程機械制造企業的發展都有重要的戰略意義。

　　1、自動化焊接設備概述

　　在工程機械制造行業，自動化焊接設備主要是指焊接專機和焊接機器人，自動化焊接設備能夠穩定和提高焊接質量，保證其均勻一致性；提高勞動生產效率；改善工人勞動條件；減少了煙塵、弧光及飛濺對人員健康的危害；降低了對工人操作技術的要求；減少了其他相應設備的投資；綜合成本更低。隨著科學技術的不斷發展，自動化焊接設備在功能和性能也獲得了不斷地提高和突破，不僅能夠高效率的完成傳統人工操作過程，而且能夠為產品生產質量提供保障。比如由藍天焊接科技有線公司研制的自動化汽車起重機吊臂焊接線.該設備屬于自動化焊接專機設備，此外還有車架箱體焊接機器人工作站、臂架外焊縫焊接ABB機器人工作站等，都在實際工程生產中得到了廣泛應用。目前較為先進的泵車臂架焊接自動化生產線，綜合運用了柔性化組合鉚焊工裝技術、AGV智能傳輸控制技術和CLOOS機器人工作站等，可以實現小批量、多品種的產品流水線生產[1]。

　　2、焊接專機與焊接機器人的特點

　　2.1焊接專機

　　焊接專機的特點是成本價格低，性價比高，適用于長直焊縫、圓環焊縫等形式的焊接生產，能夠滿足大批量的生產工藝要求。目前使用較多的有自動化管件切割機、耳鉸與弦桿自動焊專機等。由于焊接專機的自動化控制技術相對容易實現，已經在機械工程中得到廣泛應用，但其缺點是柔性較差，因此在柔性化組合鉚焊工藝中，通常需要與自動化焊接機器人工作站配合使用[2]。

　　2.2焊接機器人

　　相比于焊接專機，自動化焊接機器人的控制精度更高，自動化程度和智能化程度也相對較高。通過模塊化編程技術的應用，使機器人工作站能夠適應不同工件的生產要求。焊接機器人廣泛適用于各種機械生產工況，產品更新換代速度快，但成本價格較高，且對操作技能有較高要求，目前一般在大型工程中應用較多。具有代表性的有ABB、CLOOS、REIS等機器人工作站[3]。

　　3、自動化焊接設備在工程機械制造中的具體應用

　　3.1控制系統的應用

　　隨著自動化焊接技術的發展，在實際工程中機器人工作站的使用越來越多。在一個焊接機器人工作站中，控制器和機器人本體是其核心組成部分，本體一般采用6軸關節形式，具有較高的結構剛性和負載能力，所使用的材料不具有放射性和腐蝕性，使用年限一般在15年以上。關節軸一般采用交流伺服電動機提供驅動力，具備先進的數字化路徑測量系統，能夠提供絕對位置信息，使其具有較高的焊接精度，重復定位精度誤差可以控制在0.1mm以內。此外，系統中還包含斷電剎車裝置，能夠為使用安全提供保障。整個系統以全數字化控制技術為基礎，由數字總線連接各個部分，采用計算機進行統一控制，可以有效抵抗配電系統電磁場干擾，確保焊接的絕對在再現。其中央處理單元采用多處理器設計方案，穩定性強，具有可擴展功能，能夠保證高速運行狀態下的軌跡精度。系統中包含有示教器，具有友好的操作界面，能夠方便操作者學習使用。在操作界面中顯示焊接工藝的關鍵參數，能夠實現可視化控制。此外，電控柜和操作系統等均有防塵處理措施，或設置有專門的控制室，能夠保證系統的可靠運行。

