自动焊接机十篇

自动焊接机篇1

关键词：自动焊接；机械焊接；应用

中图分类号：TG43文献标识码： A

引言

随着科学技术的快速发展，我国以焊接技术为核心的桥梁、机械加工制造行业，也一直在努力应用和吸收国际先进的机械焊接工艺和设备。本文主要探讨了当前我国自动焊接技术的现状和应用,并且对自动焊接技术的前景做以展望。

一、自动焊接技术在我国应用的现状

目前，自动焊接技术在我国的发展尚处于探索阶段，与西方发达国家还存在一定的差距。最早在焊机的设计上往往功能单一、结构简单，只能完成最基本的焊接与切割工作，对焊接工作的多样化考虑不足，即便是后来的焊接机器人的诞生，其灵活性也颇受局限，经常在实际操作当中发生错误。此外，在对外引进的焊机当中，除了高昂的价格以外，国外对我国出口的焊机技术上也相对粗糙，没有达到当时国际的先进水平。但随着我国科学技术的发展，在自动焊接技术方面也拥有了长足的进步。机器人系统的性价比得到了大幅提升，在技术层面也获得了长足的进步。自动焊接技术开放性好、对焊缝要求非常严格的产品也可以应用自动焊接技术完成。

二、机械焊接行业对自动焊接技术的需求

焊接技术由来已久，在科学技术高速发展的今天，自动焊接技术对机械焊接行业影响非常深远，机械焊接行业也对自动焊接技术有很大的需求。基础层面上来讲，自动焊接技术已经成为焊接领域不可或缺的组成部分。我国用于焊接行业的用钢量早在5年前就超过了2亿吨，是世界最大的钢材焊接消耗国，成为钢材焊接领域的大国。从我国焊接领域的现状来看，对自动机械焊接的需求主要有以下方面:

1、从成本的层面上来说，自动化焊接设备有着更佳的使用效率，在人力成本逐步高涨的今天，能够有效地缓解生产企业在人力成本投入上的压力。

2、焊接工艺特别是弧焊在我国制造加工行业也被公认为是对工作者有害的工种。由于在手工完成焊接工作时，弧焊作业产生的弧光和高温辐射会对人体造成影响，同时焊接工作劳动强度高，容易使工作者疲劳，无法长时间进行高强度的连续工作。

3、随着焊接技术加工制造的产品向重型化、精密化的方向发展，机械生产中对焊接工艺的技术含量和焊接质量的要求也更为严格，传统的手工焊接操作逐步无法满足实际的生产需求。

4、随着机械加工和制造行业全球化趋势的到来，焊接设备和焊接工艺的好坏也直接决定了企业核心竞争力的强弱。

三、自动焊接的优势

1、生产效率高

由于自动焊接设备是由整个机械组组成，而执行程序由数字电子系统控制，因此自动焊接设备可以使用较大的电流，大电流所产生的电弧的穿透能力也很强，热量也很集中，焊接的速度就加快了许多。自动焊接设备的生产效率要比普通的手动焊接的加工效率增高10倍左右。

2、质量高且相对质量水准稳定

由于自动焊接设备的焊接指令统一由数字中心发出，焊接的速度，焊接的范围都可以进行控制，因此可以保持相对的一致，使得所加工的工件的焊接质量水平可以恒定，加工过程中如果出现问题或产生了变化也可以进行自动调节，保持相对的稳定。自动焊接设备的焊剂保护效果都很好，熔池金属很少受到空气的污染腐蚀，加上较大的电流，这样的条件会使熔池金属可以充分的与渣进行反应，生成的焊液成分均匀，加工出的焊缝金属质量较高，性能也稳定，外表也相对美观。

3、改善加工工作环境

自动焊接在焊接的过程中产生的焊接烟雾会被自动焊接设备的隔离罩阻挡住，有的自动焊接设备在焊接时不会产生很强烈的焊光，焊接时所产生的烟雾也很少，这样就会很好的改善了焊接加工人员在进行焊接作业时的工作环境；使用自动焊接设备进行焊接加工，不需要焊接作业人员长时间保持一个焊接动作，这样就减轻了焊接机加工人员的体力损耗，降低了焊接作业人员的劳动强度。

四、自动焊接在机械焊接的运用

这里所提到的自动机械焊接是指焊接机械手和焊接机械人。这种将自动焊接运用于机械手臂和机械人中的工作方法就像机械加工中的加工中心，可以输入加工程序进行加工，相当于多个自动焊接设备在同一个加工部件上进行不同的焊接工作。由于加工部件在进行加工时无法进行工位的变换，在同一个工件上进行多步焊接。加工时，有的焊接工作所要加工的焊缝并未处于方便加工的位置，这就需要通过焊接的自动化数字系统进行焊接动作的变化和焊接位置的转动或移动，然后再进行焊接动作；还可以通过焊接的自动化数字系统发送工件运动动作与焊接动作同时进行的指令，使工件的工位移动与机械手臂或者机器人进行协调运动，这样的自动化机械焊接往往需要很多个轴，每一个轴相当于一个机械焊接手臂，只在主系统下达的指令位置执行自己的焊接动作，轴与轴之间不产生干扰，进行协调工作的指令也是由主系统发出的，这样的自动化机械焊可以保证加工部件进行拼接时各拼接部分相对位置的准确度，可以更高效高质量的完成焊接加工工作。

通常这样的自动化焊接机械手臂和机器人还经常运在流水线的生产加工中。这种加工方式也运用了自动化原理，不同的是，这种方式是将多个机械手臂或机器人分布在同一条串联的流动工作线中，每一个动作组执行相同的动作指令，完成本工作线动作后再进行下一个工作线的加工，这些动作指令，对机械手臂或者机器人的控制以及流程安排也全部是运用了自动焊接的工作原理，有简单的单一的自动焊接组成整体的自动焊接组，由主数字控制系统统一进行指令，完成焊接加工程序。

五、工程机械加工制造中自动焊接技术的发展趋势

目前，自动焊接技术已经被广泛的应用与各个行业当中，就推土机和挖掘机等工程机械而言，自动焊接技术的应用前景更为广泛，自动焊接技术对大型机械的焊接非常到位，也使得自动焊接技术成为机械加工制造领域未来发展的核心技术，其中主要有以下方面：

（1）随着工程机械制造行业的发展，客户对焊接质量的要求更为注重，生产企业对自动化焊接加工需求量也更大，以期让焊缝质量更为稳定，因此，对自动焊接设备数量的需求也更大。此外，由于焊接自动化机器设备在工程机械焊接加工中广泛的应用，必然需要让焊接结构设计和制造标准更为统一，以方便焊接机器进行自动焊接。

（2）焊接技术在工程机械加工制造、汽车船舶制造、电力设备加工、建筑等行业都有着广泛的应用。自动焊接技术正向着更高质量的方面发展。焊缝自动跟踪技术成为了其发展的热点。焊缝跟踪涵盖了多学科的技术，包括电子计算机、结构、材料、焊接、流体等多个领域，焊缝跟踪推动了自动焊接技术的发展，不仅提升了产品的加工精度，更显著减少了自动焊接工作的前期准备工作。

（3）工程机械加工中，自动焊接向着智能化发展方向不断前进，自动焊接机器人和焊接专机等其他硬件设备的不断发展，使得工程机械焊接加工更为智能。智能自动焊接系统的发展使得我们实时控制和监管自动焊接产品质量成为了可能。

结束语

综上所述，自动焊接在机械焊接中得到了有效的组合与联结，其运用使得自动焊接机械设备将焊接技术水平与焊接工艺推向了一个高峰，使得所能够应用到焊接技术的加工行业也得到了发展与扩大。

参考文献

自动焊接机篇2

【关键词】工程机械机械焊接自动化技术

随着现代化科学技术的快速发展，先进的科技手段和现代化设备对人们在生产生活各个方面的影响巨大，人们也开始逐渐认识到生产设备提升对于提高生产效率、改善产品质量和在降低成本等方面的优势。以机械焊接技术为核心的机械加工产业，一直在致力于对机械焊接工艺的研究和焊接设备的改进和创新来提高机械的生产效率。先进的机械焊接技术，不仅能够增强机械产品的质量还能够降低生产成本，在一定程度上改善生产环境。我国的机械焊接行业由于劳动力充足等原因，自动化焊接技术发展应用较为缓慢，与世界先进水平还有一定的差距，随着我国对机械设备需求的增多，我国现有的自动化机械焊接技术还需要进一步的发展和提升。

