焊接机器人在工程机械行业的应用现状及发展趋势 高海松

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:高海松1 赵鹏2 刘亚军3 高毅4
[导读] 摘要:近年来,良好的市场环境使国内工程机械行业得到迅猛发展。
        1.身份证号码:13262319810706XXXX2.身份证号码:13112119880117XXXX3.身份证号码:13052419820723XXXX4.身份证号码:13063819901215XXXX
        摘要:近年来,良好的市场环境使国内工程机械行业得到迅猛发展。国内城市化进程的继续推进、新农村建设的陆续展开以及高速铁路、公路等一大批大型基础性建设项目的相继开工,是国内工程机械发展的内驱动因素。国际市场中,部分发展中国家近几年发展迅猛,基础设施建设投入越来越大,为中国工程机械市场走出去提供了良好的市场环境。国内工程机械企业也越来越多地参与到国际竞争中,并凭借良好的性价比,使其竞争力逐渐加强。
        关键词:焊接机器人;机械;应用;发展
        引言
        焊接机器人在工程机械领域的扩展及广泛应用,大大提高了整体生产效率,改善了焊接工人的工作条件,提高了焊接生产柔性化水平及焊接质量,同时也推动了焊接相关领域的自动化升级,“一人一工位”焊接逐步转变为“一人一条线”焊接生产。
        1焊接机器人在工程机械中应用的优势和意义
        1.1促进焊接统一高质量标准
        通常人工焊接具有不稳定性,焊接操作人员的专业能力以及对焊丝焊机的了解情况直接影响金属之间焊接的质量,同时在焊接过程中,其工作电流电压焊接速度均有一定的波动性,因此在工业机械生产以及应用当中,人工焊接不能保证焊接质量的稳定。但采用机器人对于焊缝之间的参数可以进行统一设置,能够使输出的各项性能保持恒定,确保焊接速度以及焊接热量等各种因素可控,从而使焊接区域的组织得到统一均匀的变化,能够极大提高焊接质量的稳定性。
        1.2改善焊接劳动环境
        焊接虽然能高效的对金属部件进行连接,但在焊接过程中,由于产生焊接弧光火花以及粉尘,同时焊接处的局域高温也会对人们产生热辐射,这使得操作员的工作条件较为恶劣。但焊接机器人的应用能够使这种现象得以好转,替代部分劳动力完成环境较差的焊接工作,从而大大解放了高强度的劳作情况。
        2焊接机器人在工程机械行业的应用现状
        2.1工程机械行业发展现状
        工程机械行业是中国装备制造业中最具国际竞争力的行业之一,创造了许多工程机械的世界纪录。我国幅员辽阔,基建施工市场对工程机械的需求量巨大,目前大量设备进入更新换代高峰期。据相关研究分析,2019年中国工程机械销售收入达6600亿元人民币,中国工程机械企业有9家跻身全球工程机械制造商50强。新技术不断革新,伴随科技赋能VR、大数据、云计算、5G等技术的普及,加快了工程机械的升级换代,ERP、OA、EAP等系统,优化了信息化管理施工环节,提高了行业效率。同时,国家提倡的发展绿色循环经济,这也将成为工程机械行业未来发展的重要方向。
        2.2焊接机器人应用现状
        焊接机器人以在工程机械行业领域表现高效性、高可靠性、高灵活性的特点为世人瞩目,正逐步将焊接工人从高疲劳、高危险的劳动环境中解放出来,减少焊接烟尘带来的职业危害。据相关部门统计,2019年焊接机器人销量达到21.1万台,目前,焊接机器人的编程方法还是以在线示教为主,但编程器的界面比过去有了不少改进,新的焊接机器人编程界面更趋友好、操作更加容易。示教编程时首先获取焊缝轨迹上的几个关键点,输入直线或圆弧命令,通过焊接机器人电弧传感器或激光视觉传感器自动跟踪实际的焊缝轨迹。

编程时除了需要选择合理的焊接顺序,短而平滑的移动轨迹、合理的变位机位置及焊枪姿态,及时插入清枪程序保证焊枪的清洁外,最重要的是编制程序一般不能一步到位,而要在机器人焊接过程中不断检验和修改,经大量实践积累后才能形成高效实用的焊接程序。
