塔式起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)焊接機(jī)器人應(yīng)用

彭成輝 萬傳芳

一、概述

隨著建筑業(yè)的迅速發(fā)展，中大噸位塔式起重機(jī)已成為我公司的主打產(chǎn)品。而作為塔式起重機(jī)基礎(chǔ)部件的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，其焊接質(zhì)量尤為重要，但在標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的加工過程中，主弦桿連接套的焊接則是保證標(biāo)準(zhǔn)節(jié)焊接質(zhì)量的關(guān)鍵，因此，其焊接質(zhì)量的好壞直接影響整臺(tái)塔機(jī)的安全。

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接套采用人工焊接時(shí)人為因素影響比較大，焊接缺陷比較多，返工頻繁加上焊接弧光、煙霧、飛濺等對(duì)人體傷害比較大，體力勞動(dòng)比較強(qiáng)，為此公司通過分析與調(diào)研，決定塔式起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接套應(yīng)用松下機(jī)器人焊接（結(jié)構(gòu)見圖1、圖2）。機(jī)器人構(gòu)造為獨(dú)立關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)的6軸TA—1 400型機(jī)器人，最大到達(dá)范圍為1 374mm，最小到達(dá)范圍為352mm，前后動(dòng)作范圍為1 022mm，最大承載重量為6k g，重復(fù)定位精度為：±0.1mm，焊接電源采用YD—5 00GR3 HCK型，并且配備焊縫跟蹤傳感器、焊槍防碰撞傳感器等；本機(jī)器裝載Windows CE控制器系統(tǒng)配備IT通信接口，可方便因特網(wǎng)連接。

二、機(jī)器人應(yīng)用特點(diǎn)

引進(jìn)機(jī)器人焊接的目的有多方面，針對(duì)我司的實(shí)際情況，具體體現(xiàn)在如下幾方面。

1. 提高焊接生產(chǎn)效率

焊接機(jī)器人的引進(jìn)，規(guī)范了焊接步驟和焊接參數(shù)，減少焊接過程中不必要的等待時(shí)間和輔助時(shí)間，故能顯著地提高焊接的生產(chǎn)效率。

2. 保持焊接參數(shù)一致及提高焊接質(zhì)量穩(wěn)定性

人工焊接時(shí)，由于焊工焊接技能、手法都不一樣，導(dǎo)致焊接過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)尺寸過大或不足的焊縫，而在機(jī)器人焊接前，為滿足焊接質(zhì)量，系統(tǒng)對(duì)焊接參數(shù)進(jìn)行設(shè)定（含焊接電流、電弧電壓及焊接速度等）。機(jī)器人焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性不僅表現(xiàn)在工件與工件之間，還反映每條焊縫質(zhì)量的一致性。

3. 使焊接生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化

機(jī)器人與其他機(jī)械化、自動(dòng)化設(shè)備相比的最大特點(diǎn)，在于它能夠重新編程以適應(yīng)不同工件的生產(chǎn)。當(dāng)今產(chǎn)品已逐步向個(gè)性化方向發(fā)展，產(chǎn)品更新、改型的周期加快，使得生產(chǎn)的批量越來越少，而品種越來越多，完成采用過去常用的剛性自動(dòng)化設(shè)備或?qū)C(jī)已經(jīng)很難適應(yīng)產(chǎn)品多變的要求，而機(jī)器人的柔性特點(diǎn)正是解決這一矛盾的最佳方案。

圖 1

圖 2

4. 增強(qiáng)生產(chǎn)管理的計(jì)劃性和可預(yù)見性

焊接機(jī)器人生產(chǎn)節(jié)拍是一成不變的，故采用焊接機(jī)器人后，生產(chǎn)計(jì)劃比較好安排，產(chǎn)量也容易準(zhǔn)確預(yù)計(jì)。因此，焊接機(jī)器人的這一優(yōu)點(diǎn)，對(duì)小批量、多品種生產(chǎn)的計(jì)劃安排是非常有利的。

5. 可準(zhǔn)確預(yù)算材料的消耗量和生產(chǎn)成本

由于焊接參數(shù)由機(jī)器控制，所以無論是焊絲消耗量、氣體消耗量還是每天導(dǎo)電嘴的更換次數(shù)等都能夠較準(zhǔn)確預(yù)測，從而能更有效地控制生產(chǎn)成本。

6.可實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵焊縫機(jī)器人全自動(dòng)焊接

為滿足實(shí)際加工要求，機(jī)器人工作站總體分成6大部分：機(jī)器人本體及控制器、焊接電源、焊接變位機(jī)、焊接夾具、安全圍欄及擋光機(jī)構(gòu)等。

采用技術(shù)領(lǐng)先的全套焊接機(jī)器人自動(dòng)化方案，可自動(dòng)跟蹤焊縫、控制焊接尺寸、自動(dòng)糾偏，全自動(dòng)焊接的機(jī)器人系統(tǒng)配合統(tǒng)一協(xié)調(diào)的變位器可實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵焊縫機(jī)器人全自動(dòng)焊接，周邊加上輔助物流智能輸送系統(tǒng)，以及自動(dòng)清槍、噴油裝置及焊絲輸送系統(tǒng)，形成一體化解決方案。

三、結(jié)語

連接套機(jī)器人工作站的建立，不僅穩(wěn)定和提高焊縫質(zhì)量，保證焊縫均一性，而且焊接時(shí)對(duì)每條焊縫的焊接參數(shù)（如：焊接電流、電弧電壓、焊接速度及焊絲干伸長等）都能有效管控，使不良因素降到零。焊接機(jī)器人的引進(jìn)，改善了勞動(dòng)環(huán)境，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)率。機(jī)器人沒有疲勞，一天可24h連續(xù)生產(chǎn)；另外，隨著高速高效焊接技術(shù)的應(yīng)用，使用機(jī)器人焊接生產(chǎn)效率顯著提高；因焊接機(jī)器人采用程序控制，可縮短產(chǎn)品改型換代的周期，減小相應(yīng)的設(shè)備投資。以此同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)小批量產(chǎn)品的焊接自動(dòng)化。