1工程机械自动化焊接技术的原理

传统的焊接技术主要是将电弧引燃，保持一定的电弧长度，手动的进行多方位移动，将焊接中所需要的加工位置全部完成后再将引燃的电弧熄灭。而现代的自动化焊接技术主要是指机械装置在不加外力干涉的情况下，按照设定的程序，将焊接过程自动机械系统化，让整个加工的过程清晰，固定与焊接装置的整个过程分别由工作夹紧机构、焊枪夹紧机构、脱材料机构和焊枪气动调节机构等来完成。在工程机械加工焊接过程中应用自动化技术，能够帮助实现有效的自动化生产过程，对于提升机械焊接行业的自动化水平具有重要意义。

2我国工程机械焊接自动化技术的发展现状及存在的问题

随着我国机械焊接自动化研究的深入以及数字化技术的成熟，数字化技术与机械焊接技术融合产生了数字焊接机、数字化控制技术已经进入了市场，我国的诸多大型基础建设项目如航天航空项目、西气东输项目、南水北调工程等应用了这些技术，先进的自动化焊接技术的出现和应用，极大的促进了焊接行业的发展和产品质量的提高。我国的焊接行业目前主要将焊接自动化、智能化、高效化这几个方向作为整个行业的发展战略目标，现在已经有一些自动化机械焊接设备以及智能化焊接机器人等，但是自动化、智能化、网络化的水平仍然较低。在我国经济快速发展的大背景下，我国已经成为了世界上最大的机械焊接设备进出口国家之一，国内的机械设备生产量大于市场实际需求量，机械生产制造企业的增多使得市场竞争十分激烈，在这一形势下，机械生产制造企业需要通过提升自身加工工艺水平来打造核心竞争力。

3工程机械焊接自动化技术的发展趋势

我国的工程机械焊接行业在国家大建设大发展的背景下得到了快速的发展，但是我国的工程机械焊接技术的整体水平与国外先进水平尚有一定的差距，目前我国工程机械焊接领域主要向以下方向发展:

3．1数字化集成化焊接控制

随着数字化控制技术应用于焊接技术和设备，机械焊接的控制准确度和焊接产品的稳定性得到了很大提高，焊接控制系统的集成化使得焊接技术与信息技术进行很好融合，将生产过程中的信息进行汇总，有助于操作人员进行控制和判断，提高了机械焊接生产的效率。

3．2机械焊接过程的智能化控制

机械焊接自动化中核心问题是焊接过程的智能化控制，随着传感技术、计算机技术及智能控制技术的发展，这些技术开始逐渐应用于自动化焊接，这使得焊接过程实现智能化操控，可以应用与不同的复杂环境和生产要求。我国现有的智能化焊接设备和技术还不完善，不能实现输入焊接工艺要求就能自行进行焊接生产等功能，焊接专家系统也不够完善，我们需要加强过程的智能化控制研究，如专家系统的完善、神经网络控制等。

3．3网络化系统集成

为减少对于焊接工作人员的健康损害，利用计算机网络技术可以代替传统的工人手工操作，变成工人利用计算机及远程通讯技术来控制焊接机进行生产，还可以实现自我诊断以及检查功能。开放式的焊接系统，操作者可以通过数据库中现有的焊接工艺数据生成焊接工艺参数。

3．4机械焊接自动化技术的柔性化

在目前的发展方向中，我们可以通过光、机、电技术与焊接技术的结合来实现焊接过程的精准化和柔性化，使用微电子技术来对机械焊接工艺和设备进行改造和省级，是提高焊接自动化水平的重要途径。

3．5焊接自动化和焊接机器人

焊接机器人和自动化焊接专机的使用可以替代焊接工作人员进行难度较大、危害较大的机械生产，可以改善操作人员劳动强度和劳动条件，也可以提高机械焊接的稳定性和质量。人们对自身健康的重视也使得机械焊接生产时恶劣的环境对工人的损害不被接收，且社会整体用人成本的上升使得使用焊接机器人和焊接专机更能提高生产力，也能为机械生产企业带来更大的利益。

4结语

工程机械焊接技术作为工程机械加工生产中核心技术，对于提高机械焊接效率、提高生产工艺、提高产品质量和使用性能、降低生产成本和产能都具有重要的意义，对于整个机械加工行业的发展、国家工业化程度的推进、综合国力的提高都具有更为深刻的意义。因此我们需要加大对于机械焊接自动化工艺的研究，多学习国外先进技术并与我国进行对比，对现有生产方式和技术进行多分析总结，来不断对焊接自动化技术进行改进和完善，在技术提升中注重以人为本的思想，在提高生产效率的前提下，也要使得技术的使用更有利于工作人员的健康和操作使用的便利性，以促进工程机械焊接行业的进一步发展。

参考文献:

［1］李京．焊接自动化技术研究［J］．学术交流，2013．

［2］仝钟．浅谈自动焊接在机械焊接中的应用［J］，综合研究，2012．

自动焊接机篇3

关键词：自动化；焊接技术；机械制造；应用策略

在机械制造生产作业中，焊接是其中应用比较普遍的一项制造工艺，随着当前我国科学技术的快速发展，自动化技术和焊接技术的不断优化，使得自动化焊接设备逐步应用于机械制造产业中，就此本文对自动化焊接技术在机械制造中的应用策略进行详细探讨，具有一定现实意义。

1自动化焊接技术

在我国，制造业占比较大，对我国的经济发展起到了一定的推动作用。在工业制造业中，自动化焊接技术的运用是关键，也是我国工业制造业的核心。在工业制造业中运用自动化焊接技术，主要是指焊接操作实现自动化，即在工业生产期间，对需要焊接的材料通过电脑控制进行操作，焊接质量较高，还能对焊接的时间、质量等进行标准化控制。不过，目前自动化焊接技术还未普遍运用，如果自动化焊接技术不到位，将造成资源的浪费，因此需要对不足之处进行研究改进。为了促进自动化焊接技术的发展，要对焊接生产实施管理，满足自动化的要求标准，确保自动化焊接技术运用的稳定性。在工业制造业生产过程中利用自动化焊接技术，能够提高我国工业生产环境适应力，有助于工业制造业进一步实现自动化作业。自动化焊接技术的实施需要工作人员较高的能力，较强的技术操作能力，能够熟练操作自动化焊接技术相关设备，确保自动化焊接技术在工业生产过程中的全面推广。自动化焊接技术的运用有助于我国实现工业生产自动化，解放劳动力，降低工业制造业的生产成本，提高工业制造业的经济效益。

2自动化焊接技术在机械制造中的应用意义

当今时代，我国科学技术大力发展，特别是机械制造领域的发展更为迅猛。就当前机械制造产业发展现状来看，相关科研人员已经成功的将自动化、智能化控制系统与机械设备两者相结合，一方面进一步强化了整个机械产品的生产质量和效率，另一方面，因机械设备生产模式的转变，其中投入的劳动力和生产成本也因此降低[1]。除以上之外，通过自动化的机械制造生产模式，促使机械制造产业经济朝向规模化的方向生产，在批量化生产背景下进一步提升了企业的经济效益。对于机械制造中所使用的自动化焊接设备，主要有自动焊接机、全自动智能型焊接机器人等等，通过这些设备，不仅仅可减少劳动者的工作强度，同时还可通过当前比较先进的编程技术和智能化控制设备实现全天不停转开展焊接生产作业，有助于提升整个企业的运行效率。

3自动化焊接技术在机械制造中的应用策略

3.1 新材料自动化焊接技术

随着我国工业制造业的发展，制造业的生产材料也不断变化，针对新型材料，需要采用不同的焊接技术，但传统的焊接技术对新材料的运用存在许多不足，容易出现质量问题。采用自动化焊接技术，因操作对象为机器人，可以将研究的数据结果输入自动化系统中，设定相应的数据，利用新材料自动化焊接技术快速提高生产效率，促进工业生产的创新发展，也能促进工业制造业的进一步转型。自动化设计能够提高工业制造业的生产效率，提高企业生产的经济效益。

3.2 自动化焊接专机

在进行大型机械设备的大规模、大批量生产制造过程中，通常采用自动化焊接专机作为辅助完成生产。自动焊接专机在进行焊接作业过程中，具有非常强的焊接控制能力，在实际应用中，将传感器、电子电路安装其中，能够对整个焊接专机的焊接作业过程进行全自动化的跟踪[3]。除以上之外，还可结合机械制造生产作业实际需求来对自动化焊接专机进行相应调整，以此来进一步提升整个焊接作业的工作成效。将其应用于自动焊接和旋转机械中，一般选择双丝焊接技术作为主要焊接方式。相比较于以往传统模式下的手工操作技术而言，通过双丝焊接技术，进一步提升了机械制造生产效率，同时对生产过程中出现焊缝断弧问题起到了一定的避免作用，与此同时，双丝焊接技术在进行焊接作业时的烙深相对比较深，更能突出焊缝在其中的力学性能优势，能够应用于直线、曲线等多种类型焊缝焊接作业中，具有非常高的焊接工作效率，在实际焊接作业时，焊件变形越小越能保证焊接作业质量，特别适用于规模化机械加工生产作业中。从整体上来讲自动化焊接专机在机械制造领域中的应用，还具有非常高的智能化程度，主要体现在将更高等级传感器应用于自动焊接中，能够实现人与机器之间的互动，根据需求来调节其中的参数信息，更好的将自动化焊接专机的作用发挥于实际机械制造生产中。

3.3 焊缝跟踪技术

焊接机器人在焊接时，为保证焊缝轨迹的准确性，需要进行焊接缝隙实时跟踪，机器人焊接时要能够及时改变调整机器人焊接姿态情形，向着缩小焊接热变形、减小轨迹偏差的方向补偿，这样能够确保焊接质量，该技术目前已经普遍用于机器人焊接的生产环节。（1 ）被动式为主的视觉传感器，能够及时提取焊接缝隙边缘区域和金液熔池区域的图像信息，从而使机器人焊接过程中的轨迹能够随着关节移动而纠偏。（2 ）主动式视觉传感器处理后的激光条纹图像，机器人焊接视觉传感器所采集的图像信息都是关于焊缝特征的变化情况，通过观测和分析可以得到焊接空间坐标的焊缝轨迹路径。

3.4 自动化在线监测技术

为了提高焊接产品的质量，应加强焊接产品质量的检测，而在传统焊接技术生产过程中，检测工作主要由专人负责，实际检测需要通过复杂的工序实施，按照一定的频次进行抽检，无法对每一件产品进行检测，所以无法确保每一件产品的质量。采用自动化焊接技术能够及时反馈质量信息，实现自动化在线监测，对焊接的每一件产品进行精准地检测，确保产品的质量。

4未来发展趋势

随着近年我国科学技术的不断进步，在自动化焊接领域中，各种焊接设备类型也因此获得相应的研究和发展，从以往传统焊接工作中所使用的焊接机械手、座椅式位移计等逐步发展至今天比较智能化、系统化的焊接操作设备；对于焊接操作机，也逐步迎合时展对机械设备提出的需求，通过以上能够看出当前所使用的自动化焊接设备的应用越来越满足机械制造提出的生产需求，不断优化和改进，降低在以往手工作业模式下对工人身体带来的危害影响，降低劳动强度，更好的满足当前对质量方面提出的要求，对提升企业在市场中的竞争实力起到非常关键的作用。

结束语

我国社会经济快速发展，人们的生活水平在不断提升，人们对各种事物的探索越来越深入，工业制造业在我国经济发展中占据非常大的比重，从事制造业生产的工作人员数量也较多，就焊接技术操作而言，工作人员的工作环境比较差，容易对工作人员的身体健康产生影响。实施自动化焊接技术能够改善工作人员的工作环境，提高工业制造业的生产效率，降低工业生产成本，有助于促进我国的经济发展。

参考文献

[1]崔云龙.浅析激光焊接技术特征及实践应用[J].广西农业机械化，2019(06):53.

[2]周尧.工业级锆及锆合金焊接技术的最新研究进展[J].中外企业家，2019(34):87.

[3]孙墚.试论工业机械设备加工过程中的焊接工艺[J].科学技术创新，2019(32):155-156.

自动焊接机篇4

【关键词】传感器;双工位;自动焊接机;应用

1.焊接机的电气控制要求

该焊接设备电气系统主要有以下5点要求：（1）传动方式：焊枪架的进给使用750w的三相交流电机拖动，额定转速为1410rMmin;转盘电动机要能精确地定位运行;（2）工作方式：手动操作，能单独对焊盘1和焊盘2进行焊接操作。自动操作，选择自动运行模式，设备进入自动运行;焊枪后退到原位转盘开始旋转找到原位焊枪进给到位焊枪开始起弧焊接车轮焊接完成后焊枪开始后退到原位焊盘转动0.1圈完成焊接10次 转动手柄焊接另外一个车轮（未完成继续完成本车轮焊接），自动运行流程如;（3）具有可视化操作：使用人机界面对设备工作流程进行操作和监控。能在可视化窗口内对转盘电机进行调速;（4）控制方式：控制系统运行稳定、可靠，升级简单;能对设备进行精确位置检测;（5）有必要的过载、短路保护。

2.系统设计元器件选择

本设计中位置传感器主要用于焊臂进给到位;焊臂退回到位;两个焊盘旋转到原位和焊盘状态等六处金属结构的位置检测。检测时要求传感器精度要高、使用寿命要长、动作要准确、抗震性好等。

传统行程开关由于使用寿命短、灵敏度低、工作不稳定、抗震性能差等，无法满足本次设计要求。在现代工业中位置传感器使用较多的是接近开关。

2.1 接近开关的分类

1）涡流式接近开关：这种接近开关的检测体必须是导体;2）电感式接近开关：具有结构简单、工作可靠、分辨率高、测量精度高等优点主要用于位置的检测，广泛用于车床等自动化产品中。3）霍尔接近开关：识别磁性物质，检测对象必须是磁性物质;4）热释电式接近开关：用于感知温度变化。

2.2 传感器的选用

通过以上对4种接近开关的用途和检测对象的分析，再结合课题的设计要求。电感式接近开关较符合本设计的电气要求。本次设计中位置检测可采用高柏电气生产的LJ18A3-5-Z＼BIY电感式接近开关，这种传感器拥有多种输出方式选择，体积小，安装简便常开型传感器，外形及参数

2.3 步进电动机的选型

2.3.1 步进电动机的选择

根据系统要求选择合适的步进电动机。本次设计的两个转盘电机均可使用Minet生产的MT20STH42-0804A步进电动机。Minet步进电动机具有结构紧凑、性价比高等优点。

2.3.2 步进驱动器的选择

步进电动机的运行需要步进驱动器对其进行信号输入。选用步进驱动器时，驱动器最大相电流不能超过步进电动机相电流，避免相电流过大烧坏电机。

根据步进电动机的相电流可选择使用Minet生产的MT-2HB06HM驱动器。MT-2HB06HM性能优越可通过拨盘开关设定细分数，提高步进电动机运行精度;使用驱动工作电压交流24v-75v、输出驱动电流2A-6A。

MT-2HB06HM性能特点：1）恒流控制，极低的电源损耗，极高的开关效率;2）步距角细分数可设定：1/2，1/16，1/32，1/64，1/5，1/10，1/20，1/40;3）驱动器给步进电动机的相电流大小可通过电位器调节;4）所有输入信号与功率放大部分光电隔离;5）散热器外壳与驱动器内部完全绝缘。

MT-2HB06HM驱动器还具有体积小，接线简单，使用非常方便等优点。

2.4 可编程文本显示器的选型

2.4.1 文本型号的选择

本次设计使用可编程文本显示器主要用于监控画面的显示，转盘电机速度的设定，焊接自＼手动操作的切换，设备参数的保护等。对可编程文本显示器的功能要求较低，可选择较为廉价的丰捷MD204L可编程文本显示器。

2.4.2 主要功能的介绍

MD204L的正面除液晶显示窗之外，还有20个薄膜开关按键，触摸手感好、使用寿命长、安全可靠。所有的20个按键除了具备基本功能外，还能被设定成特殊功能按键，直接完成某些设定

MD204L的侧面装有电源端子，通讯插座及对比度调整电位器。电源端子DC使用直流24v电源供电。使用9针D型公座的通讯端口进行与外部的通讯，可采用RS232、RS485和RS422方式进行通讯。下载画面数据时，使用通讯电缆MD2-PC将MD204L的9芯通讯口和个人计算机的9芯通讯口连接起来，和PLC通讯时，根据PLC机型确定通讯口连接方式

3.主电路设计

主回路是本系统的动力部分，包含主要负载，采用三相五线制进线。电路中主要有进给电动机750W，相电流不超过2A;两个转盘电动机相电流不超过2A;控制电路有文本、位置传感器、继电器线电流不超过2A;总电路电流不超过6A。根据电流的大小选择断路器对电路过载和短路保护

