金曼
山东潍焦集团薛城能源有限公司 山东省枣庄市 277000
摘要：随着经济和科技的不断发展，我国的工程机械制造行业也迎来了新的发展机遇，其中自动化焊接设备的应用克服了生产中存在的诸多不利因素，大大提升了机械设备的生产和维护管理效率。本文对自动化焊接设备概述，简要分析焊接专机与焊接机器人的特点，并分析如何在工程机械制造中实现自动化焊接设备的应用，希望本文的分析研究具有借鉴意义。
关键词：自动化焊接设备；工程机械制造；应用
前言
自动化技术在机械生产制造中的应用极大的提升了生产效率和产品质量，是推动经济社会发展的重要源动力。无论是从市场经济角度还是提升企业核心竞争力，都应积极引进先进的自动化设备，充分发挥自动化技术的应用优势，减少生产过程中对人的依赖性，从而降低人工成本和工作劳动强度。因此，应结合技术发展状况和工程实际应用情况展开研究，对加速工程机械制造企业的发展都有重要的战略意义。
1自动化焊接设备概述
对于工程机械制造领域来说，自动化焊接设备通常指焊接专机与焊接机器人，利用自动化焊接设备不仅可以提升焊接质量，同时也提升了生产效率。此外，操作环境也得到了极大的改善，工人受到烟尘和弧光危害的危害进一步降低；企业的资金得到节省，有效降低了生产成本。在科技不断创新的背景下，自动化焊接设备的性能也不断提高，使得产品的质量得到保障。
2自动化焊接技术优势
2.1质量水平高
机械组是自动焊接中非常重要的构成部分，由数字电子系统对执行程序进行全自动控制。在机械制造中，自动化焊接设畚所使用的电流高、热量集中，对提高电抓穿透性能以及增加焊接点额速度有重要意义，因此与传统意义上的手动焊接模式相比，自动化焊接设备的应用能够显著提高焊接制造的生产效率。同时，由于整个焊接过程以及焊接设备的运行均通过自动化控制系统实现，因此焊接速度、焊接范围的控制均非常理想，也可根据工程机械制造加工的实际需求自动调节焊接参数，得到质量水平高的焊接成果。
2.2技术水平高
在现阶段的工程机械制造领域中，各类非金属材料、薄壁材料、精密零部件材料在焊接加工的过程中均广泛应用自动化焊接设备。自动焊接设备通过应用激光焊接等前沿技术的方式，焊接加工中的接缝宽度小、深度高、加工部件变形可能性低，因此对技术要求较高的焊接加工作业有良好的适应性。除此以外，在自动化焊接设备加工过程中，电弧大量集中于焊剂层下方，热量散失风险小，因此还具有节约加工原料消耗以及节能环保的综合效益。
3自动化焊接设备在工程机械制造中的具体应用
3.1控制系统的应用
随着自动化焊接技术的发展，在实际工程中机器人工作站的使用越来越多。在一个焊接机器人工作站中，控制器和机器人本体是其核心组成部分，本体一般采用6轴关节形式，具有较高的结构刚性和负载能力，所使用的材料不具有放射性和腐蚀性，使用年限一般在15年以上。关节轴一般采用交流伺服电动机提供驱动力，具备先进的数字化路径测量系统，能够提供绝对位置信息，使其具有较高的焊接精度，重复定位精度误差可以控制在0.1mm以内。此外，系统中还包含断电刹车装置，能够为使用安全提供保障。
整个系统以全数字化控制技术为基础，由数字总线连接各个部分，采用计算机进行统一控制，可以有效抵抗配电系统电磁场干扰，确保焊接的绝对在再现。其中央处理单元采用多处理器设计方案，稳定性强，具有可扩展功能，能够保证高速运行状态下的轨迹精度。系统中包含有示教器，具有友好的操作界面，能够方便操作者学习使用。在操作界面中显示焊接工艺的关键参数，能够实现可视化控制。此外，电控柜和操作系统等均有防尘处理措施，或设置有专门的控制室，能够保证系统的可靠运行。
3.2焊接电源的应用