　　3.2焊接電源的應用

　　焊接電源的應用要優先選用國際先進品牌，比如福尼斯牌全數字逆變脈沖焊接電源，一些具有自主知識產權的大型企業也可以使用本公司自主研發的焊接電源，提高工藝的配套性。在選擇焊接電源時，要注意與控制系統接口的匹配性。一般較為先進的產品帶有焊接專家參數系統，能夠對焊接參數進行數字化顯示。主要數據通過示教器輸入，在焊接生產過程中，可以隨時對其進行在線修正。先進的技術產品收弧成功率較高，可以確保焊接回收脈沖收弧能夠填滿弧坑，而且沒有凸起。焊接中斷點的覆蓋與重熔、外觀焊縫、焊滴脫離的準確度都較高。利用其平行擺動功能能夠快速、有效的識別出焊縫并進行填充。使用的焊槍無漏電、漏油等現象。一般使用盤裝或桶裝焊絲，其送絲速度可以達到0~24m/min。由于焊接機器人的焊絲規格較大，在選擇電源規格時，應確保其暫載率能夠達到100%。

　　3.3龍門架的應用

　　龍門架即自動化焊接機器人的外部軸行走部分，該部分結構是擴大機器人工作范圍的關鍵，目前在工程中應用的機器人工作站均為機器人本體配備的外部行走框架。該部分控制功能由控制系統統一負責，采取一體化控制方式，能夠確保外部軸運動與本體運動協調一致。在系統中，機器人本體通常倒掛在龍門架上，使焊槍具有較高的可達性。為了確保在外部軸行走狀態下的焊接精度，應采用國際先進品牌的導軌、軸承和齒輪等構件，并配備性能優越的服務電動機和減速機，同時做好導軌的潤滑、防塵和防飛濺保護措施。在外部軸運行狀態下，機器人本體要保持平穩，避免發生較大幅度的搖晃和抖動，平均重復精度誤差應控制在0.2mm以內。

　　3.4其他機具應用

　　其他機具的'應用選擇主要包括焊接變位機、夾具等。為了確保機器人在焊接作業時，焊縫能夠處于船型焊位或平焊位置，應為機器人工作站配備焊接變位機，將其回轉軸作為系統外部軸，與機器人協調運動。在設置變位機高度時，應充分考慮裝卸工件的需要，盡量提高施工的方便性。在機器人焊接站中使用的夾具必須滿足剛性要求，要能夠在需要時快速加緊，且防止夾持工件出現變形。因此，在設計系統結構和設計參數時，應充分考慮這方面的需求，盡可能縮短裝卸過程中工件在夾具上的時間。其他機具的選擇也應該盡可能使用較為先進的技術品牌，采用性能優越的伺服電動機和精密性較好的減速機，此外，應為變位機和夾具的焊接結構件進行應力退火處理。

　　3.5軟件和傳感系統應用

　　在軟件和傳感系統應用方面，自動化焊接機器人工作站使用的操作軟件及弧焊軟件包功能較為復雜，具體包括以下幾個方面：

　　（1）示教編程功能；

　　（2）離線編程功能；

　　（3）數據庫存儲功能；

　　（4）數據處理和調用功能；

　　（5）自診斷功能；

　　（6）斷點續焊功能；

　　（7）多層多道焊接功能；

　　（8）參數實時調整功能；

　　（9）縱向與橫向擺動功能；

　　（10）機器人與外部軸的聯動控制功能；

　　（11）傳感和跟蹤功能。

　　為使系統具有較高的可擴展性，系統中應包含多種功能接口，包括焊機串行控制接口、模擬接口、數字接口、打印機接口、局域網接口和域總線系統接口等。其中，傳感系統的功能主要包括電弧跟蹤、焊絲接觸尋位和激光跟蹤等。在系統運行過程中，電弧跟蹤功能通過對焊接電壓和電流變化情況的檢測，自動修正焊縫編程位置與實際位置的偏差。焊絲接觸尋位功能可以找出焊縫起始點。激光跟蹤功能同時具備上述兩項功能，而且具有較高的抗干擾能力，但激光追蹤器的成本較高，可以根據工程實際情況進行合理選擇。

　　3.6自動化焊接設備的應用發展趨勢

　　總體來看，在工程機械制造過程中，自動化焊接設備的應用主要受機器人本體、控制器、傳感系統、焊接電源和外部機具的影響。由于工程機械制造對工件制作精度有嚴格要求，在應用自動化設備的過程中，應確保設備與工藝的匹配性，根據工程實際情況合理設置焊接參數，并充分利用其自診斷功能進行參數調整和修復。目前自動化焊接設備還有較大的提升空間，在未來的應用發展過程中，要集中解決焊縫實時跟蹤、尋位效率低、焊縫間隙大時需要人工打底、經過自動化焊接后還要進行補焊等問題，從而進一步提升設備的自動化和智能化程度。

