台州市兴华钢结构有限公司
摘要：目前工程机械产品制造在我国也得到了非常良好的发展，而且在进行工程机械制造过程中采用的技术手段也非常多。这些技术手段的联合使用能够有效提升机械产品自身质量，对工程机械产品制造发展起到非常重要的作用。在对我国工程机械产品制造进行深入研究中清楚发现柔性制造系统在整个工程机械产品制造中有非常广泛的应用，因此这就需要对这项技术进行全面研究，使得这项系统技术在我国机械制造中的应用范围有一定提升。
关键词：工程机械；结构件；柔性制造；焊接
工程机械产品制造对我国机械行业的发展起到非常重要的作用。对于这个过程中制造出来的产品大多数是应用于机械设备自身。而且在对机械产品制造过程进行散入研究，还清楚了解到这项工程涉及的步骤非常多，因此在施工中需要对这些步骤的施工有一个全面掌握，并做到每个环节之间的衔接，这样对提升产品自身质量起到不可忽视的作用。但是在现在社会不断发展过程，传统机械产品制造业出现了一些弊端，这就需要在这个基础上对相应工程进行合理改善，这种情况就导致我国柔性制造技术的出现，促使我国机械制造行业得到更好的发展。
一、柔性制造系统
在对现在机械产品制造中使用的柔性制造系统进行深入研究，清楚发现这项技术手段是一种混合型技术手段，也就是说这种系统内部本身就涵盖多种子系统。并且在实际工程中可以通过加工对象自身需求变更相应技术，具有很好的灵活性。另外这项技术手段的实施还能从很大的角度上实现机械产品多品种和小数量制造，这样能够全面的满足社会市场需求。
在对这项技术实施过程深入研究中了解到其在进行机械产品制造过程中需要设计三个基本系统，包括信息控制系统、物料储运系统和数字加工控制系统组成，这三个子系统对整个技术手段实施过程中都起到很重要的作用。而且在这三个系统实施的时候还需要地产品自身需求有一个全面的了解，这样能够有效提升生产效率和产品自身质量。
二、焊接柔性作业系统
在对焊接柔性作业系统进行深入研究中，发现这一系统在实施的时候仅仅只依靠文字叙述是根本不够的，还需要在其中结合相应的图表，只有这样才能全面了解到这一系统实施全过程。对于焊接柔性作业系统通过图表的方式描述其自身运行效果状况详见图1。
图1 焊接柔性生产线工艺布局示意图
对整个焊接柔性系统来说，要想保证整个系统的顺利实施，就需要对其内部的各个结构有一个充分了解，这样才能保证这项设备在进行工作的时候能够发挥自身最大的作用。其中柔性组合工装在整个设备中有非常重要的作用。这项结构本身就具备完全互换性的标准元件和组合件。而且这项结构在使用的时候也非常方便，可以根据需要进行制造的机械材料模板进行有效拆卸，进行组合的时间也比较短，正是由于这项结构自身具备非常多的优点，才使得这项结构在我国机械产品制造过程中有非常广泛的应用。对这项结构的相应数据方面在进行机械产品制造的时候也要有一个全面掌握，其中相应数据详见表1。
图2 机器人本体
另外这项结构在使用过程中的拆卸也非常方便，对于尺寸向相应数据的调整也非常简单，能够对机械产品生产中的相应数据做到准确定位，全面弥补传统机械产品制造系统上存在的弊端，这种情况对提高机械产品生产效率和减少劳动人员的工作强度起到非常重要的作用。
1、位机器人作业单元
针对台车机架方盒类长、直、平行焊缝，技术人员在原有自制半自动化双丝焊设备的基础上，联合机器人厂家经过多方研讨、论证，最终确定了当时行业内首创的双工位焊接机器人工作站方案。通过应用，在不断提升公司新产品试制速度，改善山推产品质量，提高生产效率，减轻工人劳动强度等方面呈现出显著意义，目前仍为制造行业最先进的自动化接作业单元之一。
