宋永峰 李海涛 张子健
杭萧钢构(山东)有限公司,山东 青岛 胶州 266300
摘要：随着建筑焊接结构向大型化、大型化、高参数精度方向发展，焊接手工操作效率低、质量不稳定往往成为提高生产效率和产品质量稳定的最大障碍。为了满足高强度、厚板、长焊缝的特殊要求，提高焊接水平，特别是自动焊接水平，是实现钢结构技术快速发展的关键。因此，迅速提高我国焊接自动化水平已成为一项紧迫而重要的任务。基于此，本文主要对智能焊接机器人在建筑钢结构行业中的应用进行了分析和探讨。
关键词：自动焊接机器人；钢结构；技术应用；重要性
引言：
现代工业发展最明显的标志就是工业机械的自动化应用。在人工智能时代，机器人逐渐取代了传统的劳动操作方式。通过机器人的施工操作，可以将工业发展的过程推进为自动化的全方位发展模式。钢结构的焊接作业是具有一定难度的工业建筑内容。焊接机器人中使用钢结构的现场操作,可以提高工作效率,减少工作的难度,从各个方面提高工程施工的安全,和精确的焊接机器人的应用可以使钢结构建筑的现代符号特征。在焊接操作过程中，机器人能充分模拟人工操作，提供比人工操作更安全简单的施工方法。对于钢结构的整体施工水平而言，机器人的出现显示了钢结构技术集成和发展的新局面。
1建筑钢结构构件焊接的特点和要求
虽然工程机械零件和建筑钢结构构件都是厚板坡口焊，而桥梁钢结构的U肋单元也是典型的钢结构形式，但对于建筑钢结构的机器人焊接来说，仍然具有建筑钢结构的特点。
（1）批量小，没有重复的组件
与汽车制造和工程机械行业相比，建筑钢结构最大的特点是没有批量，或者相同部件的数量很少，所占比例非常小。
（2）结构形式复杂多样
除了典型的异型钢结构外，钢结构常见的构件类型基本上可以分为柱、梁、支撑、桁架等，每个构件的主体截面一般可以归纳为H型梁、箱型梁、十字梁、圆管等形式。
（3）焊接接头形式多样
由于建筑钢结构中钢板的厚度范围较大，结合搭接、角接、对接等焊接接头形式，可形成从薄板单角焊缝到厚板多坡口熔透焊缝的各种焊接要求。
（4）零部件、装配控制精度不高
2 自动焊接机器人在钢结构中的重要性
2.1全方位提高了焊接工艺
在焊接过程中,焊条电弧焊适用于辅助焊接钢结构,埋弧焊的主要用于主要焊缝的焊接钢结构,固体线气体保护焊主要用于现场安装工程,主要和次要的连接焊接接缝在生产工程中,使用电渣焊的焊接箱施工肋板,所述螺柱焊接、螺栓焊接和楼板穿孔焊接的施工焊接。无论是国家或世界一流的钢结构工程建设，还是普通钢结构，在焊接方面都需要保证施工的精度，通过自动焊接机器人，可以改善各个方向的焊接工艺。例如，在上述焊接方法中，焊接机器人可以直接到达焊接位置，在短时间内提高了焊接工艺的整体水平。
2.2降低了焊接的成本
现代施工项目的成本管理尤为重要，成本控制管理对于机械设备成本控制也是关键环节之一，那么机器人的使用就是焊接，可以在机械成本和人工成本上得到全面的降低。在传统的焊接钢结构施工中，一个施工现场往往需要几个工人来操作，操作工人在施工过程中要形成大量的人的应用，同时，人在实施焊接工作的过程中，由于位置的不同会有多个人操作，同样的焊接缺失，焊接机器人，可以一个机器人操作，多个焊接位置，从根本上降低了人工成本，特别是在现代工业发展中，人工成本更高，人工所能达到的焊接位置是有限的，该焊接机器人可以从根本上降低施工成本，可以实现一机多用和不切实际的应用状态。
2.3保障了焊接的安全性
钢结构焊接存在一定的安全隐患。不同的焊接位置、不同的钢板厚度、不同的温度等场所都对人的身体素质提出了重要的考验。
