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浅谈机电一体化在焊接生产中的应用
摘 要:近年来,机电一体化技术飞速发展,在各行各业得到了广泛应用。通过机电一体化技术在制造业的应用,推动了生产系统向自动化、智能化发展,实现了传统产业的改造升级。焊接是制造业最重要的工艺化的特点,解决了传统模式下机械制造技术所带来的生产问题,在一定程度上提高了机械的使用效率。另外,机电一体化技术通过其自身的性能即自动化以及监测的功能,可以及时地发现,机械工程中所存在的故障問题,一些轻度故障,其能够采取自动化的措施进行处理,而在严重故障问题时,机电一体化的内部系统则会作出预警反应,使工作人员能够及时维修,所以有助于机械的调试与养护。
3 机电一体化在焊接生产中的应用
焊接机器人
焊接机器人是机电一体化在焊接生产中的一个典型应用,是完成现代化焊接作业的重要机电产品,也是很多现代化生产系统的重要组成单元。焊接机器人自诞生以来经过了多代发展。早期的焊接机器人因为无法对生产环境和加工结果进行有效感知,仅仅是对工人的操作方式进行再现,存在一定的质量误差问题。在此基础上,诞生了具有一定感知能力的焊接机器人产品,这类产品往往集成应用了视觉、力觉等传感器,可以对外在环境和生产质量进行测量感知,但不具备自行决策功能。目前发展出的最新一代的智能焊接机器人,不仅具有感知功能,还能根据所处环境进行一定程度的自行决策,即按任务进行动作规划和自适应编程。这也是当前焊接机器人研究的热点前沿领域。
与传统焊接生产系统不同,焊接机器人的应用开拓了一种柔性自动化生产方式。它使得单件、小批量生产也可以依靠机器实现,克服了传统生产设备依据专用设计,仅适用于中、大批量生产的缺陷。焊接机器人的应用还弥补了人工操作的缺陷。因为焊接生产环境往往都比较恶劣,工人在这种环境下长期作业很容易产生疲劳,导致人工焊接的质量稳定性和一致性受到影响。焊接机器人不会疲劳,它可以不间断地进行作业,不仅生产效率极高,而且工作状态和焊接质量都可以维持稳定,极大地改善了生产条件。
按照实际用途分类,焊接机器人又可以进一步被细分为点焊机器人和弧焊机器人两类,下文对这两类焊接机器人进行了详细探讨:第一,点焊机器人。该类机器人主要是为了实现点焊操作的自动化,其运动方式主要是点位控制。与人工点焊作业相比,点焊机器人可以根据程序规划的路径迅速完成多点定位,具有定位精度高和焊接质量好的优点。第二,弧焊机器人。这种机器人的受控运动方式是基于连续轨迹的,在焊接操作中,焊枪可以按照预期规划的轨迹和速度运行,进而形成焊缝。
在现代化的生产系统中,点焊机器人和弧焊机器人一般会进行结合应用,比如将两者同时应用在一个工站上进行协同作业。这样的应用方式更加利于组成柔性生产系统,能够对不同类型的工件进行高效加工。
焊接生产线
焊接生产线,是指将焊接生产所需各种备料、装配、焊接、无损检测等设备与焊件的上料、卸料、传输等机械装置,按产品加工工艺程序进行有机排列组合而形成的机电一体化作业线。
焊接生产线按发展趋势可分为两种类型:刚性焊接生产线和柔性焊接生产线。
刚性焊接生产线属于传统制造系统,通常把作业分为多个简单工序,按分批投入的方式完成上述各简单工序,属于单个工序自动化。
柔性焊接生产线属于柔