双工位焊接机器人，是采用两个工位、两个焊接机器手同时工作的设备，是并行工程的产物。焊接机器人是由机械手、控制柜、变位机、焊接设备及弧焊软件等组成的焊接生产单元。机械手是完成焊接动作的主体，一般指6轴机器人本体，见图2，它是由伺服电机带动手臂上各轴旋转实现各种动作。
控制柜配有计算机控制系统软件，它的作用一是通过伺服放大器来控制机器人本体上的伺服电机，从而实现机械手的协调运动；二是实现起始点寻位、电弧跟踪等功能。变位机的作用是安装固定工件并对工件进行精确定位，在焊接过程中能够旋转工件使焊缝达到理想焊接姿态，并且能和机械手实现联动。现在常用变位机的形式主要有L型变位机和头尾架变位机。焊接设备主要有焊接电源、焊枪、送丝装置、水冷装置及清枪剪丝装置。
考虑到：1）构件一般都是由中厚钢板拼接而成的结构件，工件在组对时难免会存在误差，焊缝的位置和宽窄一致性不高；2）在焊接过程中，先焊合的焊缝产生的变形会作用在工件上，导致后焊合的焊缝偏离组对时的位置。为了保证焊接质量，要求机器人能够在焊接时自动找正焊缝的起始位置和正确的方向，焊接中厚板的机器人系统都会带有焊接起始点寻位、焊缝跟踪和坡口宽跟踪等焊接功能。
2、机器人作业单元
焊接机器人本体：目前应用的机器人本体一般有6个可编程运动轴，各轴由配绝对编码器的交流伺服电机驱动带动每节臂绕轴旋转，具有6个自由度，能够实现复杂的动作，在第6轴的腕部装有焊枪加持装置，安装焊枪后可实现不同焊接姿态要求。各轴设有独立的抱闸释放开关；考虑到第6轴和焊枪的连接在频繁调整中有可能与工件干涉，设有防撞开关。在运动范围方面，可实现使用一个机器人本体完成所有焊缝焊接。
焊接系统：采取带封闭循环冷却系统的国际知名品牌全数字逆变CO2焊机，100%负载持续率；采取4轮驱动送丝机，适用Φ1.2，Φ1.4，Φ1.6实芯焊丝，送丝为无级调速，满足可以长时间重载持续施焊需要。
控制系统：采用先进的可视化工作界面，运行稳定，通过程序控制系统内各轴（包括本体和各外部轴）。机器人本体、移动装置及变位机具有协调联动功能，可实现比较复杂的运动，达到焊接姿态最佳的目的，其控制原理如图3所示。PLC与机器人之间采用Profibus-DP通信方式进行信号交换，实现PLC对机器人的控制；机器人与弧焊机控制器之间采用Devicenet通信方式进行数据交换，实现了机器人对弧焊机的控制及弧焊机参数的设置。当操作人员按下工件装夹完成按钮后，PLC程序自动通过电磁阀和传感器对伺服电机进行控制使变位机旋转到工件最佳施焊位置，随后依据选择的工件类型，向机器人控制器发送程序选择和工件到位信号，机器人依据信号对工件进行焊接，焊接完毕后，机器人回到原点。
图3 弧焊机器人控制原理图
三、结束语
随着现在社会市场对机械产品需求性不断增加来说，其生产过程的焊接环节质量对整个工程项目的顺利实施起到非常重要的作用。但是对于工程焊接质量提升来说仅仅只依靠传统方法是根本不够的，还需要在原有的基础上使用相应柔性制造系统，这样不仅仅能够有效缩短相应工期，还能够减少在产品制造过程的成本，对工程机械产品制造起到不可忽视的作用。
参考文献：
[1]韩小鹏.紧凑型自适应多主轴龙门框架式柔性制造系统设计[J].金属加工(冷加工).2016(10)
[2]徐斌,马珅.柔性制造系统在汽车冲压行业中的应用[J].湖南农机.2014(03)
论文作者:蒋雪红
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/12
标签：机器人论文; 柔性论文; 系统论文; 产品论文; 工件论文; 本体论文; 机械论文; 《基层建设》2016年11期论文;