在传统的应用方法中，人所能达到的焊接位置是有限的，所以在焊接强度、热和焊接辐射的要求上都存在一定的困难。焊接机器人的使用可以从设备的基本性能上避免焊接的安全性。机器人可以达到人们无法达到的位置，机器人不受温度和湿度的过度控制。
2.4提高了产品质量和效率
现代工业生产强调产品的质量和效率。通过焊接机器人的应用，钢结构在焊接过程中的焊接状态能够达到高标准和严格要求。焊接机器人操作准确，对材料控制严格，能够在施工过程中形成数字化和智能化管理，产品的整体质量会提高，对焊接机器人的施工效率不受时间的限制，可以实现焊接机器人在正常状态下的延时作业、连续作业，是焊接机器人能否提高生产效率的关键。焊接机器人提高了产品的质量和效率，是科技推动生产力发展的重要标志，是科技拉动经济快速进步的重要代表。
3 自动焊接机器人的种类和应用
3.1无导轨焊接机器人
无轨焊接机器人是一种全智能焊接机器人，是“95863”科研成果。无导向焊接机器人采用磁轮驱动代替导轨，由两台交流伺服电机驱动，实现四轮行走。该无轨焊接机器人可实现复杂渐变构件面空间位置的稳定爬行，并可在各种操作模式下前进、后退和转弯。车身配有汉江姿态调整模块和焊枪摆动模块，通过机器人后台操作可以确认机器人在焊接过程中的施工状态。
3.2刚性轨道焊接机器人
刚性轨道焊接机器人对现场施工有着重要的帮助。刚性轨道机器人采用铝光刚性轨道，采用齿轮齿条驱动的方法，进行车身焊枪二维姿态调整和焊枪摆动模块，可实现多种焊接方法，机器人在实施作业过程中，可在移动设备上进行安装，整个机器人的管理是数据驱动的现场管理。在应用过程中，有利于以现场焊接为主体在大跨线桥和特大跨线桥上的应用。
3.3柔性轨道焊接机器人
针对建筑钢结构形状复杂多样的特点，研制了柔性钢轨焊接机器人。柔性轨道机器人可以采用柔性轨道长度可控制的方式，并采用消磁磁座固定轨道。这种机器人易于安装。这个机器人是用摩擦传动操纵的。柔性轨道机器人能够平稳运行，满足不同区域的变化要求。该机器人具有记忆和跟踪功能。在百合脚的方向摆动，就可以进行焊接。柔性轨道机器人对现场适应性强，可以在多种不同形状或复杂形状下进行焊接活动。
3.4钢结构数字化焊接机器人
针对重型钢板，设计了数字化钢结构焊接机器人。开发的大型钢板坡口规划软件和数据库可以实现自动焊接工艺设计。通过人机界面的交互应用，各个程序可以清晰的相互对应，在不同状态和不同厚度的钢结构中，可以明显的应用，钢结构数字化焊接机器人可以应用于高层建筑或特殊厚度的钢结构建筑。
3.5高效的钢结构双枪焊接机器人
钢结构高效双枪焊接机器人可用于复杂或特殊形状的钢结构。在钢轨焊接机器人的基础上，增加了焊枪姿态调节机构和焊枪摆动装置。这个机器人实现了全自动数字操作。双枪焊接的横焊、竖焊、平焊，效率高，成品美观，操作方便，焊机施工速度也快。
结语
现代建筑需要注重高效率和高安全性，焊接机器人的应用正在钢结构焊接领域显示出飞速的发展。从本研究中可以看出，自动焊接机器人在钢结构焊接中起着重要的作用，对改进焊接工艺，从根本上降低焊接成本，保证焊接安全，对产品质量和效率都有了全面的提高，自动焊接机器人的种类已经比较成熟，在应用过程中已经有了较为成熟的应用技术和应用方法。焊接机器人在未来的发展中，将不断进行季度性的技术更新，将更加成熟的技术应用到未来的产业建设中，使产业发展进入一个新的时期，使科学技术推动产业进步成为社会发展的现实。
参考文献
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