原來(lái)焊接機(jī)器人在鋼結(jié)構(gòu)焊接中就是這么干的

1. 概述

電力變壓器是輸變電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，變壓器外殼——油箱承裝著整個(gè)器身并充滿變壓器油，焊縫強(qiáng)度及密封性是變壓器的兩個(gè)重要指標(biāo)。

目前，在變壓器油箱制造行業(yè)，雖然有的企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始使用機(jī)器人，但總體仍是以手工焊接和仿形半自動(dòng)焊接為主，自動(dòng)化焊接還有很大的提升空間。與手工焊接相比，機(jī)器人焊接在穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量，改善勞動(dòng)條件，提高生產(chǎn)效率等方面存在著巨大優(yōu)勢(shì)。因此，大力推廣應(yīng)用焊接機(jī)器人，提高焊接自動(dòng)化水平是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。對(duì)于容量較小的變壓器可以用50Hz工頻交流，而對(duì)于容量較大的變壓器，工業(yè)上已經(jīng)開(kāi)始采用逆變技術(shù)把50Hz工頻交流變?yōu)?00～700Hz交流，使變壓器的體積減少、減輕。

焊接機(jī)器人構(gòu)造及功能

下面就以我公司使用的德魯斯DRW3110F-40型焊接機(jī)器人（見(jiàn)圖1）為例，簡(jiǎn)要介紹一下機(jī)器人的組成結(jié)構(gòu)及主要功能。

為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接，提高焊縫成形質(zhì)量，焊接機(jī)器人還具備如下功能。

（1）示教功能?不同于軌道固定式機(jī)器人，移動(dòng)式機(jī)器人坐標(biāo)系的基準(zhǔn)零點(diǎn)不固定，程序的創(chuàng)建和修改要通過(guò)示教器（見(jiàn)圖2）進(jìn)行操作。

機(jī)器人有三種運(yùn)動(dòng)軌跡，分別為：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)、圓弧運(yùn)動(dòng)，針對(duì)不同的焊縫路徑選擇不同的運(yùn)動(dòng)軌跡。

（2）擺焊功能?為了增大焊縫寬度。提高焊接強(qiáng)度，手工焊接操作時(shí)常常沿著焊接方向以特定角度（形狀）周期性左右搖擺焊槍。焊接機(jī)器人同樣具備這一擺焊功能，并可以選擇正弦型擺焊、圓型擺焊、8字形擺焊、L形擺焊等多種擺焊模式，擺焊條件設(shè)置分為頻率、振幅、右停留時(shí)間、左停留時(shí)間、角度等幾個(gè)參數(shù)。焊接機(jī)器人是個(gè)機(jī)電一體化的高技術(shù)產(chǎn)品，單靠企業(yè)的自身能力是不夠的，需要政府對(duì)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)及使用國(guó)產(chǎn)機(jī)器人系統(tǒng)的企業(yè)給予一定的政策和資金支持，加速我國(guó)國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的發(fā)展。

（3）焊縫跟蹤功能?電弧傳感器可周期性對(duì)焊接電流實(shí)施監(jiān)測(cè)，并與設(shè)定值進(jìn)行比較，按照事先設(shè)定的增益、偏差等參數(shù)值，對(duì)焊槍上下和左右方向進(jìn)行補(bǔ)償（見(jiàn)圖3）。這項(xiàng)功能在應(yīng)對(duì)工件出現(xiàn)加工偏差或者受熱變形等情況時(shí)非常有效，能夠及時(shí)糾正焊縫跑偏或?qū)捳灰磺闆r。所以，我認(rèn)為機(jī)器人用戶可以建立一個(gè)服務(wù)于機(jī)器人應(yīng)用的隊(duì)伍，在這個(gè)隊(duì)伍中，可以分為機(jī)器人設(shè)備及應(yīng)用技術(shù)管理、焊接工藝和機(jī)器人作業(yè)程序調(diào)試及現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)操作等幾類人員，各司其職，各負(fù)其責(zé)。

焊接機(jī)器人研究和應(yīng)用現(xiàn)狀

機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、 控制論、 機(jī)構(gòu)學(xué)信息和傳感技術(shù)、 人工智能、 仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)， 是當(dāng)代研究十分活躍的領(lǐng)域。近十幾年來(lái)， 隨著相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)快速發(fā)展， 機(jī)器人技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。為了更好地完成焊接任務(wù)， 機(jī)器人生產(chǎn)廠商在機(jī)器人本體上做了相應(yīng)的調(diào)整。機(jī)器人所采用材料開(kāi)始轉(zhuǎn)向鋁、 不銹鋼、 高強(qiáng)鋼， 所使用的板材也越來(lái)越薄。使用材料的變化在保證剛度的前提下， 減少了機(jī)器人自身的質(zhì)量， 降低了成本。點(diǎn)焊機(jī)器人的焊鉗，用電伺服點(diǎn)焊鉗，焊鉗的張開(kāi)和閉合由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，碼盤(pán)反饋，使焊鉗的張開(kāi)度可以根據(jù)實(shí)際需要任意選定并預(yù)置，而且電極間的壓緊力也可以無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。目前市場(chǎng)上機(jī)器人的售價(jià)越來(lái)越低， 性價(jià)比越來(lái)越高， 各個(gè)機(jī)器人廠商紛紛推出了 11~13 萬(wàn)的經(jīng)濟(jì)型弧焊機(jī)器人。

以汽車為代表的下業(yè)景氣度下行，各廠商面臨成本與增長(zhǎng)的雙重壓力，對(duì)于設(shè)備的投資呈觀望狀態(tài)，市場(chǎng)缺乏“確定性”的主基調(diào)，導(dǎo)致機(jī)器人需求放緩。

高工產(chǎn)研機(jī)器人研究所（GGII）數(shù)據(jù)顯示，2019年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量15.31萬(wàn)臺(tái)，同比下滑2.11%，包括四大家族在內(nèi)的大部分外資廠商增速均下滑明顯。

多關(guān)節(jié)機(jī)器人作為占比本體類型，輕小負(fù)載產(chǎn)品（負(fù)載≤20kg）同質(zhì)化嚴(yán)重，價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈，成為內(nèi)外資工業(yè)機(jī)器人廠商較量的主戰(zhàn)場(chǎng)，同時(shí)也是增速下滑明顯的細(xì)分產(chǎn)品之一。