自動(dòng)焊接小車(chē)在造船行業(yè)的應用

一、概述

             焊接作為一種特種作業(yè)方式，其惡劣的作業(yè)環(huán)境及較高的技能要求，導致了其從業(yè)人員一直短缺，高技能操作人員更是“一匠難求”。近年來(lái)由于受到行業(yè)發(fā)展及國內人工緊缺的大環(huán)境影響，進(jìn)一步加劇了其用工缺口，因此焊接作業(yè)的自動(dòng)化已勢在必行。作為專(zhuān)業(yè)自動(dòng)焊接設備制造商，我們認為基于焊接作業(yè)的特殊性，焊接自動(dòng)化是一個(gè)系統的技術(shù)服務(wù)工程。在設備功能模塊化的基礎上，根據用戶(hù)實(shí)際需求進(jìn)行功能模塊組合、再設計的“私人定制”服務(wù)，是今后發(fā)展的必由之路。本文以我公司在造船行業(yè)的一款典型應用案例來(lái)簡(jiǎn)單介紹公司的自動(dòng)化配套服務(wù)。

二，典型應用案倒

            1．客戶(hù)要求某船廠(chǎng)根據其實(shí)際工位要求，對我們的自動(dòng)焊接設備提出了以下要求：(1)一機多用 除可用于平、立、橫焊縫外還需滿(mǎn)足平直、帶弧度焊道工件的焊接。

          (2)便捷性設備減少接線(xiàn)、便于攜帶搬運。(3)操作簡(jiǎn)單各常用參數操作簡(jiǎn)便且帶有遙控功能，便于遠程操控。(4)效率質(zhì)量 自動(dòng)焊相較手工焊工作效率提升3倍，減少焊縫打磨過(guò)程成本消耗，焊接一次成形率顯著(zhù)提升。(5)弱化焊工技能操作人員僅需簡(jiǎn)單作業(yè)培訓及設備培訓，不需受限于I類(lèi)、II類(lèi)焊工的專(zhuān)業(yè)資格要求。(6)使用壽命整機達一年4 000h的使用壽命(易損備件除外)。(7)經(jīng)濟性整機價(jià)格成本控制在其可接受范圍內。

           2．客戶(hù)要求分析及實(shí)現

           根據客戶(hù)要求及我們對船廠(chǎng)現場(chǎng)的實(shí)地考察，作出了如下改進(jìn)：(1)一機多用要實(shí)現客戶(hù)的一機多用要求，需對設備的自重、吸附力及仿形能力作相應的設計改進(jìn)。第一，對設備行走模塊進(jìn)行了重新設計以減輕自重。①車(chē)體材料為壓鑄鋁合金，結構上采用薄壁加強肋設計，模具化生產(chǎn)，輕便耐用。⑦車(chē)體重心重新進(jìn)行了優(yōu)化布局，減少外力力矩。第二，吸附裝置采用了永磁吸附方式。①選用高性能永磁材料。②采用軟磁磁軛，使高性能磁體工作于最大磁能積工作點(diǎn)，減少吸附裝置自重的同時(shí)極大地提升設備的吸附力。第三，采用導輪結合軟、硬軌道的綜合仿形方式。使設備能很好地適應平直及帶曲率焊道的焊接。具體焊接實(shí)現如圖l一圖3所示。(2)整機4 000h的使用壽命 設備各模塊中對壽命影響最大的是焊接擺動(dòng)器，而我公司常規的擺動(dòng)功能模塊主要有：①基于有刷電動(dòng)機的焊接擺動(dòng)器。其特點(diǎn)是控制線(xiàn)路簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，但其存在控制精度低且壽命短，額定使用壽命只有2 000h，期間需更換擺動(dòng)電動(dòng)機以延長(cháng)使用壽命。②基于BLDC電動(dòng)機的焊接擺動(dòng)器。其特點(diǎn)是控制線(xiàn)路較復雜、控制精度較高、使用壽命長(cháng)(理論壽命可達10 000h以上)，但其存在無(wú)法實(shí)現運動(dòng)的絕對坐標控制。③基于伺服電動(dòng)機的焊接擺動(dòng)器。其特點(diǎn)是使用．廳命長(cháng)、控制flj度j；‘j兒¨J‘吱現運動(dòng)的絕對坐標控制，但其存在價(jià)格高昂、控制線(xiàn)路復雜的缺點(diǎn)。綜合考慮效率質(zhì)量、弱化焊工技能的要求，且本案例中不需進(jìn)行運動(dòng)的絕對坐標控制，決定選用基于B LDC電動(dòng)機的鐘擺焊接擺動(dòng)器模塊。

           (3)便捷性針對客戶(hù)提出的設備便攜要求，我們主要采取了以下兩個(gè)方面的設計改進(jìn)：第一，變更了電源設計。選用工具電池為供電電源，電源電路采用離線(xiàn)式變換器進(jìn)行恒壓補償，實(shí)現單塊電池使用一天的實(shí)際使用效果，極大地簡(jiǎn)化了設備接線(xiàn)及設備對外接電源的依賴(lài)。第二，選用帶分離式線(xiàn)控端口焊槍。焊槍線(xiàn)控端口直接與控制相連，簡(jiǎn)化了焊接控制回路接線(xiàn)。上述措施的采用實(shí)現了設備不需任何額外接線(xiàn)即可實(shí)現與焊接砹箭的聯(lián)合f1：、憶(4)操作簡(jiǎn)單 由于客戶(hù)焊接作業(yè)過(guò)程中需對擺動(dòng)停留時(shí)間、起弧時(shí)間、擺動(dòng)速度、擺動(dòng)角度、行走速度及擺動(dòng)中心進(jìn)行單獨調節，所以在我公司五參數控制盒模塊的硬件基礎上重新進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，實(shí)現了上述參數的調節功能分離。通過(guò)上述措施，適用于該船廠(chǎng)使用現場(chǎng)的設備便整合設計完成。方案設計完成后，我們與船廠(chǎng)共同進(jìn)行設備調試及必要的二次優(yōu)化并取得了良好的實(shí)際使用，得到了客戶(hù)的肯定。考慮到該設備的行業(yè)通用性，在取得客戶(hù)同意的前提下我們將該設備定型為HCD500—6(見(jiàn)圖4)。在第十九屆北京·埃森焊接與切割展覽會(huì )上，該設備吸引了眾多觀(guān)眾與我公司技術(shù)人員進(jìn)行交流探討。

三、結語(yǔ)

           作為專(zhuān)業(yè)的自動(dòng)焊接設備服務(wù)配套商，我們認為工業(yè)化的焊接功能模塊制造加上“因件制宜”的專(zhuān)業(yè)整合設計，才能更好地服務(wù)客戶(hù)。為更好地服務(wù)于焊接市場(chǎng)，我們將定期展示公司的最新研發(fā)成果，希望能為中國焊接自動(dòng)化發(fā)展作出自己的一份貢獻，以此共勉!

來(lái)源：designofka.com