浅谈自动化焊接新技术在机械制造中的应用

姚德生 杨楠 李伟

摘 要：为了能进一步促进机械制造领域的发展，目前一些企业开始在机械制造之中使用自动化类型的焊接设备，而在这一过程中需要相关企业能了解自动化类型的焊接设备的特点，并在此基础上结合机械制造企业的实际情况，灵活地采取对策。本文就自动化类型的焊接设备在机械制造中的应用进行了研究。

关键词：机械制造;工业生产;焊接技术

随着焊接加工工艺和自动化控制技术的不断发展和完善，工程机械制造领域原有的工作模式已不能适应本行业设备和工件焊接加工的实际需要。严重的滞后焊接技术使工程机械的生产效率大大降低，焊接质量不能得到可靠的保证。焊接技术与自动化技术相结合的自动焊接设备自出现以来逐渐发展起。近年来，它在工程机械制造领域得到了广泛的应用，取得了令人满意的效果。在提高生产效率、取代传统手工焊接方式、提高焊接质量等方面具有突出的意义和价值。

一、自动化类型的焊接设备概述

在电子科技以及机械制造技术不断发展的现阶段，在机械制造领域之中，技术人员成功地将自动化以及智能化程度较高的控制系统和机械制造设备相结合到了一起，使得在实际的生产过程中出现了装夹定位系统、焊接胎夹具系统等先进的自动化类型系统，通过在机械制造过程中使用这些新型的自动化生产技术，使得机械制造行业不仅在产品质量、产品生产效率方面有所提升，还因为机械化的生产模式，使得生产过程中的工人数量减少，进而有效地降低了企业的生产成本，另外也正以为机械生产制造过程中自动化机械生产模式的使用，使得机械制造行业实现了大规模的生产制造，从而在批量生产的情况下实现了利润上的提升。在目前机械制造企业之中，主要的自动化类型的焊接设备一般包括自动化类型的焊接专机或者是自动化类型的智能焊接机器人，将这些自动化类型的焊接设备和机械制造工人相结合，就能有效地降低工作人员的工作强度，同时在现代先进的编程以及智能控制设备的使用下，还能实现机械制造设备的24小时不间断运转，进一步提升企业的运行效率。自动化类型的生产设备在我国已经出现了一段时间，并且已经在工程机械制造领域、矿山机械施工领域、船舶制造领域之中有了全面的运用，并且对这些企业的生产效率以及发展有了显著的提升。

二、自动化焊接技术在机械制造中的优势

工程机械焊接自动化的优势是针对传统焊接方式来说的。传统焊接方式生产效率低。由于工程机械自身的大型化和复杂化，传统焊接方式有时无法满足高精尖的作业要求。传统焊接方式是一种劳动密集型任务，大量的劳动力需求也明显的增加了企业的运营成本。总之，传统焊接方式削弱了企业在市场中的竞争力，使得企业不能面向市场对内进行制造改革，影响企业发展。

1.低成本。焊接自动化带了手工作业，减少了对大量劳动力的需求。虽然自动焊接技术和自动焊接设备需要一定量的资金投入，但从长远的角度看，焊接自动化大大提高了企业的生产效率，从而减少了企业的运营成本，为企业的扩大生产规模等规划节约资金。

2.不限工作环境。工程机械焊接有时对人体有直接的伤害，例如弧焊。人体由于生理原因，不能够在特殊的工作环境中长时间作业，这也成为企业生产过程中的障碍。相比于人工，自动化设备具有持续性工作的优越性，且不会因为工作环境的恶劣而降低生产效率。

3.精准度高。工程机械随着市场的要求而不断发展，逐渐走向大型化和复杂化，这要求整个制造过程的精准。焊接自动化代替了传统手工焊接，在生产中能够使得焊接的精准度满足工程机械的生产要求。

三、自动化焊接设备在工程机械制造中的具体应用

1.控制系统的应用。随着自动化焊接技术的发展，在实际工程中机器人工作站的使用越来越多。在一个焊接机器人工作站中，控制器和机器人本体是其核心组成部分，本体一般采用6轴关节形式，具有较高的结构刚性和负载能力，所使用的材料不具有放射性和腐蚀性，使用年限一般在15年以上。关节轴一般采用交流伺服电动机提供驱动力，具备先进的数字化路径测量系统，能够提供绝对位置信息，使其具有较高的焊接精度，重复定位精度误差可以控制在0.1mm以内。此外，系统中还包含断电刹车装置，能够为使用安全提供保障。

整个系统以全数字化控制技术为基础，由数字总线连接各个部分，采用计算机进行统一控制，可以有效抵抗配电系统电磁场干扰，确保焊接的绝对在再现。其中央处理单元采用多处理器设计方案，稳定性强，具有可扩展功能，能够保证高速运行状态下的轨迹精度。系统中包含有示教器，具有友好的操作界面，能够方便操作者学习使用。在操作界面中显示焊接工艺的关键参数，能够实现可视化控制。此外，电控柜和操作系统等均有防尘处理措施，或设置有专门的控制室，能够保证系统的可靠运行。

2.焊接电源的应用。在选择焊接电源时，要注意与控制系统接口的匹配性。一般较为先进的产品带有焊接专家参数系统，能够对焊接参数进行数字化显示。主要数据通过示教器输入，在焊接生产过程中，可以随时对其进行在线修正。先进的技术产品收弧成功率较高，可以确保焊接回收脉冲收弧能够填满弧坑，而且没有凸起。焊接中断点的覆盖与重熔、外观焊缝、焊滴脱离的准确度都较高。利用其平行摆动功能能够快速、有效的识别出焊缝并进行填充。使用的焊枪无漏电、漏油等现象。一般使用盘装或桶装焊丝，其送丝速度可以达到0～24m/min。由于焊接机器人的焊丝规格较大，在选择电源规格时，应确保其暂载率能够达到100%。

3.软件和传感系统应用。在软件和传感系统应用方面，自动化焊接机器人工作站使用的操作软件及弧焊软件包功能较为复杂，具体包括以下几个方面：（1）示教编程功能;（2）离线编程功能;（3）数据库存储功能;（4）数据处理和调用功能;（5）自诊断功能;（6）断点续焊功能;（7）多层多道焊接功能;（8）參数实时调整功能;（9）纵向与横向摆动功能;（10）机器人与外部轴的联动控制功能;（11）传感和跟踪功能。为使系统具有较高的可扩展性，系统中应包含多种功能接口，包括焊机串行控制接口、模拟接口、数字接口、打印机接口、局域网接口和域总线系统接口等。

其中，传感系统的功能主要包括电弧跟踪、焊丝接触寻位和激光跟踪等。在系统运行过程中，电弧跟踪功能通过对焊接电压和电流变化情况的检测，自动修正焊缝编程位置与实际位置的偏差。焊丝接触寻位功能可以找出焊缝起始点。激光跟踪功能同时具备上述两项功能，而且具有较高的抗干扰能力，但激光跟踪器的成本较高，可以根据工程实际情况进行合理选择。

四、结语

总之，机械制造技术在促进社会经济快速发展的过程中有着突出的作用，并且在现阶段科技发展程度已经成为了衡量一个国家综合实力、经济发展程度等方面的关键指标，在这种情况下机械制造相关技术的发展成为企业发展、社会进步的主要目标，并且在技术人员不断的努力之下，在目前阶段机械制造领域之中出现了自动化程度较高的新型焊接技术，这一技术的发展以及应用对于机械制造行业发展有着较大影响，需要引起我们的重视，加强对其研究。

参考文献：

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