焊接技术及自动化论文

焊接技术及自动化论文

　　焊接自动化控制焊接过程中的各种参数，实现焊接工序自动化，可以减轻劳动强度、改善劳动条件。接下来小编搜集了焊接技术及自动化论文，仅供大家参考，希望帮助到大家。

　　篇一：自动化焊接设备的机械制造应用

　　摘要：自动化焊接设备在机械工程制造中已经得到了广泛应用，是提升机械生产制造能力的关键。文章首先对自动化焊接设备进行总体概述，分别介绍焊接专机与焊接机器人的特点。在此基础上，探讨自动化焊接设备的工程应用，包括控制系统、焊接电源、龙门架、软件系统、传感系统等的应用，并分析其应用现状及发展趋势。

　　关键词：自动化焊接设备；工程机械制造；自动化焊接专机；焊接机器人；应用发展趋势

　　前言

　　自动化技术在机械生产制造中的应用极大的提升了生产效率和产品质量，是推动经济社会发展的重要源动力。无论是从市场经济角度还是提升企业核心竞争力，都应积极引进先进的自动化设备，充分发挥自动化技术的应用优势，减少生产过程中对人的依赖性，从而降低人工成本和工作劳动强度。因此，应结合技术发展状况和工程实际应用情况展开研究，对加速工程机械制造企业的发展都有重要的战略意义。

　　1、自动化焊接设备概述

　　在工程机械制造行业，自动化焊接设备主要是指焊接专机和焊接机器人，自动化焊接设备能够稳定和提高焊接质量，保证其均匀一致性；提高劳动生产效率；改善工人劳动条件；减少了烟尘、弧光及飞溅对人员健康的危害；降低了对工人操作技术的要求；减少了其他相应设备的投资；综合成本更低。随着科学技术的不断发展，自动化焊接设备在功能和性能也获得了不断地提高和突破，不仅能够高效率的完成传统人工操作过程，而且能够为产品生产质量提供保障。比如由蓝天焊接科技有线公司研制的自动化汽车起重机吊臂焊接线.该设备属于自动化焊接专机设备，此外还有车架箱体焊接机器人工作站、臂架外焊缝焊接ABB机器人工作站等，都在实际工程生产中得到了广泛应用。目前较为先进的泵车臂架焊接自动化生产线，综合运用了柔性化组合铆焊工装技术、AGV智能传输控制技术和CLOOS机器人工作站等，可以实现小批量、多品种的产品流水线生产[1]。

　　2、焊接专机与焊接机器人的特点

　　2.1焊接专机

　　焊接专机的特点是成本价格低，性价比高，适用于长直焊缝、圆环焊缝等形式的焊接生产，能够满足大批量的生产工艺要求。目前使用较多的有自动化管件切割机、耳铰与弦杆自动焊专机等。由于焊接专机的自动化控制技术相对容易实现，已经在机械工程中得到广泛应用，但其缺点是柔性较差，因此在柔性化组合铆焊工艺中，通常需要与自动化焊接机器人工作站配合使用[2]。

　　2.2焊接机器人

　　相比于焊接专机，自动化焊接机器人的控制精度更高，自动化程度和智能化程度也相对较高。通过模块化编程技术的应用，使机器人工作站能够适应不同工件的生产要求。焊接机器人广泛适用于各种机械生产工况，产品更新换代速度快，但成本价格较高，且对操作技能有较高要求，目前一般在大型工程中应用较多。具有代表性的有ABB、CLOOS、REIS等机器人工作站[3]。

　　3、自动化焊接设备在工程机械制造中的具体应用

　　3.1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。

　　3.2焊接电源的应用

　　焊接电源的应用要优先选用国际先进品牌，比如福尼斯牌全数字逆变脉冲焊接电源，一些具有自主知识产权的大型企业也可以使用本公司自主研发的焊接电源，提高工艺的配套性。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%。

　　3.3龙门架的应用

　　龙门架即自动化焊接机器人的外部轴行走部分，该部分结构是扩大机器人工作范围的关键，目前在工程中应用的机器人工作站均为机器人本体配备的外部行走框架。该部分控制功能由控制系统统一负责，采取一体化控制方式，能够确保外部轴运动与本体运动协调一致。在系统中，机器人本体通常倒挂在龙门架上，使焊枪具有较高的可达性。为了确保在外部轴行走状态下的焊接精度，应采用国际先进品牌的导轨、轴承和齿轮等构件，并配备性能优越的服务电动机和减速机，同时做好导轨的润滑、防尘和防飞溅保护措施。在外部轴运行状态下，机器人本体要保持平稳，避免发生较大幅度的摇晃和抖动，平均重复精度误差应控制在0.2mm以内。

