?我國(guó)焊接機(jī)器人的應(yīng)用狀況

       我國(guó)開發(fā)工業(yè)機(jī)器人晚于美國(guó)和日本，起于20世紀(jì)70年代，早期是大學(xué)和科研院所的自發(fā)性的研究。到80年代中期，全國(guó)沒有一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人問世。而在國(guó)外，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)是個(gè)非常成熟的工業(yè)產(chǎn)品，在汽車行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。激光跟蹤傳感由于其優(yōu)越的性能，已成為有前途、發(fā)展快的焊接傳感器。鑒于當(dāng)時(shí)的國(guó)內(nèi)外形勢(shì)，國(guó)家“七五”攻關(guān)計(jì)劃將工業(yè)機(jī)器人的開發(fā)列入了計(jì)劃，對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行了攻關(guān)，特別是把應(yīng)用作為考核的重要內(nèi)容，這樣就把機(jī)器人技術(shù)和用戶緊密結(jié)合起來，使中國(guó)機(jī)器人在起步階段就瞄準(zhǔn)了實(shí)用化的方向。

      與此同時(shí)于1986年將發(fā)展機(jī)器人列入國(guó)家“863”高科技計(jì)劃。在國(guó)家“863”計(jì)劃實(shí)施五周年之際，鄧同志提出了“發(fā)展高科技，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化”的目標(biāo)。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)發(fā)展的推動(dòng)下，以及對(duì)機(jī)器人技術(shù)研究的技術(shù)儲(chǔ)備的基礎(chǔ)上，863主題專家組及時(shí)對(duì)主攻方向進(jìn)行了調(diào)整和延伸，將工業(yè)機(jī)器人及應(yīng)用工程作為研究開發(fā)重點(diǎn)之一，提出了以應(yīng)用帶動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)和基礎(chǔ)研究的發(fā)展方針，以后又列入國(guó)家“八五”和“九五”中。經(jīng)過十幾年的持續(xù)努力，在國(guó)家的組織和支持下，我國(guó)焊接機(jī)器人的研究在基礎(chǔ)技術(shù)、控制技術(shù)、關(guān)鍵元器件等方面取得了重大進(jìn)展，并已進(jìn)入使用化階段，形成了點(diǎn)焊、弧焊機(jī)器人系列產(chǎn)品，能夠?qū)崿F(xiàn)小批量生產(chǎn)。我國(guó)焊接機(jī)器人的應(yīng)用主要集中在汽車、摩托車、工程機(jī)械、鐵路機(jī)車等幾個(gè)主要行業(yè)。汽車是焊接機(jī)器人的用戶，也是早用戶。早在70年代末，上海電焊機(jī)廠與上海電動(dòng)工具研究所，合作研制的直角坐標(biāo)機(jī)械手，成功地應(yīng)用于上海牌轎車底盤的焊接。世界各國(guó)生產(chǎn)的焊接用機(jī)器人基本上都屬關(guān)節(jié)機(jī)器人，絕大部分有6個(gè)軸?！耙黄笔俏覈?guó)早引進(jìn)焊接機(jī)器人的企業(yè)，1984起先后從KUKA公司引進(jìn)了3臺(tái)點(diǎn)焊機(jī)器人，用于當(dāng)時(shí)“牌”轎車的車身焊接和“解放牌”車身頂蓋的焊接。1986年成功將焊接機(jī)器人應(yīng)用于前圍總成的焊接，并于1988年開發(fā)了機(jī)器人車身總焊線。

點(diǎn)焊機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)

　　如果說弧焊機(jī)器人的使用大大提高了焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性和焊接效率，點(diǎn)焊機(jī)器人則具有更多的優(yōu)勢(shì)，帶來的經(jīng)濟(jì)效益也更加可觀，主要體現(xiàn)在：

　　a.機(jī)器人點(diǎn)焊時(shí)，大多采用鉗體與變壓器一體化方式，變壓器的容量可以減小到1/3～1/4，節(jié)約了能源，并且極大地減輕了操作者繁重的體力勞動(dòng)。

　　b.點(diǎn)焊機(jī)器人有更多的控制方式控制焊鉗壓力和焊接條件的自動(dòng)切換，針對(duì)不同打點(diǎn)位置可輕松實(shí)現(xiàn)獨(dú)特的焊接時(shí)序，大大提高了打點(diǎn)質(zhì)量，避免了焊點(diǎn)漏打、多打及位置不準(zhǔn)確等問題。

　　c.點(diǎn)焊機(jī)器人在打點(diǎn)效率上的優(yōu)勢(shì)明顯，可提8~10倍。我們的一個(gè)上海的客戶，設(shè)備臨時(shí)出現(xiàn)故障，由于當(dāng)時(shí)工期緊，他們臨時(shí)采用手工來點(diǎn)焊同樣的工件，結(jié)果4把手工焊鉗在兩個(gè)輪班只能生產(chǎn)40件，而機(jī)器人正常生產(chǎn)時(shí)，在一個(gè)輪班就能完成90件左右。

　　d.點(diǎn)焊機(jī)器人可以使用機(jī)器人的一些獨(dú)有技術(shù)進(jìn)一步對(duì)焊接時(shí)序進(jìn)行控制，使焊接效率和焊接質(zhì)量進(jìn)一步提高。如，電動(dòng)焊鉗在機(jī)器人上的使用不僅僅是加壓方式的改變，其優(yōu)勢(shì)更體現(xiàn)在機(jī)器人對(duì)它的行程的控制方面：①可以根據(jù)焊點(diǎn)的位置實(shí)現(xiàn)理想的行程；②焊接過程中可以分段控制焊鉗壓力；傳統(tǒng)的機(jī)器人控制器基本上采用專用的計(jì)算機(jī)、專用的機(jī)器人語言和專用的操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，結(jié)構(gòu)封閉，表現(xiàn)出開放性差、軟件獨(dú)立性差、擴(kuò)展性差、缺少網(wǎng)絡(luò)功能等缺點(diǎn)，它嚴(yán)重地影響了機(jī)器人的發(fā)展和應(yīng)用水平。③可以控制焊接條件輸出的時(shí)間節(jié)點(diǎn)；④可以運(yùn)用間隙示教功能靈活選擇上電極示教、下電極示教方式，大大縮短了示教時(shí)間。

室內(nèi)噴涂機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)墻面、天花板進(jìn)行全自動(dòng)噴涂，既大幅提高了施工效率，又減少油漆對(duì)人體的危害，有效降低人工登高作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)等； 外墻噴涂機(jī)器人代替了傳統(tǒng)施工中的高空作業(yè)，安全性大大提升，且工效較人工提高了 4-6倍； 樓層清潔機(jī)器人能在粉塵環(huán)境下清掃施工現(xiàn)場(chǎng)樓層石頭、碎塊及灰塵，自動(dòng)清空料盒等，清潔覆蓋率達(dá)90%，施工效率較人工提高1倍多；人機(jī)對(duì)話是“指令”和“傳感”的交流，它的發(fā)展依賴于傳感技術(shù)的發(fā)展。

預(yù)制內(nèi)墻板搬運(yùn)機(jī)器人可一次性搬4塊、每塊重約180公斤的內(nèi)墻板，運(yùn)輸安全平穩(wěn)、、節(jié)省勞力。

 焊接機(jī)器人的應(yīng)用。目前的焊接機(jī)器人仍占主導(dǎo)地位，焊接機(jī)器人具有柔性化和數(shù)字化程度高、焊接質(zhì)量穩(wěn)定、焊接精度高等特點(diǎn)，在改善焊接產(chǎn)品質(zhì)量、提高機(jī)械制造企業(yè)生產(chǎn)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力方面起到了重要作用。焊接機(jī)器人能自動(dòng)進(jìn)行調(diào)試以適應(yīng)不同的焊件，特別適合工程機(jī)械制造中品種多、批量小、更新速度快的特點(diǎn)。進(jìn)入2000年以后，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)顯著增長(zhǎng)，國(guó)力明顯增強(qiáng)，鋼產(chǎn)量大幅提高，在建筑中提出了“積極、合理地用鋼”，從此甩掉了“限制用鋼”的束縛，鋼結(jié)構(gòu)建筑在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)逐漸增多。在復(fù)雜的焊件中，焊接機(jī)器人的表現(xiàn)也更好，能夠適應(yīng)復(fù)雜焊縫。