        3焊接机器人在工程机械行业的发展趋势
        3.1工程机械行业发展趋势
        随着科技的进步,工程机械行业在谋求产业的转型升级,尤其在人工智能、大数据、物联网等新一代信息技术推动下,信息化、自动化、智能化已经成为了企业发展的主要路径。通过机器人、软件信息化、柔性化生产等方式,企业可实现上下游信息透明、协作设计与生产,大大提升了生产服务的质量与效率。5G技术提升了信息的传输效率,未来工程机械渗透率有望持续提升,电动化、物联网、智能化、共享化将是工程机械行业发展的重点。远程遥控无人驾驶,多品种机械一体化施工,未来科技将让施工更简单。模块化产品创新是企业发展的关键要素,工程机械产品应用模块化设计以多品种、多选装、新特异的发展战略应对市场需求,可降低设计风险,缩短设计周期,提高产品可靠性,加强标准化,提高企业管理水平,促进企业产品的升级换代。舒适性工程机械舒适性不仅表现在良好的焊接、涂装、装配工艺的外在美,更在于驾驶员操作的舒适性。舒适性基于人体工程学,合理布置驾驶室内饰,操作控制方式,必要的减振降噪等。工程机械工作环境通常都比较恶劣,驾驶人员的工作强度也比较大,舒适的设计理念可以缓解其疲劳,提高作业效率。
        3.2焊接机器人发展趋势
        为满足客户对产品的多种需求,工程机械逐步向“新特异”小批量发展,这也加快了焊接机器人的智能化及自动化发展[5]。近年来,焊接机器人技术的研究与应用在焊缝跟踪、信息传感、离线编程与路径规划、智能控制、电源技术、仿真技术、焊接工艺方法及遥控焊接技术等方面取得了许多突出的成果。从机器人技术发展趋势看,焊接机器人和其他工业机器人一样,不断向智能化和多样化方向发展。具体而言,表现在如下几个方面:智能化将激光、视觉、传感、检测、图像处理及计算机等智能控制技术应用于焊接自动化装备中,使其能在各种环境复杂、变化的焊接工况下根据焊接的实际情况,自动调整、优化焊接轨迹和工艺参数,实现高质量、高效率的焊接智能控制与焊缝自动跟踪,大大提高了机器人的作业性能和对环境的适应性。高效由于微电子技术的快速发展和大规模集成电路的应用,使焊接机器人系统的可靠性有了很大提高。焊接机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修),而单机价格不断下降。过去机器人系统的可靠性一般为几千小时,而现在已达到50 000h,可以满足任何场合的需求。同时,多台焊接机器人和搬运机器人集成布线可实现全自动生产,人为因素减少到最低,产品的质量均一性和生产效率都明显改善。
        4焊接机器人在工程机械行业的应用前景
        目前,在国内建厂的国际知名品牌企业的机器人焊接率要高于国内企业,如日立、小松、卡特彼勒及神钢。国内工程机械行业的主要机种适合机器人焊接的构件多数都已经实现了机器人焊接,广泛应用机器人焊接的机种有:挖掘机、装载机、起重机和推土机等。国内主要工程机械企业均已开始使用机器人焊接,如徐工、三一、中联、柳工、厦工、山推和福田等均已引入机器人焊接,并逐渐将适合于机器人焊接的构件用机器人取代传统的人工焊接。相信,随着企业国际化程度的越来越高,以及企业对机器人焊接认识的不断加深,焊接机器人在国内工程机械企业的应用会更加广泛。
        结束语
        各种新型技术的应用以及焊接机器人的改良创新需要我们继续去探索、研究及实践,不断推动在工程机械行业的应用。
        参考文献:
        [1]陈城洋.工程机械典型接头的弧焊机器人焊接技术研究[J].企业导报,2014(19):109,114.
        [2]刘丹,郑博方,王帅,等.机器人焊接关键技术及应用[J].金属加工(热加工),2020(2):41-44.
        [3]霍厚志,张号,杜启恒,等.我国焊接机器人应用现状与技术发展趋势[J].焊管,2017,40(2):36-45;
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: