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焊接機械手對制冷行業(yè)的應(yīng)用論文
摘要：隨著我國制造業(yè)的深化發(fā)展，傳統(tǒng)制造技術(shù)及相關(guān)設(shè)備已經(jīng)無法適用于現(xiàn)代化制造業(yè)當中。目前，以焊接機械手為主的自動化技術(shù)設(shè)備儼然成為汽車及汽車零部件制造業(yè)的首要技術(shù)，應(yīng)用效果良好。然而，從整體角度上來看，焊接機械手并未得到普及應(yīng)用，如在制冷行業(yè)及其它行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍較小。為進一步促進制冷行業(yè)的發(fā)展進程，建議相關(guān)人員應(yīng)該積極將焊接機械手引入到制冷壓力容器領(lǐng)域當中，以期確保焊接質(zhì)量與效率雙重提高。
關(guān)鍵詞：焊接機械手；制冷行業(yè)；自動化；焊接質(zhì)量；焊接線能量
1關(guān)于制冷壓力容器焊接要求的相關(guān)分析
制冷壓力容器主要是指以液化氣體為制冷劑原料，設(shè)計壓力一般為低中壓、設(shè)計溫度為低溫狀態(tài)（比如有一些工作溫度在-40℃以下）的制冷裝置。一般來說，制冷壓力容器制造工序基本同其他壓力容器一樣，他的特點是低溫工作狀態(tài)，多數(shù)選用低溫材料。也就是說，除了滿足常規(guī)壓力容器的要求之外，必須獲得滿足低溫沖擊的使用性能，為了滿足低溫沖擊，必須獲得細晶粒的焊縫組織，在低溫壓力容器生產(chǎn)中，如何獲得上述組織？是靠焊接線能量輸入小而均衡來獲取的，既是焊接電流，焊接電壓，焊接速度合理搭配，根據(jù)公式U*I/V的值來決定的。即在實際焊接過程中，技術(shù)人員必須嚴格確保焊縫表面不得出現(xiàn)明顯裂紋、氣孔或者飛濺物等缺陷問題[1]，同時控制焊接輸入線能量，確保焊縫組織在低溫狀況下正常使用。且在壓力容器組裝過程中，技術(shù)人員往往需要針對容器的不同部位，利用合理的手段進行有效焊接。介于焊接類型眾多的影響，焊接生產(chǎn)過程中往往會頻繁使用自動化焊接設(shè)備。然而，如何提高焊接設(shè)備的自動化水平、智能化水平，儼然成為制冷行業(yè)的首要難題。且提高焊接質(zhì)量、改善工作環(huán)境也成為焊接技術(shù)人員的主要要求。
2焊接機械手的基本概述
2.1基本含義
所謂的焊接機械手又可以被稱為焊接機器人。一般多指6軸機器人本體，意味著存在6個維度。焊接機械手在正式應(yīng)用的過程中，往往可以沿著既定的曲線進行運動，即沿著三維曲線進行運動，直到到達技術(shù)人員規(guī)定的位置為止。與此同時，焊接機械手在組成方面，多以控制系統(tǒng)與焊接系統(tǒng)為主，其中焊接系統(tǒng)包含的內(nèi)容眾多，如焊接電源、焊槍、焊接軟件系統(tǒng)等。必要時，為完成一項點焊機器人工程，技術(shù)人員還需要借助周邊設(shè)備進行操作，目的在于進一步提升焊接機械手的工作效率[2]。
2.2基本組成結(jié)構(gòu)
自動焊接機械手設(shè)備主要是以整機結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)、焊槍位置控制等組成結(jié)構(gòu)為主。其中，整機結(jié)構(gòu)主要是由焊接機頭、行走環(huán)形導(dǎo)軌以及相關(guān)控制系統(tǒng)組合而成的結(jié)構(gòu)體系。在實際應(yīng)用過程中，主要起到控制整體的作用[3]。控制系統(tǒng)主要是指利于微型計算機技術(shù)和相關(guān)控制技術(shù)組合而成的控制系統(tǒng)，利用各模板互相獨立運行且相互協(xié)作的特點，完成對焊接機械手的操作工作。焊槍位置控制主要利用焊槍位置信號、機械電弧擺動模板等系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，確保焊槍位置得以有效控制。需要注意的是，在實行全方位自動焊接的過程中，技術(shù)人員需要根據(jù)焊接機頭的應(yīng)用情況，對焊槍位置進行合理調(diào)整，以期確保最終的焊接效果。
2.3基本應(yīng)用優(yōu)勢
焊接機械手在正式工作過程中，操作方式比較類似人類的手，主要用來焊接鋼鐵類的產(chǎn)品。與傳統(tǒng)人工操作相比，焊接機械手往往多具備操作精確高、焊接質(zhì)量強、焊接工藝參數(shù)容易控制的應(yīng)用優(yōu)勢。以下是本人結(jié)合實踐經(jīng)驗，總結(jié)與歸納焊接機械手的基本應(yīng)用優(yōu)勢，以供參考。首先，焊接機械手多具備工作效果穩(wěn)定、焊接質(zhì)量較高，且焊接均勻性效果較強的優(yōu)勢，使用焊接機械手更能控制焊接線能量（智能化控制焊接電流，焊接電壓，焊接速度），最大程度削弱了了人為因素，可以達到焊接工藝評定同產(chǎn)品施焊工藝一致性。其次，焊接機械手主要結(jié)合自動化技術(shù)與智能技術(shù)，能夠替代人工操作方式，解決以往人工效果不佳的問題。與此同時，焊接機械手能夠大幅度地提升勞動生產(chǎn)率。最重要的是，焊接機械手可以有效實現(xiàn)24h不間斷生產(chǎn)要求[4]。再次，焊接機械手大體上可以有效改善以往人工環(huán)境不佳的問題，進一步改善工人勞動條件，且可以應(yīng)對各種有害環(huán)境的干擾，規(guī)避以往焊接質(zhì)量不高的問題。最后，通過利用焊接機械手可以有效縮短產(chǎn)品的準備周期與生產(chǎn)周期，降低投資成本，且在某種程度上可以實現(xiàn)小批量產(chǎn)品的焊接需求與自動化焊接需求。
