摘要：自动化焊接技术是科学技术不断进步的产物，能提升产品的质量和产量。在现代社会发展过程中，国家自动化程度成为衡量国家经济发展的关键性指标，在自动化焊接技术的具体应用当中，我们需要了解技术要求，对自动化焊接技术进行不断的改进和创新。
关键词：自动化；焊接技术；发展
1自动化焊接技术的优势
1.1产品质量稳定，生产效率高
自动化焊接设备，将工件放置在固定的胎具上，整个焊接过程都将按照程式化依次进行，不需要中场休息，也没有员工危险，制作出的工件有极高的一致性，以此来看，它提高的生产效率非常显著。并且在自动焊接设备中应用到数控电源，这样可以使焊机的电源输出更加稳定，制作过程中也更加精确。再利用长此以往大量的实践累积出来的焊接参数，可以准确控制自动化机械设备等相关热量输入，让机器输出的工件满足企业规范要求的质量，并一直保持稳定输出。将自动化焊接设备运用到工程机械制造中，不但能制造质量稳定的产品，同时也能大大提高生产效率，减少不必要的时间浪费，把人工和时间用到更有用的地方去。
1.2可节省资源，技术水平高
在机械工程制造中，有很多制造过程需要加工精密的零件，一些较薄的材料或者较小的尺寸，这些要求往往都需要自动化焊接技术来支持，因为传统的焊接技术和传统的焊接设备无法满足产品对工件精度的要求，只有通过机械自动化焊接技术，才能保证材料及构件的质量。并且，若是利用人工加工这些精密零件，如果出现偏差，那么便会前功尽弃，浪费很多有用资源，所以在加工这些精密零件时，就更需要自动化机械来进行焊接。自动化焊接技术通过计算机的程式写入，可以精准的达到需求，满足企业对其的要求并且保证焊接的质量，它更精准，更稳固，技术水平更高，并且大大节省了资源，提高了生产效率。
1.3降低工人劳动强度，改善工作环境
在进行焊接时，应用自动焊接技术可以有效将焊接过程中产生的烟雾、闪光阻隔在相应的隔离罩之内，减少了对人员身心的损害，降低了危险发生的概率。应用自动化焊接技术，在一定程度上改善了员工的工作环境，减少了员工的工作压力，它更有利于工作人员在进行焊接时变换相应的焊接动作，减少员工消耗体力，降低员工的劳动强度，同时提高了焊接的工作效率。企业通过对自动焊接技术的合理应用，可以在各个层面上提高工件产量，焊接工作在自动化机械运作中效率呈直线性升高，有效地控制人力成本，企业从而获得了更大的利益。
2自动化焊接技术的应用
2.1自动化焊接技术在汽车制造中的应用
2.1.1运动形式
在车身焊接过程中，自动焊钳不仅可以用来完成单点焊接，也能够用以完成两个及数个焊点的焊接工作。根据自动焊钳与装焊台基座之间相对的运动方式，可将其划分为固定式、旋转式、移动式等几种方式。
在设计过程中，工作者可以根据工件的数量及其理论位置来确定自动焊钳电极的闭合位置，此外工作者需要注意自动焊钳的电极加压力方向一定要保持垂直于焊接处的工件型面。在电极张开的情况下即自动焊钳处于未工作状态时，必须要保证能够轻松取出并落下工件，这和焊接夹具类似。一些情况下，自动焊钳无需完成任何动作就可以符合这一要求，比如说工作者可以利用固定支架把自动焊钳固定在装焊台的基座上就能够达到这一要求。然而在日常工作中，为了减少自动焊钳对工件的干涉，就必须对自动焊钳进行旋转、移动等方式来达到这一目的。
2.1.2自动焊接系统
自动焊钳、焊接变压器、时间调节器、二次回路等是自动焊接系统的必要组件。其中焊接变压器所具有的整流器可以为自动焊钳提供焊接需要使用的电源，但是一台焊接变压器不能够同时给多个自动焊钳提供电源。时间调节器是用来控制焊接时间的，其主要通过控制焊接电流的频率来进行焊接时间的控制。二次回路分为二次电缆及铜电极两个部分，铜电极的正负极之间是绝缘的，其与焊接变压器相连，而二次电缆是数层叠加的铜带形成的，能够跟随自动焊钳的移动而来回移动，这样二次回路就可以实现自动焊钳和焊接变压器之间的连接，从而组成焊接的电流回路。
