焊接機器人生產(chǎn)中的質(zhì)量控制

　　焊接機器人的先進技術為我們提供了很好的生產(chǎn)工具，但這并不意味著我們一定可以實現(xiàn)高質(zhì)量的焊接生產(chǎn)。焊接機器人應用技術是一個系統(tǒng)工程，通過近10年的工作經(jīng)驗總結，我覺得以下幾個方面的工作不容忽視：

　　建立并培養(yǎng)一個具有機器人技術素養(yǎng)的隊伍

　　焊接機器人工程是機電一體化技術的濃縮，其中包含了機器人技術、自動化控制技術、焊接技術等。期望一個企業(yè)培養(yǎng)的技術人才是不現(xiàn)實的，但是焊接機器人的應用狀況又確實與這些人的技術素養(yǎng)相關。所以，我認為機器人用戶可以建立一個服務于機器人應用的隊伍，在這個隊伍中，可以分為機器人設備及應用技術管理、焊接工藝和機器人作業(yè)程序調(diào)試及現(xiàn)場生產(chǎn)操作等幾類人員，各司其職，各負其責。其中，1、2、3軸可將末端工具送到不同的空間位置，而4、5、6軸解決工具姿態(tài)的不同要求。

　?。?）機器人設備及應用技術管理人員主要負責機器人系統(tǒng)設備的維護及管理、機器人應用技術的開發(fā)和利用，以挖掘機器人的工作能力為目的。

　?。?）焊接工藝和機器人作業(yè)程序調(diào)試人員主要負責機器人作業(yè)程序的管理工作，焊接機器人應用的目的是為焊接生產(chǎn)服務，焊接工藝員對焊接品質(zhì)的把握是機器人焊接質(zhì)量的關鍵所在，他的職責是讓機器人成為他得心應手的工具，把他的焊接思路完整地傳達給機器人。在鋼結構工程建設過程中，焊接是鋼結構工程制作和安裝的關鍵技術和質(zhì)量控制手段，在建設工程中有著十分重要的作用。

　　（3）現(xiàn)場生產(chǎn)操作人員的主要工作雖然是裝卸工件，但僅有這些是不夠的，還必須要有自己的判斷能力，并且能夠將焊接機器人工作過程中的表現(xiàn)準確及時地反饋給機器人設備及應用技術管理人員，包括焊接工藝和機器人作業(yè)程序調(diào)試人員，這樣有利于設備一旦出現(xiàn)故障時立即做出準確判斷，制訂故障解決方案，為恢復生產(chǎn)搶得時間。隨著智能制造計劃的推進，工業(yè)機器人在制造業(yè)中的應用將會飛速發(fā)展。

焊接機器人在高速列車生產(chǎn)中的應用前景

隨著智能制造計劃的推進， 工業(yè)機器人在制造業(yè)中的應用將會飛速發(fā)展。實際上， 近年來我國每年新裝機器人的臺套數(shù)都在以 50％/ 年的速度在增長。隨著機器人售價的降低和人工成本的增加， 使用機器人所帶來的經(jīng)濟效益越來越驅動企業(yè)使用機器人進行焊接。另一方面， 機器人的性能大幅提高，經(jīng)過了幾十年的積累， 機器人廠商已經(jīng)能夠針對不同的產(chǎn)品形式提供成套的設備， 包括機器人本體、變位機、 離線編程系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)等， 大大降低了用戶使用機器人的難度?；诙鄠鞲衅?、多媒體和虛擬現(xiàn)實以及臨場感技術，實現(xiàn)機器人的虛擬遙操作和人機交互。

在高速列車生產(chǎn)中， 北車集團已經(jīng)采用多套機器人系統(tǒng)進行鋁合金車體的焊接， 其轉向架的焊接已經(jīng)可用焊接機器人來完成。由于復雜的形狀和嚴格的質(zhì)量要求， 轉向架是另一種采用弧焊很難焊接的工件。為了獲得規(guī)定的熔透， 焊縫的定位要求非常關鍵。采用裝有視覺系統(tǒng)的機器人已用于焊接這些工件， 其中所用的機器人帶有焊接參數(shù)自適應控制的功能。早在70年代末，上海電焊機廠與上海電動工具研究所，合作研制的直角坐標機械手，成功地應用于上海牌轎車底盤的焊接。

可以預見， 在高速列車生產(chǎn)中采用機器人焊接無疑可以提高產(chǎn)品質(zhì)量， 為實現(xiàn)智能制造奠定基礎。

激光復合焊接是激光束焊接與MIG焊接技術相結合，獲得焊接效果，快速和焊縫搭橋能力，是當前的焊接方法。

激光復合焊的優(yōu)點是：速度快，熱變形小，熱影響區(qū)域小，并且確保了焊縫的金屬結構與機械屬性。

激光復合焊除了汽車薄板結構件的焊接，還適用于很多其它應用。例如將這項技術應用于混凝土泵和移動式起重機臂架的生產(chǎn)，這些工藝需對高強度鋼進行加工，傳統(tǒng)技術往往會因為需要其它輔助工藝（如預熱）而導致成本的增加。再則，該技術也可應用于軌道車輛的制造及常規(guī)鋼結構（如橋梁，油箱等）。但是這種側置式機器人，2、3軸為懸臂結構，降低機器人的剛度，一般適用于負載較小的機器人，用于電弧焊、切割或噴涂。

攪拌摩擦焊是利用摩擦熱與塑性變形熱作為焊接熱源。攪拌摩擦焊焊接過程是由一個圓柱體或其他形狀(如帶螺紋圓柱體)的攪拌針伸入工件的接縫處，通過焊頭的高速旋轉，使其與焊接工件材料摩擦，從而使連接部位的材料溫度升高軟化。

攪拌摩擦焊在焊接過程中工件要剛性固定在背墊上，焊頭邊高速旋轉，邊沿工件的接縫與工件相對移動。

焊頭的突出段伸進材料內(nèi)部進行摩擦和攪拌，焊頭的肩部與工件表面摩擦生熱，并用于防止塑性狀態(tài)材料的溢出，同時可以起到清除表面氧化膜的作用。