　　3.4其他机具应用

　　其他机具的'应用选择主要包括焊接变位机、夹具等。为了确保机器人在焊接作业时，焊缝能够处于船型焊位或平焊位置，应为机器人工作站配备焊接变位机，将其回转轴作为系统外部轴，与机器人协调运动。在设置变位机高度时，应充分考虑装卸工件的需要，尽量提高施工的方便性。在机器人焊接站中使用的夹具必须满足刚性要求，要能够在需要时快速加紧，且防止夹持工件出现变形。因此，在设计系统结构和设计参数时，应充分考虑这方面的需求，尽可能缩短装卸过程中工件在夹具上的时间。其他机具的选择也应该尽可能使用较为先进的技术品牌，采用性能优越的伺服电动机和精密性较好的减速机，此外，应为变位机和夹具的焊接结构件进行应力退火处理。

　　3.5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）参数实时调整功能；

　　（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，但激光追踪器的成本较高，可以根据工程实际情况进行合理选择。

　　3.6自动化焊接设备的应用发展趋势

　　总体来看，在工程机械制造过程中，自动化焊接设备的应用主要受机器人本体、控制器、传感系统、焊接电源和外部机具的影响。由于工程机械制造对工件制作精度有严格要求，在应用自动化设备的过程中，应确保设备与工艺的匹配性，根据工程实际情况合理设置焊接参数，并充分利用其自诊断功能进行参数调整和修复。目前自动化焊接设备还有较大的提升空间，在未来的应用发展过程中，要集中解决焊缝实时跟踪、寻位效率低、焊缝间隙大时需要人工打底、经过自动化焊接后还要进行补焊等问题，从而进一步提升设备的自动化和智能化程度。

　　4、结束语

　　综上所述，自动化焊接设备目前已经在工程机械制造中得到了广泛应用，具有极高的应用价值。利用先进的自动化焊接机器人工作站，代替以往的人工焊接方式，可以明显提升焊接工作效率和焊接质量。通过合理选择焊接设备，设计系统组成方式，并对运行参数进行解释调整，可以确保自动化焊接设备的可靠运行。

　　参考文献：

　　[1]赵国新.自动化焊接新技术在机械制造中的应用研究[J].中国新技术新产品，2017（19）：12-13.

　　[2]孔德龙，陆迪，孙向博.分析机电自动化在工程机械制造中的应用[J].通讯世界，2016（17）：238.

　　[3]魏守盼，周仕勇，张峰.数控切割技术在工程机械中的应用及发展[J].金属加工（热加工），2014（08）：34-35.

　　篇二：工程机械焊接自动化技术探讨

　　摘要：随着中国市场经济的迅速发展以及中国对基础设施建设的推进，工程机械行业的发展迎来了空前的契机。对工程机械的巨大需求不断刺激着工程机械制造行业的繁荣，高质量的工程机械在市场竞争中优势明显。工程机械焊接自动化是推动工程机械生产转型的重要手段，本文将着手分析工程机械焊接自动化的发展现状，并对其未来的发展做出适当的建言。

　　关键词：工程机械制造；焊接；自动化

　　工程机械制造中，焊接技术是生产环节中重要的一步。从工业发展初，传统手工焊接一直占据着主导地位。中国的劳动力市场为传统焊接提供了大量的优质劳动力。但随着工业社会的发展不断深入，工程机械内部构造越来越复杂，部件趋向大型化，市场对工程机械制造的要求也就不断提高。为了抢占市场，工程机械生产中的焊接手段应该相应提升，从传统手工焊接为主向焊接自动化为主转型。焊接自动化可以有效地代替人工，相比于传统手工焊接，焊接自动化不仅能够加快工程机械的生产速度，更能够提高工程机械的质量，提高焊接的精准度。

