☆行业发展动态

三、现代大型自动化焊接装备的技术要求
    l、采用高效焊接方法。如高效埋弧焊，高效熔化极气体保护焊，窄间隙焊，激光焊，电子束焊和等离子弧焊等。
    2、自适应全数字控制。基于大、中型焊件接缝装配绝对误差较大，接头几何形状多变，且中、厚板接头多道焊接过程中不可避免产生热变形等特点，焊接机头必须具有自适应焊缝跟踪系统，同时为实现焊接过程的全自动化和远程监控，焊接操作机或焊接机器人，焊件变位机械，焊接电源和送丝机均应采用全数字控制技术，才能完成上述任务。
    3、智能化和焊接工艺参数的优化。为实现厚壁接头连续不间断稳定的焊接并确保接头的焊接质量，焊接机头的运动应通过计算机软件，实时检测，自动编程和数据处理进行智能化控制。这种控制系统必须配用数字控制的焊接电源，以使每道焊缝的焊接工艺参数始终处于优化状态，能够优质、高速、经济地完成整个接头。
    4．管控一体化。在设计制造大型自动化焊接装备时应当优先考虑采用直接数字控制系统（DNC），以便在焊接装备的数控系统与主控计算机之间建立数据通讯联络，完成数控程序的管理，数控程序的分配，生产数据的收集，加工过程的监控和远程诊断等功能。
    5、柔性化。大型自动化焊接装备或生产线的一次投资额相对较高，在设计这种焊接装备时必须考虑柔性化，形成柔性制造系统，以充分发挥装备的效能，满足同类产品不同规格工作的生产需要。
四、大型自动化焊接装备中的关键技术
    1、焊头自适应动跟踪机构控制技术
    焊头自适应自动跟踪系统与普通的焊缝自动系跟踪机构有本质上的差别．所谓自适应控制系统即具有自动识别、判断、高速反馈、数据处理、自动编程、即时纠偏和精确定位的功能，采用各种现代的传感技术，如高精度、高灵敏的视觉、触觉、热敏、图象传感器等。
焊头自适应跟踪系统基本上分成两类：
    第一类是全自适应跟踪系统，对机头的几何形状不必事先编程或示教，适用于大型焊件双曲面的焊接接头和长时间的连续焊接，但对焊头的行走轨迹突变的拐点不能作出快速反应和纠偏。
    第二类是局部自适应跟踪系统，要求按接头的几何形状，预先编程或示教，接头尺寸偏差可自动补偿，适用于中小型薄壁焊件和间断的焊缝，并容许接缝的轨迹局部存在突变的拐点。
    2、计算机软件的开发
一套完整的计算机软件至少应当包括如下内容：
   （1）对焊接装备及其配套设备的驱动和控制系统适用范围、焊接方法、工艺参数项目及范围加以正确的定义；
   （2）建立有关的数据库，存储并汇编有各种焊接生产过程的数据，通过安装于焊接装备的计算机终端与操作者或数控装备作交互通讯，逐步充实数据库而形成企业的中央数据库，供各焊接工作站共享。
   （3）按预置的焊件母材种类、规格、焊接方法，焊接材料种类和规格等原始数据，编制优化焊接工艺参数的程序；
   （4）按工件形状、尺寸和接缝预设的偏差界限，编制自动修正和补偿程序；
   （5）按焊接工艺参数实时的检测参数与标准预置参数之间的偏差，编制自动控制焊缝质量的程序，工艺参数失控的警报程序和参数显示及记录程序。
   （6）按焊接过程实时摄制的焊接区图象，按焊接电弧和焊道形状参数编制远程监控的程序。
   （7）对焊接装备和配套变位设备的驱动系统和控制系统，送丝机及焊接电源编制故障自动诊断、报警和修复程序。
     3、焊接装备和变位机械的结构设计
    为满足焊接装备集成化。柔性化的要求，在结构设计中必须采用模块化成组技术，最大限度地采用标准件，标准的驱动系统和控制单元。在整体结构设计上应当考虑利用现代信息技术，对设备进行网络化控制的接口系统。适应CAD/CAM/CAE/CAPP/ERP设计、制造和生产管理软件系统的实施。
五、现代大型自动化焊接装备典型实例
    1、计算机集成控制板材切割中心