2.1.3控制系统
自动焊钳的控制系统主要有电控和气控两个重要部分组成。其中电控包括PLC程序控制器与焊接控制箱两部分，首先由PLC程序控制器来完成检测信号的接受，然后与焊接控制箱进行信息连接，再利用相应的程序来控制气动系统的电磁阀。而电磁阀则可以通过控制气缸内空气的流向来完成对加压气缸和驱动气缸的控制。此外，开关可以检测自动焊钳的运动轨迹及动作状态，并将信息发送给PLC程序控制器，由PLC来操控电磁阀的转换，从而控制焊钳的动作顺序，完成自动化焊接的整个过程并不断循环。
2.1.4自动化在汽车焊接机器人领域中的应用
自动化在汽车焊接机器人领域中的应用主要是运用专业的系统控制器，利用智能传感装置来对焊接过程进行动态控制。根据传感信息来实施控制与跟踪不同的繁琐工作情况，从而对汽车焊接过程中各个环节进行有效把控，保证能够准确完成各个环节，而且能够对焊接动态过程进行实时控制。第一，在对焊接工艺参数进行选择时，其通常包括焊接电流、焊接电压以及气体流量等内容。在生产与加工汽车零部件环节实施自动焊接，需要事先设定其所有工艺参数，具体控制参数仅有焊接电流与电弧电压。而主要是通过人工的方式来逐步调整气体流量方面的参数。气体部分工艺参数则根据具体工艺要求来自动生成。第二，在开发焊接机器人过程中，主要是基于工业机器人的基础上进行，应用焊接机器人其不仅性能稳定，提高焊接质量而且还能够提升工作人员劳动条件。其中，焊接机器人的核心 -- 工作站主要是由机器人的主要组成系统与外围设备结合而成，其中机器人系统主要包括机器人本体、控制器、焊机系统以及示教构成，外围设备主要是由焊接工作台、上下料装置以及外围接口构成。第三，焊接夹具设计在汽车生产中利用机器人来开展焊接工装夹具不但能够有效地保证工件定位的紧固及其焊接位置准确，并且更重要一点在于完成产品质量完全符合要求。目前汽车焊接机器人的焊接夹具使用上通常是采取工作站模式，并通过“从站模块”这一主线来构建后台与焊接现成的远程控制。而在焊接夹具设计上除了采取标准化与模块化之外，覆盖各个控制站的触摸屏也被应用到人机交互上。另外，显示屏中有各种参数以及实时显示功能，并且也可以较好地对参数进行设置。从研究来看，汽车焊接机器人环节中焊接夹具发挥着十分巨大的作用，因而这就需要我们在设计自动化焊接夹具过程中除了需要充分结合汽车生产实际情况以外，现场工作人员劳动强度也要纳入系统考量。同时为了确保焊接质量以及工作安全还需要增加防错功能。
2.2浅析自动化焊接在我国工程机械制造业中具体应用
2.2.1在我国发展的总体应用趋势
近年来，自动化焊接设备在我国工程机械制造业的总体应用中呈现迅猛发展的趋势，因其类型与种类的较大变动，自动化焊接技术也随之进行不断的发展完善。传统的焊接技术正不断的进行淘汰，逐步往智能化的领域里迈进。其中发生较大变动的主要是工程机械领域与电力智能化领域。工程机械领域最主要的创新成果为只能焊接机器人的研发，而电力智能化领域主要的创新成果为机器人电力装置的调整。从这两方面取得的成就来看都体现着我国当前生产质量有了显著的提高，这对于企业提升自身形象发挥着积极地作用，同时为促进当前我国工程机械行业奠定良好的发展前景。
2.2.2工程机械领域
首先，工程机械领域最主要的创新是焊接机器人的研发，运用了数字化运行的模式，弱化机器人在以往印象中坚硬冰冷的特点，更多的融入较为柔性的特点，导致生产成本的进一步提高，但也在一定程度实现焊接质量的优化，以及精准度的全面提升。但值得注意的一点是，由于数字化焊接机器人生产成本较高，因而制造的总量较少，需要定期的进行维护与更新。