3焊接機械手在制冷行業(yè)中的實際應(yīng)用
介于焊接機械手的應(yīng)用特點與相關(guān)優(yōu)勢，多數(shù)技術(shù)人員選擇將焊接機械手應(yīng)用于制冷行業(yè)的制冷壓力容器當中。一般來說，焊接機械手焊接制冷壓力容器，往往可以達到優(yōu)化焊接參數(shù)的目的，并且利用焊接機械手的焊縫跟蹤功能，可以進一步改善以往焊縫外觀裂紋、氣孔或者飛濺物等缺陷問題，同時控制焊接輸入線能量，確保焊縫組織在低溫狀況下正常使用。具體如下：
3.1進一步加強壓力容器的安全程度
焊接機械手在實際應(yīng)用過程中，可以進一步實現(xiàn)弧焊、點焊、切割作業(yè)等操作要求，往往能夠促進產(chǎn)品的標準化與通用化水平。一般來說，利用焊接機械人工藝參數(shù)所焊的試件多可以達到工藝評定標準，而且在產(chǎn)品實際運用中，焊接參數(shù)可以控制到同焊接工藝評定一致。最重要的是，生產(chǎn)出的壓力容器能夠進一步符合安全技術(shù)規(guī)范要求，充分解決以往壓力容器安全程度不高的問題。結(jié)合實踐經(jīng)驗來看，將焊接機械手應(yīng)用于制冷壓力容器中，基本上可以加強壓力容器的內(nèi)部承壓以及抗低溫環(huán)境效果，提升應(yīng)用安全程度[5]。且壓力容器是厚板，焊接有坡口，機器人往往多以“視覺對照系統(tǒng)（目的是跟蹤定位，精準尋找坡口）+弧壓跟蹤系統(tǒng)（利用電弧電壓的反饋，自動調(diào)整調(diào)整機頭高低位置，確保電弧長度不變，從而保證焊接參數(shù)穩(wěn)定）”為主，能夠100%控制焊接線能量輸入，能夠有效提升壓力容器的安全程度。
3.2解決以往人工焊接質(zhì)量不佳問題
結(jié)合以往實踐經(jīng)驗來看，焊接工人在日常生產(chǎn)過程中，往往面臨著較多工作量。長時間的工作難以達到預(yù)期的工作效果，多會出現(xiàn)焊接質(zhì)量不佳的問題，比較影響制冷容器的焊接質(zhì)量。針對于此，技術(shù)人員選擇應(yīng)用高精準度控制焊接線能量的焊接方式，主要是將將焊接機械手投入到低溫材料的生產(chǎn)當中。結(jié)合作業(yè)效果來看，焊接機械手相當于承擔(dān)5個焊接工作者的工作量，大幅度地降低了工作人員的工作強度。最重要的是，焊接外觀質(zhì)量和金屬組織明顯比人工焊接強得多，能夠降低后續(xù)維護成本，有效提升了焊接生產(chǎn)效率。由此可以看出，將焊接機械手應(yīng)用于制冷容器生產(chǎn)當中，具有重要的意義。
3.3實現(xiàn)焊接自動化控制要求
焊縫跟蹤作為焊接機械手的重要技術(shù)內(nèi)容，屬于焊接自動化控制系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分。利用焊縫跟蹤技術(shù)基本上可以進一步實現(xiàn)焊接自動化生產(chǎn)效率，能夠加強壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量。一般來說，傳統(tǒng)焊接技術(shù)在實際應(yīng)用過程中，難免會出現(xiàn)明顯的焊縫問題，長期以往，不利于壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量[6]。而通過應(yīng)用焊縫跟蹤技術(shù)，技術(shù)人員可以第一時間查找到存在焊縫問題的位置，并利用切實可行的措施提高壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量。最重要的是，通過實現(xiàn)焊接自動化控制要求，技術(shù)人員可以有效規(guī)避以往焊接質(zhì)量不達標的問題，利于生產(chǎn)質(zhì)量的進一步提高。
4結(jié)論
總而言之，采用焊接機械手焊接制冷壓力容器基本上可以達到優(yōu)化焊接質(zhì)量與焊接效率的效果。在實際應(yīng)用過程中，技術(shù)人員可以根據(jù)不同工件及焊縫接頭，選擇合理的焊接參數(shù)。并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合設(shè)備自帶焊縫跟蹤功能，大體上可以改善以往焊接效率不高或者質(zhì)量不達標的問題。且隨著我國焊接機械手應(yīng)用力度的不斷加強，勢必會在制冷行業(yè)得到普及應(yīng)用，達到預(yù)期的焊接效果，讓我們拭目以待！
參考文獻：
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