    该系统可通过通讯接口直接与计算机辅助设计系统相连接，可直接读取CAD数据，简化操作程序。使用这种板材切割中心可以最高的效率，均衡而合理地安排生产流程，取得最好的经济效益。具有较高的实用价值。
    2、型钢截面机器人切割工作站
    型钢截面机器人切割工作站其由送料架，输送辊道，长度测量仪，打标机，六轴切割机器人，龙门操作架，切割工件存放架，液压系统，电气控制柜，中央控制器及终端等组成。
    该机器人切割工作站具有下列优点：
    （1）可以切割所有形状的型钢截面，包括焊接坡口。
    （2）具有较高的切割精度，长度定位精度为士05mm，割炬定位精度为士0.1mm，并具有误差自动补偿功能。
    （3）工作人员可按图样离线编程，操作十分简便，整个工作站只需一名操作人员管理。
    （4）可采用直接数字控制，提升机器人工作站的功能。
    （5）主控计算机可与计算机辅助设计系统通过通讯接口直接连接，自动编程。
    3、汽轮机导流隔板柔性制造系统
    汽轮机导流隔板系统由激光切割工作站，半环组装工作站，半环焊接工作站，修磨抛光工作站，导流隔板组装工作站和导流隔板焊接工作站组成。数控激光切割工作站用于隔板两侧叶片孔形的切割，切割后无需再作机械加工。激光切割过程和切割后孔形公差由计算机监控。隔板环缝的焊接采用脉冲电弧MIG焊，焊炬的摆动参数利用计算机软件优化选定，焊接机头由自适应三维导向机构自动控制。整个柔性制造系统及各工作站的工作流程由计算机集成控制。
    4、集装箱焊接生产线
    集装箱生产线由以下五个工作站组成，第一工作站为箱底组装工作站，借助专用的装配台车和双层气动快速夹紧装置，可将箱底的组装压缩到几分钟内完成。装配完成后，台车自动移至第二工作站，由二台焊接机器人完成箱底纵杆和横挡之间的焊缝；所有焊缝完成后将箱底传送至第三工作站暂时存放，待在第四工作站准备工作就绪后，通过输送辊道传送至第四工作站。组装二块侧面箱板、前箱板和门框、手工点固后转运至第五工作站，此工作站为总装焊接工作站，装有二台三焊头门架式焊接操作机和二台双焊头立柱横梁操作机。可同时完成两侧板与箱底和顶盖之间的焊缝。
    5、箱形梁焊接生产线
    箱形梁焊接生产线主要由隔板组装机，U形组装机，箱形组装机，箱形梁龙门式双丝双孤高速埋弧焊接机，门架式电渣焊机等组成，组装机和焊接操作机之间配备相应的主被动输送辊道和链条式翻转机等。箱形梁焊接成型后端面加工配用端面铣和移动式摇臂钻。所有组装机和焊接主机均采用PLC程控器自动控制，生产线的工作流程可按客户要求采用PC机实行集成自动化控制。箱形梁焊接生产线已在国内多家钢结构生产厂投运，取得了良好的经济效果。
    6  结论
    （l）我国焊接结构制造业向高参数，大型化、重型化的快速发展，迫切需要各种高效、自动化的焊接装备，同时也对其提出了愈来愈高的要求，不仅要求装备的制造精度高，成套性好．而且还要求全集成自动化控制和管控一体化。
    （2）我国焊接装备制造正面临新时代的严峻挑战，必须适应当代高新技术的发展形势。因此在大型自动化焊接装备的设计、制造中必须全面采用最先进的传感技术、系统工程技术、计算机控制和软件技术、信息技术、开发研制适合当前市场需求的各种自动化焊接工作站，柔性制造系统和焊接生产线，而广泛采用高精度的操作机，变位机械和机器人必将成为焊接装备的发展趋势。
    （3）我国焊接装备制造业正处于重大的转折时期，必须加强自身的技术改造，以先进的加工手段和技术装备武装自己，并应培养和造就一大批掌握现代高新技术，富有实践经验的科技人才和管理人才。                                                                      (完）