近日，江蘇供水集團(tuán)在供水管網(wǎng)改造一期工程施工現(xiàn)場(chǎng)，開(kāi)始將“焊接機(jī)器人”應(yīng)用于供水管道施工。該技術(shù)工作效率較傳統(tǒng)焊接工藝提高3倍，一次焊接合格率近100%。那么，焊接機(jī)器人是如何完成工作的呢？與人工操作相比有哪些優(yōu)勢(shì)？

焊接機(jī)器人的工作原理

焊接機(jī)器人主要應(yīng)用于工業(yè)制造領(lǐng)域，是工業(yè)機(jī)器人家族的“主力軍”，但它不是一個(gè)完整的機(jī)器人，只是一個(gè)機(jī)械臂。

焊接機(jī)器人通常在特定環(huán)境下完成某一工序的單一操作，其工作原理非常簡(jiǎn)單，包括“示教”和“再現(xiàn)”。“示教”是指操作者親自操作機(jī)器人完成一系列制定好的動(dòng)作，機(jī)器人將這些動(dòng)作以機(jī)器語(yǔ)言的形式保存下來(lái)。“復(fù)制”的過(guò)程是機(jī)器人按順序執(zhí)行記錄的機(jī)器語(yǔ)言。

值得一提的是，焊接機(jī)器人還可以根據(jù)操作人員預(yù)先編寫(xiě)的程序自行更換焊接工具，實(shí)現(xiàn)各種焊接工藝操作，甚至可以實(shí)現(xiàn)抓取物體、搬運(yùn)、安裝、卸載等多樣化任務(wù)。

焊接機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)

1.機(jī)器人接管焊接以保護(hù)工人的健康。

作為一項(xiàng)復(fù)雜的焊接技術(shù)，焊接過(guò)程中會(huì)根據(jù)各種工藝產(chǎn)生不同程度的電磁場(chǎng)、強(qiáng)光、有毒氣體、射線和金屬飛屑，影響焊工身體健康，導(dǎo)致電光性眼炎、塵肺、中毒、呼吸道等疾病，甚至有致癌、不育風(fēng)險(xiǎn)。如今，雖然工廠條件有所改善，但電弧焊對(duì)健康的威脅仍然難以解決。用機(jī)器人代替人力可以幫助工人擺脫惡劣的工作環(huán)境，保證個(gè)人健康。借助網(wǎng)絡(luò)通信和遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，操作人員可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器的遠(yuǎn)程控制，在核輻射、深水和有毒環(huán)境中實(shí)現(xiàn)有效焊接。

2.更高效地節(jié)省人力

熟練的焊工可以憑經(jīng)驗(yàn)調(diào)整焊件因溫度變化而產(chǎn)生的變形，保證焊件質(zhì)量。這種應(yīng)對(duì)復(fù)雜工作條件的能力一直被認(rèn)為是不可替代的。然而，隨著電弧傳感器和激光跟蹤器的發(fā)展，焊接機(jī)器人可以通過(guò)編程適度調(diào)整焊槍位置，通過(guò)實(shí)時(shí)焊接跟蹤調(diào)查來(lái)焊接復(fù)雜產(chǎn)品。如果形狀過(guò)于復(fù)雜，可以通過(guò)擴(kuò)大焊接機(jī)器人自身的工作空間，或者移動(dòng)旋轉(zhuǎn)大型工件，使工件上的焊接部分進(jìn)入機(jī)器人的工作空間來(lái)解決。也就是說(shuō)，機(jī)器人可以無(wú)死角工作，大大提高了工作效率和焊接合格率。

焊接機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景

截至2019年，中國(guó)焊接機(jī)器人近40%用于汽車行業(yè)，其中60%以上集中在汽車焊接車間；其次是3C電子行業(yè)，占比近12%。北京市石景山區(qū)供水管網(wǎng)改造一期工程也是我國(guó)焊接機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的一次突破性嘗試。雖然目前焊接機(jī)器人設(shè)備成本相對(duì)較高，關(guān)鍵技術(shù)仍被國(guó)外壟斷，但中國(guó)自主設(shè)計(jì)的焊接機(jī)器人在質(zhì)量方面還是給出了令人滿意的答案。此外，其背后的技術(shù)突破也具有非同尋常的意義。