3.1 进给电动机主回路设计

进给电动机用于拖动焊枪架的进给和后退，要能进行正反转操作。按设计要求进给电动机采用额定功率750w、额定转速1410rMmin的三相交流电动机J02-801-4。焊枪架的进给由KM1带动电动机正传完成、后退由KM2带动电动机的反转完成，KM1、KM2吸合分别使用继电器KA2、KA3吸合进行进行控制;KM1、KM2的型号由电动机的功率确定，选择线圈电压220v、最大工作电流10A的CJ0-10A交流接触器。

3.2 转盘电动机主回路设计

在本系统中有两台步进电动机，分别用于驱动转盘1和转盘2的旋转。因为步进电动机需要使用步进驱动器对其发送信号，步进驱动器的工作电压使用变压器TC进行降压处理，驱动器工作的启停由KA1吸合进行控制并使用QF2对其过载短路保护。

4.触摸屏画面设计

4.1 人机界面的确定

本次设计要求使用人机界面进行操作和监控。人机界面是在操作人员和机器设备之间双向沟通的桥梁，具有监控管理及应付随时变化信息的多功能显示屏幕，用户可以自由的在显示窗口内组合文字、按钮、图形和数字等。触摸屏和可编程文本显示器都适用于该场合。

（1）触摸屏触摸屏。作为一种新型的人机界面，从一出现就受到关注，它兼容性好、元件丰富、画面生动。强大的功能及优异的稳定性使它非常适合用于工业环境，甚至可以用于日常生活，应用非常广泛。

（2）可编程文本显示器。可编程文本显示器是人机界面的一种，主要与各类PLC配合使用，以文字或指示灯等形式监视、修改PLC内部寄存器或继电器的数值及状态，从而操作人员能够自如的控制机器设备。

可编程文本显示器具有自由输入汉字及设定PLC地址，使用串口通讯下载画面;具有密码保护功能;具有报警列表功能，逐行实时显示当前报警信息;多个按键可被定义成功能键，有数值输入小键盘，操作简单，可替代部分控制柜上机械按键;可选择RS-232＼RS-422＼RS-485通讯方式，利于走线的标准化。

可编程文本显示器能出色完成本设计要求外还具有价格低廉、使用简单等优点。

由于本设计简单、使用软元件少;可编程显示单元编程相对简单、价格低廉，故采用可编程文本显示器。

4.2 控制方式的确定

传统控制方式一般使用继电器控制。继电器控制方式占用体积大、控制元件多、能耗大、运行不稳定、功能单一、升级过于复杂等缺点。

由于本次设计要求控制元件少、体积小、精度高、功能强大、耗能低、维修方便、产品升级改造简单等，继电器控制方式无法满足此次控制要求。

可编程控制器简称PLC，它是20世纪60年代末发展起来的一种新型的电气控制系统，他将传统的继电器控制技术和计算机控制技术、通讯技术融为一体。具有可靠性高、抗干扰能力强、内部软元件多、编程简单、使用方便、反应速度快、精度高、通用性好、体积小、功能强、耗能少和环境适用性强等特点，可用于逻辑控制、定时计数控制、模拟量的控制和数据处理，以及通讯联网等各方面。PLC控制系统克服了继电器控制方式的缺陷，又符合本次设计的控制要求，本次设计采用PLC控制系统。

4.3 MD204L画面的设计

根据系统要求MD204L主要用于监控画面的显示，转盘电机速度的设定，焊接自＼手动操作的切换，设备参数的保护等。本次使用7幅画面进行设计;画面1用做初始画面，不用于系统操作;画面2，操作画面，用于画面的切换，可切换至手动操作画面3、自动操作画面4、参数设置画面5和状态监控画面6;画面7用于焊接次数的显示。

5.结束语

双工位自动焊接机的电气系统设计体现近年来工控运用的先进。受益匪浅，也巩固了自己的知识，使我的理论知识和操作技能更加扎实。在本设计时选用的台达PLC、丰捷可编程文本显示器，传感器等设备是低成本非常实用和便于普及的，希望尽自己的力量能在自己的岗位发挥能量能为企业献出微薄之力。

参考文献

[1]李学炎主编.电机与变压器[M].中国劳动社会保障出版社.

[2]王兵主编.工厂电气控制技术[M].中国劳动社会保障出版社.

自动焊接机篇5

关键词：电气自动化；机器人；配套焊接；工作站

中图分类号：F407.67 文章标识码：A文章编号：

在应对工业现代化和厂间自动化发展的过程中，只有实现焊接变位机与焊接机器人的结合应用，才能保证焊接机器人的全自动化运行。与此同时在汽车和电子等领域的焊接工作，也能降低传统人工操作所带来的种种弊端。从而进一步提高产品的质量和生产的效率以及厂间的流水线运作水平。

1技术方案

焊接机器人属于工业机器人中的现代化产品。它可以实现多用途运作。其中可重复编程的自动控制装备促使了焊接机器人广泛应用于工业自动化领域。而柔性化即说由由计算机系统或物料储运系统等信息技术，控制数控机床设备的自动化运作。所谓机器人柔性焊接工作站就是由计算机信息控制系统所控制，焊接机器人与焊接变位机相结合，实现自动化的流水线作业。这个小型运作流程可以焊接工件标准在在2.5米以下的各类产品。不仅将设备运作中的自动上料和半自动定位装卡、自动焊接和自动卸货等应用功能集中为一体，而且还采用了统一的流水线技术方案，将工件定位工装和智能搬运器、变位机、构件周转架和码垛架以及送料机构等构成生产设备，其中运用电气及气动系统作为生产程序。从设备与程序的双向革新实现生产效率的提高，工作强度的降低。

系统采用专用屏蔽电缆将西门子S7-300、S7-200、ET200、机器人适配卡、触摸屏等控制设备连接组成PROFIBUS-DP通讯链路的网络设计方案，在后期编制软件时对网络通讯状态进行实时监视和处理，避免出现通讯故障造成停机。

2变位机的设计

变位机是专用的焊接辅助设备。工作原理是应用于回转工作的焊接变位，实现加工位置和焊接速度的再次精确。它拥有回转和翻转两个系统，通过工作台的升降、回转翻转来完成角度装配以及无级调速等自动化运作，可与焊机和操作机一起配套使用，进而组成自动化焊接中心。工作台的焊接工作，要求精确度和时效率很高，所以这对于手工作业是个难题。变位机的回转应用为焊接设备带来了调速精度极高的变频器无级调速以及可对工作成远程操作的遥控盒设备。这些变位机的设计不仅将操作机和焊接机的操作系统联系起来，还实现了整个焊接工作的联动操作，达到理想的焊接速度。

这里说的变位机属于机器人柔性焊接工作站的核心部件。其中包括钢结构、旋转轴、翻转轴、导轨、快速卡环等工件设备所组成，各自的功能迥异。变位机的精度决定着机器人柔性焊接工作站的焊接效果。譬如机器人柔性焊接工作站的焊接精度为0.5mm以内，所以这就要求变位机必须以直径3.8米的转盘为核心设备，将其旋转180度定位精度和翻转定位精度都应该在0.5mm以内。

3智能搬运器的设计

智能搬运器即指借用电机设备实现货物的升降与横移等动作的卸货机器。其中包括

升降架，横移架、导向套、横移轮、伸缩叉臂等主要组成部分。它在机器人柔性焊接工作站的主要作用是提高码垛效率，利用导轨把焊接变位机上装卡完毕的工件，搬运到指定的码货架。智能搬运器的使用组成了自动化流水线的运作，还大大降低了劳动强度，整体提高了工作生产效率。

4工件定位工装的设计

工件定位工装即指在应对不同工件的装卡过程中为实现工件的快速定卡，利用气缸的弹簧与拉钩或变位机的快速卡环，同时实现工件的定位与卡紧两个动作。借用定位架安装在通用的工装支座上，利用变位机实现变位机与工件定位工装的快速连接。

5机器人动作的设计

作为柔性焊接工作站的主角，机器人的安装位置尤为重要，由计算机模拟后进行定位，而机器人的动作、姿态、轨迹、速度等根据实际工况和其它联动设备的配合，在现场经过反复示教逐步达到高速协调统一， 最终满足系统工作节拍和操作精度的设计要求。

6控制系统设计

控制系统不仅在运作过程中将人机界面和伺服闭环驱动以及PLC定位模块等主流自动化控制元件语义融合，还在操作过程中确保了精度和维护工作。

6. 1PLC总控与机器人控制器信号

（1）机器人位置信息

在回到原点或者进入非干涉区中位置时，焊接机器人会预警发出信号来通知PLC总控。焊接机器人会在第一时间完成信号互锁和控制点用。譬如在焊接过程中为了规避焊接机器人由于意外转台而造成的撞机事故，PLC会将转台转动和夹具动作进行严格的屏蔽。

（2）夹具控制指令

夹具控制指令即指由于焊接机器人在焊接工作中可能对某些焊点位置焊接不到，所以在设计夹具时要对某个夹紧单元进行补焊操作或控制夹具旋转，促使焊接机器人全面焊接的控制指令。焊接机器人对对焊接中途的夹具控制发出指令，利用总线传达给夹具控制单元，保持补焊操作时及时打开夹紧单元的补焊工作，确保系统操作，规避失误。

（3）系统信号

系统信号即指可通过PLC总控，在系统触摸屏上完成显示。如此有利于操作人员的监督和查询行为。其中包括系统初始化信息和故障信息以及程序执行进度等等。

6．2PLC总控与焊装夹具控制单元信号

焊接夹具上都安有夹具控制单元。这个夹具单元由由ET200总线端子和I／O端子以及总线电源共同组成。工作原理为夹具上包括工件到位信号、气缸夹紧打开信号、夹具操作按钮等输入与输出信号都必须连接到I／0端子上，再通过ET200M总线端子将I／O信号转为总线信号，以总线方式传达给PLC总控系统完成对夹具的控制指令。

6．3PLC总控与触摸屏信号

生产产品的选择与显示

工作站都配有触摸屏。触摸屏显示控制指令。产品需要更换时可在生产前于触摸屏上选择产品种类，在确定与系统识别夹具相一致时，确定系统执行按钮。否则会有预警信息以保证生产的准确率。其中生产产品的种类以及机器人工作状态选择等生产信息都可在触摸屏的主页中根据显示完成操作。

手动控制及其故障处理

触摸屏操作显示可实现对工作站所有输入与输出点的单独控制。这种简单易操的手动系统，实现了一体化的调试、维护和故障处理。通过系统的自动查询功能，可对有逻辑关系的控制点予以动作保障。当系统出现预警与故障，可根据弹出的窗口进行故障信息排查，系统会提出处理意见。当故障消除后还需要人工操作完成复位行为以确保故障处理完毕。

7安全回路设计

工作站安全配置尤为重要，实际设计中应将机器人安全回路、区域光栅安全回路、控制系统安全回路、现场操作及其它设备的安全回路统筹集成，按照硬件和软件双重锁定方式进行布线和编程，可靠实现当安全监视点出现问题立即停止相关运动设备、及时发出声光报警并在触摸屏上显示安全报警原因。

结语

本文从机器人柔性焊接工作站的技术方案入手，对焊接机器人系统的关键部件变位机、智能搬运器、机器人本体以及工件定位工作的具体设计进行了简单地探讨。不仅表明了本设计方案对于解决变位器精度、通讯问题、搬运器取物以及机器人动作等有着深远影响，还对工件的迅速定位和卡紧的技术难题也予以了合理解释。

参考文献：

[1]吴志亚.机器人焊接智能化技术浅析[J]廊坊师范学院学报(自然科学版),2008(10)

自动焊接机篇6

关键词自动化焊接技术；水电设备结构件；应用

中图分类号：TG409 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0099-01

水轮发电机组中的焊接结构件多为大型构件，对焊缝质量要求高，且焊接熔敷量大。在过去由于采用CO2半自动气体保护焊来焊接水电设备结构件，焊工技术水平的高低直接决定了焊接的质量。而自动化焊接技术则不然，它具有较好的稳定性，能够通过自动化机械装置和自动化控制装置来代替人工焊接作业。采用自动化焊接技术可以大大降低劳动强度、改善劳动条件，还可以有效地节约人工成本及焊丝成本，提高生产效率。本文就自动化焊接技术在水电设备结构件中的应用进行探讨。

1热丝TIG自动焊在模型试验机管路中的应用

热丝TIG焊是指将母材用非熔化的钨电极来进行熔化，同时填充材料采用焊丝，这种方法能够较好地降低母材的稀释率，调节焊接熔池的热输入量，且无弧光、无飞溅、电弧稳定性高，尤其适用于对于焊缝外观要求高的焊缝和精加工坡口。某厂所生产出来的模型试验机中，需要焊接某些管路，这些管路的坡口为精加工坡口，母材为奥氏体不锈钢，完全符合自动化焊接技术的适用范围。所以，利用倾斜钨极的摆动功能，引入热丝TIG自动焊接技术及设计工装来充分熔合窄坡口两壁的母材，用多层多道的熔敷方式来进行相应的焊接，结果证明，焊缝质量为优质。

2底环、顶盖、转轮体上自动化带极堆焊技术的应用

众所周知，转轮体是一种标准的回转件，其实体外形的一致性较佳。应该将工件通过滚轮架或者变位机来将其放置到适当的位置进行带极堆焊。自动化焊接可通过转动转轮体来实现，枪头在自动化带极堆焊过程中可以出于不动的位置。为了大幅度提高焊接质量和焊接速度，可以基于底环、顶盖、转轮体等水电设备结构件的斜面状况和实际尺寸，将普通焊丝用不同带宽的焊带（带宽通常为30～60 mm）来进行代替堆焊。此外，对于底环、顶盖等平面，也可采用自动化带极堆焊技术来进行不锈钢堆焊，起到耐磨、防腐蚀的效果。另外，焊缝表面通常会出现较为明显的凹凸不平现象，会影响到焊接外观，所以，需要在表层进行修饰焊。修饰焊的外观应该满足以下一些要求：①焊缝表面要超过母材表面，及时打磨焊缝表面超标部分，让母材与焊缝表面保持较为圆滑的过渡状态，不能伤害母材，这样也就不会在日后出现锈蚀点；焊缝表面在每侧的宽度应该达到0.5～2.0 mm；③没有出现焊点、夹渣、裂纹、气孔、飞溅、熔合等明显缺陷，外观应该保持均匀一致。

3焊接机器人的应用

焊接机器人主要适用于焊接巨型水电机组，巨型水电机组的水轮机转轮通常都具有450 t，焊接是整个转轮制造最关键的工序，工作量很大，每完成一整的转轮焊接，需要10-12 t的填充焊接材料。自动化焊接技术的应用能够保证焊接质量，也能够大幅度提高焊接的工作效率。通常焊接机器人都会配备双丝埋弧焊、直流埋弧焊两个焊接电源，焊接方法采用埋弧焊接法，每个焊接机头所具有的自由度都为六个，能够实现过渡角焊缝的焊接和坡口填充。但是值得注意的是，巨型水电机组的水轮机转轮由于结构限制和焊接方法制约，很难实现全部自动化焊接，即便采用了大型焊接变位机，60%的焊接量还是都需要通过手工半自动焊接方法来完成，只有40%的焊接量能够通过焊接机器人来完成。

4窄间隙埋弧焊的应用

窄间隙埋弧焊是一种较为成熟、且效率较高的焊接技术，被广泛地应用在制造业的多领域。在水电设备结构件焊接过程中，我们主要将窄间隙埋弧焊用于水轮发电机大轴、水轮机、轴锻件、大厚板拼焊的焊接过程中，经济效益显著，工作效率较高。众所周知，水利发电机组中最重要的部件之一为水轮发电机大轴和水轮机大轴。我国长期以来都是依靠进口采购整体锻件来加工成成品，成本较大、供货困难。为了对这个问题进行解决，最为明智的选择就是自己焊接成整体，只采用轴锻件分段锻制、供货。哈尔滨电机厂有限责任公司采用这种方法已经完成了多个大型水电站机组的水轮发电机大轴、水轮机大轴的焊接工作，基本是焊接一次合格，焊接坡口最深可达450 mm。目前国内制造企业还开发出了分段焊接水轮机大轴、钢板分段卷制的工艺技术，用窄间隙埋弧焊接方法来完成环形焊缝和纵向焊缝的焊接工作，从而大幅度提升焊接制造水平，这使得产品的制造周期大幅度缩短，也能够降低国内企业对于大型铸锻件的依赖程度。

5半自动气体保护焊的应用

由于水电设备结构件结构较为复杂，工序较为复杂，因此，通用的自动化焊接方法应用范围极其有限，焊接辅助时间也较长。半自动气体保护焊接方法也就成为了水电设备结构件的主要焊接方法之一，其主要特点就在于其焊接效率高、工作较为灵活，已经成为了目前发展较快的焊接技术。

6自动埋弧焊小车的应用

自动埋弧焊小车具有下述优点：采用双驱动送丝，寿命长、动态响应快、惯量低、扭矩大，结构紧凑，所有部件均可方便灵活地拆装，满足客户各种实际需要。结构灵活、调整方便，适应多种位置焊接，欢迎埋弧焊机主机厂定制，四轮驱动，手动离合，运行平稳，可靠性好；可焊接碳钢、不锈钢、铜及合金等金属材料；合金钢送丝轮，使用寿命长，生产效率高；三拖板六自由度及组合式丝盘架，可实现多种焊接方式。

7结束语

总之，自动化焊接技术在水电设备结构件制作中具有极为重要的作用，应用较为广泛，能够获得良好的焊缝质量，还可以提高劳动效率，产生较大的社会效益和经济效益。

参考文献

[1]周利平，韩永刚.我国焊接自动化技术现状及发展趋势[J].科技信息，2011（19）：120-124.

[2]龚玉蛟.焊接新技术在锅炉压力容器制造中的应用[J].科技风，2011（02）：102-124.

自动焊接机篇7

关键词：焊接；焊枪摆动；自动化

1 引言

本课题针对П型超超临界锅炉受热面管系中活动连接件的焊接技术，研究探讨采用龙门式气体保护机械焊的可行性。为了控制焊缝的宽度，获得高质量的焊接和焊缝成形，本项目以自动焊接系统子课题：焊枪摆动和焊枪角度调节机构为研究对象，设计能够实现多种摆动控制、结构紧凑、操作灵活方便的机电一体化系统，通过触摸屏调节摆动参数，实现焊接工艺参数的调试，使得焊缝满足工艺要求。

2 焊枪摆动与焊接角度调节装置

采用自动化焊接要求装置配备送丝盘机构，实现自动送丝，焊丝的型号及送丝的速度决定了焊缝的宽度，通过调节送丝的速度实现焊缝宽度的调节的范围有限，所以简单的直线焊接无法满足不同焊接工件的焊接工艺要求。为了实现自动焊接设备的自动化焊接并提高自动化焊接程度，实现更宽范围的焊缝宽度控制，提高焊接效率，改善焊缝表面，多道焊不同焊层的焊接质量，尽可能降低焊接缺陷，使得自动焊设备能适应不同工件厚度及工艺要求，必须设计焊枪摆动与焊枪角度调节装置，这是本项目研究的主要内容。

2.1 自动焊焊缝成形工艺实现原理

焊枪摆动自动控制是实现横缝自动焊焊缝成形的关键，铁水的流动和分布可以通过焊枪摆动方式控制来实现，并进而控制焊缝的形状。摆动参数见图1。结合焊接工艺，设置5个焊枪摆动参数：摆幅-控制焊缝的宽度；摆动中心O-调节焊缝的中心位置；焊缝两侧停留时间tl和t2-控制焊肉在焊缝两边的分布；摆动速度VB-控制铁水的流动、焊缝余高和焊波的大小。

图1 焊枪摆动参数

根据图1可推导出焊波宽度L和焊接速度VH、摆动参数之间的关系为：

式中

L-焊枪往复运动一个周期焊枪移动的距离，即焊波宽度，mm

VH-焊接速度，mm/s

VB-摆动速度，mm/s

t1，t2-焊枪在焊缝上边缘和下边缘停留时间，s

Ll，L2-焊枪摆动在上停留时间和下停留时问内焊枪移动的距离，mm

L3，L4-焊枪在往复摆动期问内焊枪移动的距离，mm

M-摆幅，mm

由式1可知，焊波宽度由4个部分组成、不同的焊接速度和摆动参数、焊波宽度就不一样、合理选择这些参数可获得光滑、美观的焊缝。

要获得不同的焊枪摆动波形，可以通过改变L1，L2，L3和L4的不同组合方式实现。可根据焊道的位置来选择焊枪的摆动方式，以获得优质的焊缝。

一套焊接参数规范包括“焊道数”、“左摆幅”、“右摆幅”、“左摆速”、“右摆速”、“左停留” 、“右停留”、“中停留”，改变参数的组合方式，可以实现焊接焊缝宽度、焊缝厚度、焊缝截面形状的控制（图2）。在自动焊接过程中，通过设定不同焊道的焊接工艺参数，就可以连续地完成多道焊缝的一次性焊接。

图2 参数设定及其焊接工艺对应关系

2.2 焊枪摆动与焊枪角度调节装置

焊枪摆动与焊枪角度调节装置如图3所示。该装置系统的摆动机头驱动采用步进电机，传动是滚珠丝杠螺母、导轨是线性滑轨，这样能实现焊枪快速、平稳、精确的往复直线运动，而且可以实现摆动幅度和速度的自动调节，对应实现焊缝宽度和厚度的控制。焊接角度调节是通过旋转第一旋转夹具3和第二旋转夹具4，调节焊枪的相对位置，从而实现焊枪空间角度调整。

图3 自动化焊接焊枪摆动与角度调节装置

（1）摆动器；（2）连接摆动器夹具；（3）第一旋转夹具；（4）第二旋转夹具 ；（5）焊

2.3 人机交互操作与工艺参数设置界面设计

本系统的触摸屏界面采用的是图形界面设计方式来设计的，使用FX系列的GT Designe2人机交互界面软件设计出显示系统画面，GT Designer2提供了多种功能组件、控制器件库和图形控件，通过组态出的各种显示和控制功能实现系统操作状态、当前过程值及故障的可视化。

3 结束语

本项目所设计、制作的焊枪移动和摆动机构结构紧凑、操作灵活方便、参数调节精确，在焊速控制和焊枪摆动方面，达到了设计参数和性能要求，减轻了工人劳动强度，提高了焊接生产效率和焊接质量。

参考文献

[1]王刚，郝建初.高炉横缝CO2自动焊焊接工艺[J].焊接，1998，9（9）：20-22.

[2]王铁钧，崔彤.焊枪摆动系统在焊接中的应用[J].焊接，2004，1（1）：39-41.

[3]雷毅.微处理机在横缝摆动自动焊接系统中的应用[J].制造业自动化，2003，10（10）：56-59.

自动焊接机篇8

关键词：大口径管道 自动焊技术 焊接缺陷

中图分类号：TU81文献标识码： A 文章编号：

西气东输，一条能源“巨龙”从阿姆河右岸昂首，沿着古丝绸之路，万里东进，翻越千山万水，进入华夏大地，直奔珠江三角洲。它一干八支，总里程8704公里，总投资1422亿元，是中国第一条引进利用境外天然气的陆上能源通道，也是目前世界上最长的天然气管道工程，被喻为保障国家能源安全、提升民生质量的国之动脉。在我国具有长大的意义，包括：经济意义、政治意义、社会意义。西气东输工程采用的钢结构也是具有世界先进技术的钢种，直径大，直径可达1219mm，强度高、耐压力大，可以抵抗12MPa，距离长，堪称世界第一长度，可以达到9000km。钢结构的连接了少不了焊接技术。焊接技术就是高温或高压条件下，使用焊接材料将两块或两块以上的母材连接成一个整体的操作方法。该工程如此长的距离对焊接技术有着严格的要求，要采用自动焊、或半自动焊技术，等世界比较先进的焊接技术。自动焊是指焊丝和接时的运条是机子自动送的，半自动焊是指焊丝是机子自动送的,但是焊接时的运条是焊工自已控制的。自动焊焊接过程的机械化和自动化，它不仅标志着更高的焊接生产效率和更好的焊接质量，而且还大大改善了生产劳动条件。采用自动焊接技术焊接大口径的管道属于首次进行，在我国历史上也具有里程碑的意义。

1、自动化焊接设备

1.1刚性自动化焊接设备刚性自动化焊接设备

也称为初级自动化焊接设备，其大多数是按照开环控制的原理设计的。虽然整个焊接过程由焊接设备自动完成，但对焊接过程中焊接参数的波动不能进行闭环的反馈系统，不能随机纠正可能出现的偏差。

1.2自适应控制自动化焊接设备

自适应控制的焊接设备是一种自动化程度较高的焊接设备，它配用传感器和电子检测线路，对焊缝轨迹自动导向和跟踪，并对主要的焊接参数进行实行闭环的反馈控制。整个焊接过程将按预先设定的程序和工艺参数自动完成

1.3智能化自动焊接设备

它利用各种高级的传感元件，如视觉传感器，触觉传感器，听觉传感器和激光扫描器等，并借助计算机软件系统，数据库和专家系统具有识别、判断、实时检测，运算、自动编程、焊接参数存储和自动生成焊接记录文件的功能。

2、根焊技术

根焊道的焊接是保证管道焊缝质量的重要工序，是保证管道的施工进步的关键技术，根焊道的焊接出现质量问题会涉及到整个管道施工的质量问题，会耽误工程的进度，影响工期。

2.1设备：

ZFH直缝自动焊接机主要配置：

直线轴承导向，同步带传动或齿轮条传动，直流电机驱动，电机功率65W，无级调速

焊枪调节机构：气动下枪机构、铝合金十字调架，焊枪三维，调节范围X=50mm，Y=50mm。一维旋转调节。

电器控制，PLC控制，电控箱置于机座内，操作盒置于挂锁端。

可配电源：TIG/MIG

2.2内焊机使用的焊前准备

（1）操作人员要了解内焊机的操作顺序和操作规范，要严格按照规定来进行，一旦出现失误，就会对操作人员的身体造成很大的危害，是比较的危险，但是如果按照规范来操作，熟练的掌握内焊机一般不会出现事故的。焊前的准备：

（2）调平内焊机的端面，包括3个定位端面。8个焊炬，其中焊炬中心要处在同一个水平面，不能出现偏移，一旦平偏离就会造成危险。

（3）气罩内要安装一定的铜网，防止熔体飞溅，造成事故，同时也能保证气体稳定的排除。

管道口要安装一定的防风设备，保证在焊接中不会出现气泡。

3.焊接技术

3.1坡口型式

常见的坡口型式有：对接坡口和角接坡口（工程上为区分角接接头中的对接与一般对接焊缝，现将其分为对接、坡口角接、角接三大类）。对接坡口主要有：I型、V型、X型、U型、Y型、UV型、VV型等，角接坡口有：T型、搭接、J型等。

内焊机采用没有间隙的根焊，焊接过程不能随意的更改设计的工艺参数，这对焊接的接口有着很严格的要求。自动焊接的坡口尺寸大小和形状对对焊接的质量起着很重要的作用，直接影响着施工的速度。

3.2参数设置

（1）送丝电动机调节旋钮到800mm\6s-900mm\s。

（2）近控箱的送丝电动机调节旋钮到180mm\25s-220mm\25s.

（3）焊接时，在管外坡口内侧要用铜板堵上坡口内侧的间隙，防止熔体长生的高温烧穿钢结构。

这样设计的参数可以防止在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。

4、热焊技术

4.1设备

全自动焊接设备PAW2000A＋PAW3000可以针对热焊时热焊道凸起和未熔合的问题，重新设定焊接速度、送丝速度、单摆时间、电弧电压等6个参数并进行匹配试验，对填充盖面出现的气孔，采取调整摆幅宽度、摆动频率、气体流量等措施全自动焊机结构趋于合理，焊接性能稳步提高。使用该焊机成功穿越1条宽90米、深8米的水沟和焊接1处7度纵向转角管道；焊接管口30道，一次检测合格率100%；焊接管口40道，一次检测合格率100%；焊接管口51道，一次检测合格98%。

4.2解决热焊道凸起和未熔的措施

（1）要熟悉焊接速度、送丝速度、单摆时间、电弧电压等6个参数的作用及主次关系。

（2）采用零摆动，保证干长度小于12mm

（3）焊接坡口钝边设定在0.9-1.0mm，可有效的繁殖出现未熔。

（4）要用二氧化碳作为保护气。气体的流速控制在20\min。可以增加熔的程度，防止出现未熔的缺陷。

参考文献：

[1]吴彩勇,周晓辉,王继春等.大口径管道自动焊接技术研究[J].电焊机,2009,39(5):101-103,158.

[2]迟红艳,王继春,陈建平等.大口径管道自动焊焊接技术研究[J].焊接技术,2005,34(z1):11-13.

[3]杨俊伟,李岩.全位置自动焊接在管道建设中的应用[J].油气储运,2001,20(12):27-28.

自动焊接机篇9

【关键词】汽车座椅；自动焊接；工业机器人；柔性夹具

【Abstract】According to welding technology and production feature of the automobile seat frame， it designs a automatic welding system based on industrial robot technology. The article focuses on the design key point of flexible modular fixture and the teaching programming of robot control system.

【Key words】Automobile seat； Automatic welding； Industrial robot； Flexible fixture

0 引言

我国汽车产业近几年快速发展，未来一段时期还将稳步发展，相应的汽车零部件配套制造业也迅猛发展。在汽车零部件制造中，汽车座椅生产是其中一个重要的生产环节。汽车座椅的功能是为司乘人员提供便于操作、舒适安全的驾驶、乘坐位置，其必须安全可靠，并有足够的强度、刚度与耐久性。

汽车座椅的骨架的焊接精度和强度是保证座椅质量和可靠性的关键，目前座椅骨架焊接主要还以人工为主的传统焊接方式。这种方式焊接精度低，焊接质量和效率受工人的熟练程度和操作状态影响[1]。因此，本文针对汽车座椅骨架，采用工业机器人技术，设计出一套柔性高的自动焊接系统，保证了焊接质量的一致性，为主机厂提供质量合格的座椅骨架，以满足整车的装车要求。

1 系统焊接工艺流程

汽车座椅骨架主要管件框架和支持板等组成，焊缝包括弧形焊缝、直线焊缝和点状焊缝。待焊工件为碳钢材质，管壁厚度约3mm左右，考虑到工厂规模生产的成本问题，其焊接工艺选择CO2气体保护焊。因为二氧化碳气体制备较为简单，并且焊接速度快，焊接效率较高，适合多位置焊接，可以利用机器人自动实现频繁起弧和收弧的电流电压的控制，适宜焊接不规则的空间焊缝。焊件焊接后变形小，焊件加工精度高。

系统主要由焊接机器人、机器人控制系统、配套的焊接系统（包括焊接电源、送丝机、焊枪和二氧化碳气体）和柔性组合工装夹具等组成。待焊工件通过柔性组合工装夹具定位夹紧后，机器人根据给定的运动轨迹和焊接参数自动完成工件焊缝的焊接。系统采用双工位轮换设计，可进行焊接与装卸交替作业。即当在工位1进行工件的自动焊接作业时；操作人员可以在工位2上进行工件的装卸作业。机器人驱动焊枪按焊接程序完成工位1所有焊点的焊接作业后，控制单元发出工位转换指令，转向工位2进行自动焊接。操作人员再回到工位1进行工件的装卸作业，这样形成交替作业工作方式，从而提高了焊接的工作效率。

系统的焊接工作流程如图1所示。

2 柔性焊接组合工装夹具设计

使用机器人对焊缝进行自动焊接，待焊工件在焊接过程中必须能准确稳定地定位和夹紧。设计合理正确的工装夹具是保证焊接精度和质量的关键。

系统采用柔性孔系组合夹具对工件进行定位夹紧。夹具是由标准化、系列化、通用化的模块组成的，且模块之间的链接、固定和压紧都是以孔为基准定位，用锁紧销来实现快速锁紧，模块与模块之间可以根据焊接工件的实际尺寸可以自由调整。柔性组合夹具按功能可分为基础件、支撑件、定位件、调整件、压紧件、锁紧件和组合件等。

设计座椅骨架工装组合夹具，首先要对产品图纸进行分析，根据焊接工艺和关键尺寸要求来确定定位点和定位面，从而确定各个零部件的定位方式和压紧方式。然后分析焊缝位置，尽可能将较多焊缝的一面朝上，朝下一面焊缝的位置要设置高一些，使得机器人焊枪可伸入下方进行焊接。同时还需考虑工件的装卡顺序和工人操作空间的便捷性。从而实现工件一次装卡就可完成全部焊缝的焊接，减少二次装卡时间和装配误差。为防止焊接变形，工件的定位点需设置调整垫片用于调整反变形。由于座椅骨架的管框是固定在V型定位块中，为使焊接好的工件能顺利取出，最后还需设置顶升装置进行卸件。

某型号座椅骨架的组合夹具定位夹紧示意如图2所示：

采用柔性组合夹具设计座椅骨架工装，可适应不同型号座椅骨架的形状，几套夹具系统就可以替代大量高成本的专用工装，使用该工装后，可以省去不同型号座椅而投入的专用工装的费用和时间。在多品种、个性化的汽车座椅生产中，具有很高的经济性。同时组合夹具的所有模块加工精度均较高，工作平台在1000mm的范围内确保定位孔的位置误差在±0.1mm以内，完全可以满足焊接加工的需要。如果工件本身的几何尺寸不准确，也可以很快被检测出来，在初加工工序中便被消除[2]。

3 机器人自动焊接参数调节与编程

系统中的焊接机器人采用OTC的AII-V6型六自由度弧焊机器人，并配套了专用的DM350焊接电源以及相应的送丝机构。机器人控制系统连接各个工位的操作箱，在示教器上对工位数进行登录，并分配每个工位的作业程序。通过各工位操作箱的起动按钮的启动和预约功能，实现多工位自动轮换焊接。