焊接电源的应用要优先选用国际先进品牌，比如福尼斯牌全数字逆变脉冲焊接电源，一些具有自主知识产权的大型企业也可以使用本公司自主研发的焊接电源，提高工艺的配套性。在选择焊接电源时，要注意与控制系统接口的匹配性。一般较为先进的产品带有焊接专家参数系统，能够对焊接参数进行数字化显示。主要数据通过示教器输入，在焊接生产过程中，可以随时对其进行在线修正。先进的技术产品收弧成功率较高，可以确保焊接回收脉冲收弧能够填满弧坑，而且没有凸起。焊接中断点的覆盖与重熔、外观焊缝、焊滴脱离的准确度都较高。利用其平行摆动功能能够快速、有效的识别出焊缝并进行填充。使用的焊枪无漏电、漏油等现象。一般使用盘装或桶装焊丝，其送丝速度可以达到0~24m/min。由于焊接机器人的焊丝规格较大，在选择电源规格时，应确保其暂载率能够达到100%。
3.3龙门架的应用
龙门架即自动化焊接机器人的外部轴行走部分，该部分结构是扩大机器人工作范围的关键，目前在工程中应用的机器人工作站均为机器人本体配备的外部行走框架。该部分控制功能由控制系统统一负责，采取一体化控制方式，能够确保外部轴运动与本体运动协调一致。在系统中，机器人本体通常倒挂在龙门架上，使焊枪具有较高的可达性。为了确保在外部轴行走状态下的焊接精度，应采用国际先进品牌的导轨、轴承和齿轮等构件，并配备性能优越的服务电动机和减速机，同时做好导轨的润滑、防尘和防飞溅保护措施。在外部轴运行状态下，机器人本体要保持平稳，避免发生较大幅度的摇晃和抖动，平均重复精度误差应控制在0.2mm以内。
3.4其他机具应用
其他机具的应用选择主要包括焊接变位机、夹具等。为了确保机器人在焊接作业时，焊缝能够处于船型焊位或平焊位置，应为机器人工作站配备焊接变位机，将其回转轴作为系统外部轴，与机器人协调运动。在设置变位机高度时，应充分考虑装卸工件的需要，尽量提高施工的方便性。在机器人焊接站中使用的夹具必须满足刚性要求，要能够在需要时快速加紧，且防止夹持工件出现变形。因此，在设计系统结构和设计参数时，应充分考虑这方面的需求，尽可能缩短装卸过程中工件在夹具上的时间。其他机具的选择也应该尽可能使用较为先进的技术品牌，采用性能优越的伺服电动机和精密性较好的减速机，此外，应为变位机和夹具的焊接结构件进行应力退火处理。
3.5软件和传感系统应用
在软件和传感系统应用方面，自动化焊接机器人工作站使用的操作软件及弧焊软件包功能较为复杂，具体包括以下几个方面：（1）示教编程功能；（2）离线编程功能；（3）数据库存储功能；（4）数据处理和调用功能；（5）自诊断功能；（6）断点续焊功能；（7）多层多道焊接功能；（8）参数实时调整功能；（9）纵向与横向摆动功能；（10）机器人与外部轴的联动控制功能；（11）传感和跟踪功能。为使系统具有较高的可扩展性，系统中应包含多种功能接口，包括焊机串行控制接口、模拟接口、数字接口、打印机接口、局域网接口和域总线系统接口等。
其中，传感系统的功能主要包括电弧跟踪、焊丝接触寻位和激光跟踪等。在系统运行过程中，电弧跟踪功能通过对焊接电压和电流变化情况的检测，自动修正焊缝编程位置与实际位置的偏差。焊丝接触寻位功能可以找出焊缝起始点。激光跟踪功能同时具备上述两项功能，而且具有较高的抗干扰能力，但激光跟踪器的成本较高，可以根据工程实际情况进行合理选择。
4结语
在机械制造产业快速发展与升级的背景下，焊接设备的革新与发展也取得了非常显著的成效、进步。通过将自动化技术与焊接设备的结合，能够使焊接工艺精度更高，焊接过程更加可控，焊接效果更为理想。同时，加大自动化焊接设备的应用与推广力度还能够使整个机械制造产业的发展更具前景，发展方向更加明确，从而能够更好的发挥自动化焊接设备的综合应用优势，以促进工程机械制造自动化水平的发展与提升。
参考文献
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[2]赵立志.浅谈自动化焊接设备在工程机械制造中的运用[J].科学与信息化，2019(17):28，31.