ＩｎｄｕｓｔｒｙＦｏｒｕｍ』 笙堡 从埃森展看焊接自动化的发展 北京工业大学第１５届北京‘埃森焊接与切割展览会与上几届展会 相比，焊接电源已经不是主要的展品，不同层次的自 动化焊接装备已经成为参展商品的主力。国内的主要 焊接电源生产厂家如时代、奥太、凯尔达等纷纷展出 了各自的自动化焊接产品。但普遍看来，国内厂商的 自动化焊接产品主要集中在低成本自动／半自动焊接小 车、数控焊接切割机、双丝气保焊／双丝埋弧焊以及带 极堆焊等量大面广的自动化焊接系统，而且技术特点 旱现同质化。 通过３天展会的观展和调研，焊接自动化技术的发 展态势表现出如下几个特点： 一、低成本简易自动化焊接装备大量涌现 本届埃森展上，在高端集成大型专用焊割设备 迅速发展的同时，由于大型专机的体积庞大、造价较 高、功能齐全，对许多小型用户并不适用，许多大中 型厂家都针对焊割专机的低端市场进行了产品开发， 这类专机的特点是造价低、体积小、功能单一、针对 性强。例如深圳瑞凌、常州迅尔、华晨、尤耐克、 上海烽火、华威焊割以及凯尔达等厂家都推出该类专 机，由小车配合专用轨道作为行走机构，完成指定轨 迹的焊割。由于设备的小型化、重量轻以及便捷的自 动焊接操作方式，可以使一个没有经过培训的工人比 技术工人做出更好的焊接工件。图１为华成焊割展出的 图１ 工字梁Ｔ形接头角焊小车 陈树君于洋 工字梁Ｔ形接头角焊小车。图２为凯尔达公司的半自动 双角焊小车。 图２半自动双角焊小车 二、焊接机器人系统的焊接适应性增强 工业机器人以其高自动化、高智能化的特点成为 了焊接自动化设备中的主力，而且越来越受到制造企业 的关注。焊接机器人是在标准工业机器人基础上根据焊 接的特殊需求进行工艺化配置的机器人焊接系统，为提 高焊接机器人的适应性，各焊接机器人制造商也开始主 动适应焊接工艺特点来改善自身的结构设计和控制系 统。 此次展会上各个厂家纷纷推出中空手臂的焊接机 器人。采用中空手臂结构，把焊所需的电缆、气管及 水管直接集成到机器人手臂中。焊本身安装在机器人 最后轴的中心，机器人最后轴也设计成中空的形式。 ＩＧＭ公司是第一个采用中空手臂轴的机器人 制造厂家，紧随其后，ＡＢＢ、ＦＡＮＵＣ、ＫＵＫＡ、 ＭＯＴＯＭＡＮ、０Ｔｃ和ｃ０ＭＡｕ等纷纷推出了中空手臂机 器人，一种是软管组件布置在两个平行的机械臂间，另 一种是一删的机器人手臂敞开。这两种方式都可以使电 缆内置于机械腕中，避免焊接电缆和信号电缆随着机器 人机械腕的每次运动而移动，同时避免保护气体软管组 参蔼肛 工— ■●盟 论生ｌ■■■ ■■■■●●■■■■ ／ｎｄｕ ｔｒｙＦｏ 历 。件受到机械性损伤，使电缆寿命更长。由于采用中空手 臂设计，避免了焊丝的多余弯曲，使焊丝通道顺畅，有 利于保证焊接质量。 ＴＢｉ公司针对手臂中空式机器人专门设计了 和电动推杆来形成焊接和切割轨迹，其主要优势在于其 整个装置都具有高的刚度，而且具有更高的灵活性和适 应性，设备占用的面积小，灵活度高，运动范围大，便 于实现各种空间复杂曲线、曲面运动。在焊接机器人设 计方面是一种有益的尝试，如图４所示。 ＩＮＦＩＮＩＴＵＲＮ机器人焊系统。这种最新设计的机器人 能将焊集成电缆完全置于机器人手臂内，使其受到很 好的保护以避免损坏。它还具有允许焊在机器人手臂 上无限旋转的功能，而这一出色的功能也同样适用于水 冷大电流模式，为目前正在快速推广自动化焊接的工程 机械、机车车辆以及煤炭机械等领域的中厚板焊接提供 了更多的设备选择，从而解决了工艺上的难题。 三．国产焊接机器人横空出世 在本届展会上有一个好消息是，杭州凯尔达电焊 机有限公司推出了两台自主研发的弧焊机器人。该机器 人是一台标准的小负载６自由度工业机器人，工作范围 约１．４ｍ，具有很好的灵活性、开放性。这两台机器人均 配置了凯尔达自己的ＫＥ５００焊接电源，构成机器人焊接 系统。凯尔达将其中一台机器人和一台三菱的搬运机器 人进行通信，协同作业，由三菱机器人抓取一个三通零 件，由凯尔达机器人焊接上面的相贯线焊缝。凯尔达为 另一台机器人配置了一个２自由度的变位机，在变位机 上装夹零件，由变位机改变零件的位姿，机器人夹持焊 沿着在改变位姿的零件上面的焊缝进行焊接，实现了 ８轴联动自动焊接。 凯尔达研发并制造了具有自主知识产权的工业机 器人，是一项极大的机器人技术创新，向推出中国自己 的工业机器人、形成机器人产业化迈出了一大步。 图３展会现场的凯尔达机器人 另外，本届展会还展出了一种基于并联机床概念 的机器人，该机器人摒弃了关节结构，通过万向联轴节 ＿ｍｅｔ型堕塑 生苎皇塑型ａｌｗｏｒｋｉｎｇ１９５０．ｃｏｒｎ 参曷 工热加工’ ’’ 图４并联的焊接机器人 四，结语 中国钢产量已经是全世界钢材消费量最大的国 家。我国重大基础装备制造急需的先进焊接工艺装备仍 然依靠进口，如核电站成套装备、大型水电设备、超临 界和超超临界火电设备、石油化工装备、大型航天航空 制造设备、大型船舶及汽车制造所需要的关键工艺装备 等。主要原因之一是国产焊接设备虽然在焊接质量上与 国外设备不相伯仲，但是自动化焊接装备的操作水平与 可靠性与国外设备存在很大差距。目前焊接机器人基本 以进口为主，我国的焊接自动化水平与国外发达国家相 比仍有相当差距。虽然展会上的新技术大多为国外企业 所拥有，但国内企业通过与企业需求相结合开发出具有 行业特色的自动化专机，也形成了自己产品的特色。 几天展会的调研使我们意识到：科研力量的分散， 局部的技术突破难以对国外大型自动化焊接装备厂商造 成威胁，中国急需自主知识产权的自动化焊接系统。可 喜的是，此次展会上推出了具有自主知识产权的国产焊 接机器人，这表明我国民族电焊机工业已经迈出可喜的 一步。在我国工业机器人市场越来越大、应用越来越广 泛的同时，我们也需要通过自主创新、产学研合作以及 支持等推出我国自己的工业机器人，形成中国的机 器人产业，为推动我国焊接自动的发展作出贡献。 ＭＷ（２０１００７０８）
