焊接机器人技术发展
在我国,随着制造业更新换代、转型升级,国内对工业机器人的需求,已经不再是高端用户的概念,众多中小企业对使用工业机器人有更加强烈和迫切的意愿,这为我们国产机器人的发展提供了很好的时机。同时,借助独特的服务优势和了解国情的优势,可以设计出更加满足国情的强适用型弧焊机器人系统。
机器人焊接技术的核心是信息技术,是融合人的感官信息(焊接过程视觉、听觉、触觉)、经验知识(熔池行为、电弧声音、焊缝外观)、推理判断(焊接经验知识学习、推理与决策)、焊接过程控制以及工艺各方面专门知识的交叉学科。突破机器人焊接智能化关键技术,是机器人智能焊接技术在钢结构领域应用的迫切需要。
针对机器人智能化焊接技术应用难题,国内外各研究机构及钢结构企业开展了大量研究工作,主要集中在钢结构机器人焊接数据库、焊缝跟踪技术研究、钢结构构件智能化制造生产线等方面。
1.焊接数据库技术
数据库是钢结构机器人焊接的核心,开发研究工作量巨大且十分复杂。包括轨迹规划、焊枪位姿、焊接电流、电弧电压及焊接速度等多个焊接参数。由于钢结构构件为非标构件,接头形式复杂,材料种类、规格繁多,且装配间隙及坡口角度偏差大,为满足准确编程的要求,需要基于实际装配间隙和坡口角度建立焊接数据库,可见适用于钢结构机器人焊接的数据库规模将十分庞大。
优化焊接数据库,使其适应钢结构行业是研究重点。加强钢结构构件及焊接节点的标准化设计,是有效减小焊接数据库规模的重要途径。
2.焊缝跟踪技术
焊缝跟踪技术是焊接过程纠偏的重要途径,也是焊接机器人技术研究开发的重点之一。
在实际焊接过程中,钢结构构件装配偏差和焊接变形会导致焊缝轨迹偏离,需要采用焊缝跟踪技术实时纠偏焊接轨迹。电弧跟踪技术是焊缝跟踪技术的一种,通过焊接电弧的摆动,利用电弧与工件之间距离变化引起的焊接参数变化来探测焊枪位置偏差,从而检测焊缝的中心位置,实现实时跟踪。电弧跟踪具有反馈速度快、跟踪实时性好的特点,且不受焊接弧光、飞溅和烟尘的影响,特别适用于钢结构构件的焊缝跟踪。
3.钢结构构件智能化制造生产线
(1)钢结构构件机器人焊接智能化制造生产工艺 要研究适用于机器人焊接的钢结构构件接头类型、焊接位置、焊接方法、焊接方式、坡口类型及坡口尺寸等,开发钢结构构件智能化制造生产工艺。
(2)钢结构构件机器人焊接智能化制造数据库技术 建立基于专家系统的焊接智能化制造数据库,实现生产参数的自动调用、修正和智能化生成。
(3)钢结构构件机器人焊接制造用焊接材料的研制 研究焊丝原材料盘条的化学成分、力学性能及生产制造工艺对其送丝稳定性的影响规律,发展适用于焊接机器人用的配套焊接材料。
(4)钢结构构件智能化制造生产线的示范 基于机器人焊接的钢结构构件智能化制造技术、焊接质量在线监测技术及数据库技术,升级智能化钢结构构件制造生产线,并开展应用示范。
(5)焊接机器人工作站匹配物流自动化 这是建成钢结构构件智能化制造生产线的最基本的思维方法。
钣金自动化生产线中的焊接机器人以其高效、稳定、精确的特性,在工业生产中发挥着越来越重要的作用。随着科技的不断进步和工业制造领域对自动化水平要求的不断提高,焊接机器人将迎来更加广阔的发展前景。