自动化焊接装备的当代发展水平

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1、自动化焊接装备的当代发展水平

2、第1...陈裕川前言近年来，我国焊接装备制造行业有了长足的进步。焊接装备的成套性，自动化程度，制造精度和整体质量明显提高，其应用范围正逐步扩大，尤其是我国制定了拉动内需的政策以后，焊接装备制造业加快了发展。尽管在我国，焊接装备的年总产值不足5亿元，但对我国焊接结构行业的技术进步却起着举足轻重的作用。可以预计，今后10年内，随着世界制造业中心逐步向中国转移，我国的传统制造业必将按照现代化的标准加快技术改造。大量采用高度自动化的加工设备和焊接装备是工业现代化的必然趋势，并将促进我国焊接装备制造业发生根本性的变革。进入新世纪以来

3、，我国焊接结构制造业引人注目的发展动向是规模化、大型化、高参数化和精密化，其中包括1000MIG/MAG焊和带极堆焊等。5.管控一体化即通过企业的局域网，利用CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM等计算机软件，将生产管理与制造系统实行集成全自动化控制，实现脱机编程远程监控，诊断和检修。现代大型自动化焊接装备从结构形式上大体可分成以下几种类型。1.大型自动化焊接单机，通常采用门架式或龙门式结构，如大型造船厂应用的门架式钢板纵缝拼焊机，多半采用多丝高速埋弧焊工艺或最新开发的激光/MIG复合焊工艺，配真空吸盘平台或电磁平台，最大焊接有效行程为20m，一次行

4、程可焊最大板厚相应为40mm和20mm。图1示出一种有效行程长20m的门架式拼板焊机外形，装有两台激光/MIG复合焊机头。2.大型组合焊机或焊接中心由大型焊接操作机与工作变位机械或翻转机等组成，如立柱横梁，或龙门式重型容器焊接中心，工字梁或箱形梁自动组合焊接机群等。图2示出规格为8m×8m的龙门式重型容器焊接中心外形，其由龙门操作架，窄间隙埋弧焊机头和重型滚轮架等主要部件组成。3.大型焊接工作站由二台以上焊接操作机或机器人与相应的工件变位机械配套组合而成，可交替或同时焊接同一个焊件的各条焊缝。例如由四台MIG/MAG焊接操作机组合的集装箱外壳总装焊缝焊

5、接工作站，中型客车箱体组装焊接机器人工作站等。图3示出一套集装箱组焊工作站，其由左右各一台立柱横梁焊接操作机组成，每台操作机的上下横梁分别装有可灵活调节的MIG焊机头。操作机平车可在钢轨上平稳移动，最大行程为12m。整套焊接工作站由C控制。4.焊接生产线将板料切割落料，组装，焊接，校正或成形等多个工作站由输送辊道，翻转设备和变位机械等组合成连续的生产线。薄壁容器焊接生产线，大直径管道焊接生产线等。图4示出螺旋管焊接生产线一角，其由开卷机，剪切机、成形机，内外环缝焊接机，自动探场仪和端面切割机等组成。5.柔性焊接生产系统，由具有自适应焊缝跟踪系统功能的单

6、台或多台焊接操作机或机器人与工件装夹，变位机械组合而成的加工中心，适用于产品规格多变的小批量生产。如汽车后桥柔性焊接生产系统，装卸机部件的柔性生产系统和汽轮机导流隔板的柔性制造系统等。6.计算机集成制造系统，亦称全集成自动化制造系统，是将焊接机器人或焊接操作机，焊接电源，工件变位机械，输送辊道，半成品库，零件库和原材料库等生产设备和物料供应系统的工作程序的编制，工作参数的设置，生产过程的监控，数据处理，人机界面和通讯网络集成在一台商用或工业PC机上，通过现场总线profibus和ET-200分布式I/O模块等连接成完整的集成自动化系统，利用CAD/CA

7、M/CAE/CAPP/PDM计算机软件可以实现产品图纸设计，制造工艺编制，生产计划安排，生产过程监控，生产和物料管理等一体化，计算机集成制造系统可以是一条生产线，也可以是整个车间的生产设备，甚至是整个工厂的生产过程和物流的管理。自动控制和信息技术在制造业中的广泛应用正在彻底改变传统制造业的面貌，其中焊接生产过程的全自动化已成为一种迫切的需求，它不仅可大大提高焊接生产率、更重要的是可确保焊接质量，改善操作环境。随着整个制造业水平的提高，企业的经营理念发生了很大的变化，高产量已让位于高质量，劳动密集型已逐步被知识密集型所取代。大量采用自动化焊接专机，机器人

8、工作站，生产线和柔性制造系统已成为一种不可阻挡的趋势。三、现代自动化焊接装备的技术要求为实现中，大型焊件焊接生产过程的自动化，现代自动化焊接装备应基本满足如下技术要求。1.采用高效焊接方法，中大型焊件大多数为厚壁构件，焊接工作量大，连续焊接期长，因此必须采用高效焊接法，如高效埋弧焊，高效熔化极气体保护焊，窄间隙焊，激光焊，电子束焊和等离子弧焊及这些复合焊接法。2.自适应全数字控制基于大、中型焊件接缝装配绝对误差较大，接头几何形状多变，且中、厚板接头多道焊接过程中不可避免产生热变形等特点，焊接机头必须具有自适应焊缝跟踪系统、同时为实现焊接过程的全自动化和

9、远程监控，焊接操作机或焊接机器人，焊件变位机械，焊接电源和送丝机均应采用全数字控制技术，才能完