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摘要:从实际可知,针对工程机械设备生产中焊接是一项十分常用的技术,而以往机械工程制造期间普遍存在沿用手工焊接模式的情况,但质量和效率往往难以保证。由于科学技术蓬勃发展,常规手工焊接技术手段早已无法满足现代化焊接的具体要求,并且机械工程内部构件日趋复杂化及大型化,说明焊接技术的应用要求也更为严格。如何于新形势下灵活运用工程机械焊接自动化技术手段,突出其应用优势弥补传统手工焊接模式的不足,大大提高焊接作业效率保证其作业质量,消除影响焊接精确度的风险因素,成为机械工程行业发展进程中所面临的主要挑战。鉴于此,本文针对压路机主机架的自动化焊接技术进行分析。
关键词:压路机主机架;自动化焊接技术;分析
1 压路机主机架自动化焊接技术的应用优势分析
人工焊接模式不存在风险评估及安全评价等环节,其焊接理念相对滞后,无法有效规避焊接期间各种安全隐患,难以降低总体安全风险,并且人为因素不可避免提高风险发生基数。受科学技术蓬勃发展的影响,机械工程设计领域取得令人瞩目的成就及成果,尤其是自动化技术出现以来大幅度提高机械工程制造企业的流水线作业效率,所带来的直接影响为大大增加企业产品生产效率及保证其生产质量,为企业谋求更多的经济效益。
2压路机主机架自动化焊接技术的应用要点
2.1 智能化焊接
通常情况下,智能化现如今已经成为了工程机械自动化焊接的一大特征,而灵活运用现代化智能控制技术、网络控制技术及计算机技术等手段,能大幅度提高焊接智能化水平。高智能化焊接水平不止极大程度上节约人力成本投入,更能保证焊接质量以及效率,符合产品制造要求。同时,即便高智能化焊接技术对于生产环境及条件的局限较小,基本实现持续焊接作业的目标,但是现有的技术手段尚未实现完全智能自主化,因而无法现阶段部分工序上仍然需要人工来操作。由此可见,机械运转期间往往需要技术人员及工作人员肩负起监管职责,交由研究人员采集及分析数据,方可促进自动化焊接技术进步。
2.2 网络操作系统的集成性
由于机械工程焊接对于操作人员损害较大,客观上要求相关企业以保护操作人员生命健康安全为前提条件,着重强调规避焊接风险,搭建兼顾集成性的互联网操作系统,促使操作系统与自动化焊接技术相结合,充分发挥互联网操作系统集成性的作用,即于远程控制中心开展远程控制,不需要再次进入作业现场。同时,使用操作系统期间可直接设计规划焊接流程,明确焊接样式,便于及时发现各种问题,了解问题产生原因,以达到快速解决问题的目标,进一步提高工程机械制造生产效率。此外,互联网操作系统能大幅度提升焊接工艺水平,利用互联网查询手段选择适宜的焊接工艺,促使焊接工艺与产品制造要求间相吻合。
3 压路机主机架的自动化焊接技术分析
3.1 单钢轮压路机车架的特点
作为公路建设中一种重要设备,压路机制造中很多结构件是由厚度不一的钢板焊接的。主机架是其关键结构件之一,属框架结构,由中厚钢板焊接而成。工件外形尺寸≥2600mm×800mm×800mm(长×宽×高),重量≥3000kg,材质主要包括Q235和Q355,板材件厚度在6~60mm,焊接坡口的形式包括角接、搭接和对接,焊脚高度3~20mm。
3.2 焊接变位机的选择和焊接系统的设计
(1)焊接变位机的选择设计与机器人联动的焊接变位机时充分考虑工件特点,选择座式焊接变位机演变出的L形双回转焊接变位机,分别集成焊接机器人系统中的两个外部轴自由编程,这样一来能够使其和机器人系统联合在一起实现轨迹插补。变位机上面的夹具采用工件的铰接座与桥板及工件的中心定位,在铰接处和桥板处进行上部压紧,在工件的侧面进行顶紧。根据工件的重量及外形尺寸选择L形焊接变位机,伺服电动机采用德国Siemens驱动减速机,借助于独有的齿轮无间隙传动技术而使其工作时紧紧地啮合住回转支撑,从而让变位机转盘转动起来。配置一个外部控制盒,也可以控制变位机的倾翻和旋转,方便操作人员进行补焊操作。(2)焊接系统的设计采用倒挂式六轴机器人系统,增加X、Y、Z三个外部轴,全部轴地驱动均使用免维护交流伺服电动机,并采用无间隙传动组件与绝对编码器。同时,全部机器人轴都配备上刹车、温度检测等装置和机构。最后,为了让机器人实现高度动态特性以及精度,我们还必须针对其伺服系统、位置检测系统以及驱动装置予以进一步优化。
焊接系统还包括:焊接电源、水箱及机器人接口、送丝机、水冷焊枪、防碰撞和清枪站等装置。其中焊接电源采用多功能逆变焊接电源,MIG/MAG脉冲焊接和标准焊接。
4 焊接参数的选择和自动化焊接工艺的应用
(1)焊接参数的选择机器人自动化主要包括焊枪运行和摆动控制、焊接参数大小控制、焊枪角度姿态及焊丝干伸长控制,以及送丝速度、多层多道焊的控制等。首先,焊枪摆动参数包括摆动方式、摆动类型、摆动频率以及摆动宽度极点位置停留时间,通过调整以上参数,确定焊枪的角度和焊丝干伸长,不同坡口类型及坡口尺寸选择合适的摆动方式、摆动类型、摆宽。其次,焊接参数控制:焊接参数主要包括起弧点和收弧点焊接电流、电弧电压,焊接过程中焊接电流、电弧电压、焊接速度、气体流量。各个参数之间要合理匹配,只有经过工艺验证才能使用,否则会造成焊接时飞溅增多堵住焊枪口,或者产生未焊透、咬边、弧坑等缺陷。由于该焊机为一元化调节,设置合理的焊接电源和焊接速度即可,焊接参数根据不同焊脚大小选择,具体参数见表1。由于主机架属于关键部件,关键焊缝焊脚比较大,多为15m m以上,这时需要采用多层多道命令才能完成要求,焊接机器人设置有多层多道焊命令,调用该命令时,需调整焊枪姿态和焊接参数方可完成。
(2)自动化焊接工艺的应用通过在实际生产中的应用和验证,该机器人焊接系统运行稳定可靠,本体及控制系统通过电弧跟踪、接触传感、焊接专家数据库等智能化功能,这样一来不但能够解决以往压路机中厚板焊接中诸如焊脚尺寸较大等问题,并且焊接质量也有着明显地提升。
5 焊接机器人的发展趋势
结合实践来看,得益于当前科技迅猛发展,焊接机器人现阶段正向自动化与智能化方向发展,不断出现新的先进机器人焊接技术使其可操作性、高效性、精度等等众多方面有了很大程度地提升。同时这也是使得焊接机器人从研发逐渐向生产领域推广应用,也不断地在工程机械结构件中得到广泛应用。
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