　　一、现状

　　在社会主义市场经济的体制下，商业行为参与到市场竞争当中，工程机械制造行业同样接受着市场的检验。能够积极提高制造水准的工程机械制造商为了抢占市场，在生产工程机械的过程中不断提高自己的工艺水平。其中，焊接技术的发展更是影响着工程机械是否良好的重要条件。企业为了走向制造水准的前沿，通过各种方式革新自己的技术。在应对活跃的市场时，传统的手工焊接被逐步淘汰。焊接自动化由于其优势明显，渐渐走进各大工程机械制造行业中。焊机自动化技术在市场已经落稳脚跟并逐渐扩大自己的影响范围。

　　二、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得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。

　　2.1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。

　　2.2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。

　　2.3精准度高

　　工程机械随着市场的要求而不断发展，一步一步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、趋势

　　根据以上的分析，可以得知，焊接自动化技术在工程机械制造上的应用会越来越普遍。焊接自动化技术是一个流动性的技术，它随着市场的繁荣而不断发展和进步。

　　3.1焊接自动化技术的发展

　　在科技革命的浪潮之下，掌握了核心技术便能在市场中占有高份额。同样，在巨大商业利益的驱动下，各企业对自动化技术的要求也更加严苛和多面。为了追求更好的技术，企业会投入资金和人力资源以提高自动焊接技术水平。对焊接自动化技术的研究会整合国内国外、机构个人的技术性资源，并反之推动这些技术的发展。

　　3.2自动焊接设备的发展

　　自动焊接设备在技术进步基础上不断更新。从最初的简单焊接到精准度更高的焊接，在整体上拉动了企业的制造工艺水平。同时，设备的分类也就更加明确。对于某些特定的焊接活要求，不同的焊接设备可以专业化，使得焊接作业更加稳定高质。设备专业化并不代表在不同设备之间建立起高墙。在设备专业化的同时，不同自动焊接设备之间会整体化，形成一整套的自动焊接设备。制造自动焊接设备的厂商在应对市场的需求时，会整合自己的资源，以将自己生产的自动焊接设备体系化。更智能的自动焊接设备会出现，这在一定程度上会解决人工操作自动焊接设备的些许问题，例如不稳定。另外，还可以减少企业的操作员工，进一步减少企业对劳动者报酬的支出。

　　3.3应用范围的扩展

　　焊接自动化技术因为其明显的优势，会被更多的工程机械制造厂商接受。从简单的工程机械制造到更多种类的工程机械制造，自动焊接技术将会充分发挥自动化带来的方便和高效，进而代替更多的传统手工劳作。

　　四、问题及解决

　　虽然工程机械焊接自动化的发展已经是蔚然可观了，但其发展的过程中还存在一定的问题，这些问题成为焊接自动化技术前进的障碍。应该在未来的发展中逐步解决这些问题。

　　4.1问题

　　国内大部分中小企业对工程机械焊接自动化技术还不敏感。况且，部分市场对于自动化产品的推广力度还不够。这就导致了工程机械生产的断层、市场利益分配不均以及整体技术水平的落后。在自动焊接设备的市场上，由于国内技术相对于发达国家较落后，想购进高质量的自动化设备就需要付出更高的成本。这严重限制了对整体行业覆盖高端自动焊接的进度。

　　4.2解决

　　首先应从企业自身的角度出发，积极学习先进的焊接自动化技术，加大对技术开发的投入，通过掌握核心的科技来自主研发高质量的焊接自动化设备。第二，自动焊接设备的制造商应该通过商业的手段充分推销高质量的产品，做到物美价廉。这样既能够提升自动焊接设备的生产制造水平，又能够使工程机械焊接自动化的水平得到提高。

　　五、结束语

　　焊接技术是工程机械制造过程中重要的一个层面。根据工程机械制造行业的整体情况，焊接自动化技术是焊接技术发展的方向和目标。我国的焊接自动化整体水平不够，应该在各个层面上推动焊接自动化技术的发展，这样，工程机械的制造质量会得到改善和加强。

　　参考文献：

　　[1]张兰.工程机械焊接自动化[J].金属加工（热加工），2011，11:12-17.

　　[2]宋大春.自动化焊接设备在工程机械制造中的应用[J].金属加工（热加工），2013，06:24-26.

　　[3]邵玉华.焊接自动化技术的推广对机械制造业影响的研究[J].科技传播，2010，04:90-91.

　　[4]吕金波孟宪飞李连成.工程机械焊接技术发展趋势[J].金属加工（热加工），2013，10:27-29.

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