机器人通过通讯线与焊接电源连接，焊接参数可在机器人控制系统中进行调节配置。在机器人程序中可以设置不同焊缝的焊接电流、焊接电压和焊接速度，还可以设置一些微调参数，如提前送气时间、滞后关气时间、回烧时间等，以达到理想的焊接效果。机器人控制系统可根据设置的焊接电流和焊接速度自动计算调整送丝速度，保证焊接的稳定性。

工件焊缝的焊接过程包括起弧阶段、焊接阶段和收弧阶段。在机器人编程中，需要设置起弧阶段和收弧阶段的电流电压等参数。通过反复的试验验证，对于面朝上的焊缝，起弧阶段焊接电流100A，焊接电压19V，焊接速度30cm/min，收弧阶段焊接电流90A，焊接电压19V，回烧时间0.3秒；对于面朝下的焊缝，起弧阶段焊接电流120A，焊接电压19V，焊接速度30cm/min，收弧阶段焊接电流100A，焊接电压19V，回烧时间0.3秒。此外，对于点状焊缝，焊接过程中保持焊枪1s不动。

在示教焊枪焊接运动轨迹过程中，调节焊接干伸长约为8mm，使用焊枪向焊接行进相反方向倾斜0°～10°的“推进”焊接法[3]，可使气体保护效果较好。

4 结语

目前该系统已在某微型汽车座椅焊装车间投入使用，运行效果良好。系统焊接速度远远高于手工速度，大大降低劳动成本，生产效率提高了50%以上。系统焊接的焊缝光洁度好，每条焊缝都有很高的一致性，保证了座椅的焊接质量，满足主机厂座椅安装的要求。

基于工业机器人的汽车座椅骨架自动焊接系统柔性化程度高，当需要对产品进行更新升级时，只需设计相应工装夹具并更改调用相应的机器人程序就可以做到产品更新。可缩短产品改型换代的周期，及减少相应的设备投资。

【参考文献】

[1]程世玉，杜华，张余强.焊接机器人系统在汽车底盘焊接中的应用[C].上海：2003汽车焊接国际论坛，2003.

自动焊接机篇10

一、手工下向焊接技术的应用与发展

1.全纤维素型下向焊接技术

全纤维素型下向焊接对焊机的主要要求是：

（1）具有陡降外特性，静特性曲线A段适当提高。

（2）外拖推力电流起作用时其数值要足够大。

（3）适当提高静特性曲线外拖拐点，以达到小滴过度。

该工艺的关键在于根焊时要求单面焊双面成形；仰焊位置时防止熔滴在重力作用下出现背面凹陷及铁水粘连焊条。我国早期的下向焊均是纤维素型。

2.混合型下向焊接技术

混合型下向焊接是指在长输管道的现场组焊时，采用纤维素型焊条根焊、热焊，低氢型焊条填充焊、盖面焊的手工下向焊接技术。主要用于焊接钢管材质级别较高的管道。陕京管道是我国第一条采用下向焊工艺和进口钢管及焊材建成的长距离管道。

3.复合型下焊接技术

复合型下向焊是指根焊及热焊采用下向焊接方法，填充焊及盖面焊采用向上焊接方法的焊接工艺。其主要应用于焊接壁厚较大的管道。

与传统的向上焊相比，由于下向焊热输入低，熔深较浅，焊肉较薄，随着钢管壁厚的增加焊道层数也迅速增加，焊接时间和劳动强度随之加大，单纯的下向焊难以发挥其焊接速度快、效率高的特点。手工电弧焊不同壁厚钢管焊接层次及道数有所不同。而根焊、热焊采用向下焊，填充焊与盖面焊采用向上焊的复合下向焊技术则可发挥两种焊接方法的优势，达到优质高效的效果。在半自动气体保护下向焊接技术应用于管道建设之前，大壁厚管道多采用复合型下向焊接技术。

二、半自动下向焊接技术的应用与发展

1.药芯焊丝自保护半自动焊技术

药芯焊丝适用于各种位置的焊接，其连续性适于自动化过程生产。

该工艺的主要优点：

（1）质量好。焊接缺陷通常产生于焊接接头处。同等管径的钢管手工下向焊接接头数比半自动焊接接头数多，采用半自动焊降低了缺陷的产生机率。通常应用的NR204、NR207焊丝属低氢金属，而传统的手工焊多采用纤维素焊条。由此可知，半自动焊可降低焊缝中的氢含量。同时，半自动焊输人线能量高，可降低焊缝冷却速度，有助于氢的溢出及减少和防止出现冷裂纹。

（2）效率高。药芯焊丝把断续的焊接过程变为连续的生产方式。半自动焊溶敷量大，比手工焊道少，溶化速度比纤维素手工下向焊提高警惕15%～20%。焊渣薄，脱渣容易，减少了层间清渣时间。

（3）综合成本低。半自动焊接设备具有通用性，可用于半自动焊，也可用于手弧焊或其他焊接法的焊接。以焊接厚度为8.7mm钢管为例：手工焊至少需3组焊工完成，半自动焊只需2组焊工，至少可减少2名焊工，也相应减少了焊机数量和等辅助工装数量。同时，药芯焊丝有效利用率高，焊接坡口小，即节省填充金属使用量，又提高了焊接速度，综合成本只及手弧焊的一半。

2.CO2活性气体保护半自动下向焊接技术

CO2气体保护焊是一种廉价，高效的焊接方法。传统的短路过度CO2焊接不能从根本上解决焊接飞溅大，控制熔深与成型的矛盾。采用波形控制技术的STT型CO2半自动焊机，保证了焊接过程稳定，焊缝成形美观，干伸长度变化影响小，显著降低了飞溅，减轻了焊工劳动强度。

STT型CO2半自动焊时，焊机处于短路过渡方式，电源在一个过渡周期内，根据不同电弧电压值，输出不同的焊接电流。STT型CO2半自动焊以其优异的性能拓宽了CO2半自动焊在长输管道施工中的应用领域。

STT型CO2半自动焊与药芯焊丝自保护半自动焊是目前国内常用的半自动下向焊接方法，展示了在管道焊接领域良好的应用前景。

三、全自动气体保护下向焊接技术

管道全自动气保护下向焊接技术使用可熔化的焊丝与主要焊金属之间的电弧为热焊来溶化焊丝和钢管，在焊接时向焊接区域输送保护气体以隔离空气的有害作用，通过连续送丝完成焊接。由于熔化极气保护焊时焊接区的保护简单，焊接区域易于观察，生产效率高，焊接工艺相对简单，便于控制，容易实现全位置焊接。

该工艺可实现全位置多机头同时工作，打底焊可从管内部焊接，也可从管外部焊接。打底焊可采用向上焊以防止熔透不够成烧穿，易于单面焊双面成型。焊接参数的调节一般在控制台或控制面板上，主要调节参数有：电压、送丝速度、每个焊头移动速度、摆动频率、摆动宽度及摆延迟时间。应当注意的是，因每条焊道焊接参数不同，整个焊缝的焊接参数应根据管材规格及现场条件，通过焊接试验合格后方可应用于生产。

管道全自动气保护焊技术以其焊接质量高，焊接速度快等优点，在国外已经普及，而国内则处于推广阶段，我国自行研制的全自动气体保护焊设备已在郑州一义马煤气管道工程中得到应用。全自动气体保护下向焊接技术是我国长输管道下向焊接技术发展的方向。

四、下向焊接技术对工装、设备及环境的要求

下向焊接技术的发展与进步依赖于焊机、对口器、送丝机构、行走机构等装备的技术成熟程度和焊材工艺性能的稳定性。长输管道工程各种下向焊接技术的应用主要有以下两个因素：

（1）工程环境条件：

在一些环境恶劣的地区，限制了先进的焊接技术的应用。比如一些水网地带，因空气湿度大，对焊材的烘干、保管、使用要求严格，现场焊接多采用纤维素焊条手弧焊，原因是纤维素焊条比低氢型焊条在同等条件下气孔产生的倾向小。另一方面，水网地带施工现场，自动、半自动焊接设备运用困难较大而手工焊由于焊钳小，操作灵活简便，在满足焊缝力学性能的前提下，可根据现场条件选择可行的焊接方法。

（2）工装设备的技术状况：

先进的自动、半自动焊接设备会大幅度提高焊接效率，尽管更新装备需投人大量资金，在长输管道建设高峰期时代，其市场回报率是可观的。只有拥有技术，方可拥有市场。