2.2.3电力智能化领域
在电力智能化领域里最主要的创新成果是机器人电力装置的调整。考虑到焊接系统整体控制能力较强，在实际应用过程中传感器应与电子线路进行协调的进行安装。此外自动化焊接机器人的电力装置也应根据其智能化水平的要求，进行传感器的高级调试，充分利用人机交互的模式充分的进行调试，进而将智能化的作用发挥到最大程度。
2.3自动化焊接技术在港机中的应用
2.3.1侧吸式角焊小车
侧吸式角焊小车是应用十分广泛的一种自动化焊接技术，主要用于轨道的支腿以及大梁处的外角焊接作业，其工作强度较低，焊接效率高且焊接后成形外观十分美观。表1为某重型装备制造有限公司在常规轨道吊支
表1手工焊接和侧吸式角焊小车工效度对比
腿采用侧吸式角焊小车以及手工焊接费用上的对比情况，该支腿长度为19m，存在4条外主焊缝。由表1可知，侧吸式角焊小车较之手工焊接方式在焊接总费用以及焊接人工上都可以实现大幅度降低，在焊接作用的总费用上降低了54%，焊接人工减少40%，打磨人工减少83%，值得推广使用。
2.3.2平吸角焊小车
平吸角焊小车也是目前在南通振华重型装备制造有限公司轨道吊箱梁焊接中应用十分广泛的一种自动化焊接技术。单面连续焊接作为一种自动化焊接技术，较之传统的人工操作的纵向间断焊接技术，其优势主要集中在5个方面：（1）单面连续焊接基于自动角焊小车完成焊接作业，对焊接操作的人工需求较低；（2）单面连续焊接中使用的自动焊接小车十分轻便，体积小，操作便捷，在现场操作中可以很好地适应现场作业，较之传统手工焊接的方式，在焊接效率和质量上都有很大的提升；（3）焊接作业很大部分都是依托于自动角焊小车完成，因此，对操作人员的技术要求很低，只需要通过较短的培训便可以操作自动角焊小车，在人工成本上可以大大降低；（4）焊接操作连续完成，因此，焊接完成后的外形十分美观，无须再进行大量的打磨操作，节约打磨成本，同时提升焊接效率；（5）避免了人工操作可能存在的失误情况，因此，焊接质量更有保障。较之传统的手工焊接方式，采用自动化单面连续焊接方式对同等长度的焊缝进行焊接时，在焊接总费用上减少了42%，在焊接人工上降低了17%，同时实现了焊材的节省，起到了焊接成本降低，焊接效率提升的效果。
2.4焊接机器人的应用
2.4具体应用
随着现代工业技术的开拓性发展，焊接技术作为机械制造业中的第三大加工作业技术，其重要性仅次于切削加工和装配加工，所以焊接技术发展也得到很大的重视。相关数据表明，工业产品的制造中需要焊接的量占到一个国家钢材全部生产消耗量的一半左右，焊接机器人在工业生产中的地位尤其重要。焊接机器人在企业中的占有率已经成衡量一个国家焊接自动化水平的重要参考指标。目前在汽车、船舶、铁路、建筑机械、兵器等行业中工业机器人应用尤其广泛，对提高产品质量、降低生产成本都起到了不可估量的作用。根据联合国欧洲经济委员会（UNCEC）和国际机器人联合会（IFR）统计，从上个世纪中期以后，从机器人的出现到形成产业只用了很短的时间，并且增长势头直到现在仍未减小。进入二十世纪末期，机器人的年销售量平均保持两位数的增长率，据相关统计数据截止2000年全世界有近一百万台各类工业机器人被用于各个工业制造领域，其中百分之四十在日本、百分之二十在欧洲、百分之十在美洲、剩余的部分在其余国家。截至2004年底全世界在服役的工业机器人就猛增到有110万台左右，增速非常快。据相关媒体公开报道一些国外军工企业都是应用弧焊机器人来完成坦克和装甲车的自动焊接工作，尤其是装甲车的车身焊接还有坦克炮塔的焊接在德国、美国、英国等都已广泛采用弧焊机器人进行气保护焊接。美国某坦克厂设计出能同时应用四个机器人来协调焊接的工作站，该工作站用于完成坦克车体和炮塔的相关自动化焊接工作，根据实际应用反馈来看机器人焊接技术有效的提高了生产质量、生产效率。