　　4、結束語

　　綜上所述，自動化焊接設備目前已經在工程機械制造中得到了廣泛應用，具有極高的應用價值。利用先進的自動化焊接機器人工作站，代替以往的人工焊接方式，可以明顯提升焊接工作效率和焊接質量。通過合理選擇焊接設備，設計系統組成方式，并對運行參數進行解釋調整，可以確保自動化焊接設備的可靠運行。

　　參考文獻：

　　[1]趙國新.自動化焊接新技術在機械制造中的應用研究[J].中國新技術新產品，2017（19）：12-13.

　　[2]孔德龍，陸迪，孫向博.分析機電自動化在工程機械制造中的應用[J].通訊世界，2016（17）：238.

　　[3]魏守盼，周仕勇，張峰.數控切割技術在工程機械中的應用及發展[J].金屬加工（熱加工），2014（08）：34-35.

　　篇二：工程機械焊接自動化技術探討

　　摘要：隨著中國市場經濟的迅速發展以及中國對基礎設施建設的推進，工程機械行業的發展迎來了空前的契機。對工程機械的巨大需求不斷刺激著工程機械制造行業的繁榮，高質量的工程機械在市場競爭中優勢明顯。工程機械焊接自動化是推動工程機械生產轉型的重要手段，本文將著手分析工程機械焊接自動化的發展現狀，并對其未來的發展做出適當的建言。

　　關鍵詞：工程機械制造；焊接；自動化

　　工程機械制造中，焊接技術是生產環節中重要的一步。從工業發展初，傳統手工焊接一直占據著主導地位。中國的勞動力市場為傳統焊接提供了大量的優質勞動力。但隨著工業社會的發展不斷深入，工程機械內部構造越來越復雜，部件趨向大型化，市場對工程機械制造的要求也就不斷提高。為了搶占市場，工程機械生產中的焊接手段應該相應提升，從傳統手工焊接為主向焊接自動化為主轉型。焊接自動化可以有效地代替人工，相比于傳統手工焊接，焊接自動化不僅能夠加快工程機械的生產速度，更能夠提高工程機械的質量，提高焊接的精準度。

　　一、現狀

　　在社會主義市場經濟的體制下，商業行為參與到市場競爭當中，工程機械制造行業同樣接受著市場的檢驗。能夠積極提高制造水準的工程機械制造商為了搶占市場，在生產工程機械的過程中不斷提高自己的工藝水平。其中，焊接技術的發展更是影響著工程機械是否良好的重要條件。企業為了走向制造水準的前沿，通過各種方式革新自己的技術。在應對活躍的市場時，傳統的手工焊接被逐步淘汰。焊接自動化由于其優勢明顯，漸漸走進各大工程機械制造行業中。焊機自動化技術在市場已經落穩腳跟并逐漸擴大自己的影響范圍。

　　二、優勢

　　工程機械焊接自動化的優勢是針對傳統焊接方式來說的。傳統焊接方式生產效率低。由于工程機械自身的大型化和復雜化，傳統焊接方式有時無法滿足高精尖的作業要求。傳統焊接方式是一種勞動密集型任務，大量的勞動力需求也明顯得增加了企業的運營成本。總之，傳統焊接方式削弱了企業在市場中的競爭力，使得企業不能面向市場對內進行制造改革，影響企業發展。

　　2.1低成本

　　焊接自動化帶了手工作業，減少了對大量勞動力的需求。雖然自動焊接技術和自動焊接設備需要一定量的資金投入，但從長遠的角度看，焊接自動化大大提高了企業的生產效率，從而減少了企業的運營成本，為企業的擴大生產規模等規劃節約資金。

　　2.2不限工作環境

　　工程機械焊接有時對人體有直接的傷害，例如弧焊。人體由于生理原因，不能夠在特殊的工作環境中長時間作業，這也成為企業生產過程中的'障礙。相比于人工，自動化設備具有持續性工作的優越性，且不會因為工作環境的惡劣而降低生產效率。