2.4.2焊接机器人的发展趋势
由于工业机器人技术的广泛应用反过来又促进了技术的进一步发展。在第一代工业机器人还在广泛应用的同时，因技术的更新第二代已经开始进行推广，并迅速取代第一代成为了主流安装机型。但是科技的进步是不会止步的，随着人类要求的提高、技术的不断进步，机器人现在已经朝着智能化方向发展并占据了一定的市场份额。巨大的市场需求推动着工业机器人技术的不断进步、创新，其以后着重发展的领域与技术特点体现在以下几个方面：首先第一种以关节型为设计主流，尤其是上世纪八十年代设计的关节型机器人有百分之三十应用于装配作业领域；后期开发的垂直关节机器人由于其可以在较小空间进行快节奏的运动并能够实现360°空间范围作业等特点被大量应用于部件焊接和上下料；专门为炼钢、炼铁、锻造等行业开发的超大型机器人发展也尤为迅速。然后随着现代通讯技术在控制技术中的应用，控制系统可以通过系统工作站同时控制多台机器人来完美实现智能协调工作，因此能同时具有工业计算机的开放性和现场网络通讯功能的技术将逐渐成为新的发展趋势。其次在驱动技术方面，二十世纪80年代发展起来的交流伺服驱动已成为主流驱动技术并广泛用于工业机器人中。据统计在日本的机器人制造公司于2000年生产的机器人产品中有百分之九十都采用交流伺服驱动，只有百分之十还是应用直流驱动，而且这些驱动一般都应用在装配机器人系统中。再其次智能化传感器的广泛应用也促进了智能机器人的发展。据统计发达国家生产的机器人有一半都装有视觉传感器，其中有的机器人装了不止一种传感器，而且预留了多种传感器外接接口，以备不时之需。最后随着控制技术的高速发展，机器人的运动合成速度越来越快。现阶段应用的装配机器人最大合成速度已经达到17m/s；高精度的工业机器人的位置重复精度可以达到惊人的正负0.01mm；专用的直角坐标搬运机器人，其最大运动速度达80m/s；而另一种并联机构的NC机器人，其位置重复定位精度甚至可达一微米。
3自动化焊接技术未来发展趋势
结合机械制造中自动化焊接技术的有效应用，其在具体操作中确实表现出了较为理想的作用价值，也成了未来发展的重要趋势。在未来自动化焊接技术的创新发展中，需要首先把握好对于焊缝质量的进一步提升，能够更好地确保焊缝能够体现出较强的精确度控制效果，对于相关标准和规范进一步契合，优化焊接操作水平。此外，未来自动化焊接技术的发展创新还需要注重对于智能化技术的灵活运用，能够确保相应智能化技术的应用能够较好地作用于自动化焊接技术的控制模块，更好地提升其相关指令的准确度，避免在控制中出现较多的偏差问题，能够针对焊接的具体走向进行实时调整控制，最大程度地提升焊接水平。计算机集成制造系统中的CIMS技术同样也是未来自动化焊接技术发展的重要方向。
4结语
自动化焊接技术的实际应用优势明显，考虑到项目的实际应用类型可知，在操作阶段，要明确智能化应用优势。自动化焊接管理具备发展潜力，发展方向和目前经济形式相互对应，在整个管理阶段需要了解理念要求，促进整体进步。只有做好技术分析工作，才能保证技术落实到位。
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论文作者:王欣
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
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