　　2.3精準度高

　　工程機械隨著市場的要求而不斷發展，一步一步走向大型化和復雜化，這要求整個制造過程的精準。焊接自動化代替了傳統手工焊接，在生產中能夠使得焊接的精準度滿足工程機械的生產要求。

　　三、趨勢

　　根據以上的分析，可以得知，焊接自動化技術在工程機械制造上的應用會越來越普遍。焊接自動化技術是一個流動性的技術，它隨著市場的繁榮而不斷發展和進步。

　　3.1焊接自動化技術的發展

　　在科技革命的浪潮之下，掌握了核心技術便能在市場中占有高份額。同樣，在巨大商業利益的驅動下，各企業對自動化技術的要求也更加嚴苛和多面。為了追求更好的技術，企業會投入資金和人力資源以提高自動焊接技術水平。對焊接自動化技術的研究會整合國內國外、機構個人的技術性資源，并反之推動這些技術的發展。

　　3.2自動焊接設備的發展

　　自動焊接設備在技術進步基礎上不斷更新。從最初的簡單焊接到精準度更高的焊接，在整體上拉動了企業的制造工藝水平。同時，設備的分類也就更加明確。對于某些特定的焊接活要求，不同的焊接設備可以專業化，使得焊接作業更加穩定高質。設備專業化并不代表在不同設備之間建立起高墻。在設備專業化的同時，不同自動焊接設備之間會整體化，形成一整套的自動焊接設備。制造自動焊接設備的廠商在應對市場的需求時，會整合自己的資源，以將自己生產的自動焊接設備體系化。更智能的自動焊接設備會出現，這在一定程度上會解決人工操作自動焊接設備的些許問題，例如不穩定。另外，還可以減少企業的操作員工，進一步減少企業對勞動者報酬的支出。

　　3.3應用范圍的擴展

　　焊接自動化技術因為其明顯的優勢，會被更多的工程機械制造廠商接受。從簡單的工程機械制造到更多種類的工程機械制造，自動焊接技術將會充分發揮自動化帶來的方便和高效，進而代替更多的傳統手工勞作。

　　四、問題及解決

　　雖然工程機械焊接自動化的發展已經是蔚然可觀了，但其發展的過程中還存在一定的問題，這些問題成為焊接自動化技術前進的障礙。應該在未來的發展中逐步解決這些問題。

　　4.1問題

　　國內大部分中小企業對工程機械焊接自動化技術還不敏感。況且，部分市場對于自動化產品的推廣力度還不夠。這就導致了工程機械生產的斷層、市場利益分配不均以及整體技術水平的落后。在自動焊接設備的市場上，由于國內技術相對于發達國家較落后，想購進高質量的自動化設備就需要付出更高的成本。這嚴重限制了對整體行業覆蓋高端自動焊接的進度。

　　4.2解決

　　首先應從企業自身的角度出發，積極學習先進的焊接自動化技術，加大對技術開發的投入，通過掌握核心的科技來自主研發高質量的焊接自動化設備。第二，自動焊接設備的制造商應該通過商業的手段充分推銷高質量的產品，做到物美價廉。這樣既能夠提升自動焊接設備的生產制造水平，又能夠使工程機械焊接自動化的水平得到提高。

　　五、結束語

　　焊接技術是工程機械制造過程中重要的一個層面。根據工程機械制造行業的整體情況，焊接自動化技術是焊接技術發展的方向和目標。我國的焊接自動化整體水平不夠，應該在各個層面上推動焊接自動化技術的發展，這樣，工程機械的制造質量會得到改善和加強。

　　參考文獻：

　　[1]張蘭.工程機械焊接自動化[J].金屬加工（熱加工），2011，11:12-17.

　　[2]宋大春.自動化焊接設備在工程機械制造中的應用[J].金屬加工（熱加工），2013，06:24-26.

　　[3]邵玉華.焊接自動化技術的推廣對機械制造業影響的研究[J].科技傳播，2010，04:90-91.

　　[4]呂金波孟憲飛李連成.工程機械焊接技術發展趨勢[J].金屬加工（熱加工），2013，10:27-29.

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