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焊接機械手對制冷行業(yè)的應用論文
摘要：隨著我國制造業(yè)的深化發(fā)展，傳統(tǒng)制造技術及相關設備已經無法適用于現(xiàn)代化制造業(yè)當中。目前，以焊接機械手為主的自動化技術設備儼然成為汽車及汽車零部件制造業(yè)的首要技術，應用效果良好。然而，從整體角度上來看，焊接機械手并未得到普及應用，如在制冷行業(yè)及其它行業(yè)領域的應用范圍較小。為進一步促進制冷行業(yè)的發(fā)展進程，建議相關人員應該積極將焊接機械手引入到制冷壓力容器領域當中，以期確保焊接質量與效率雙重提高。
關鍵詞：焊接機械手；制冷行業(yè)；自動化；焊接質量；焊接線能量
1關于制冷壓力容器焊接要求的相關分析
制冷壓力容器主要是指以液化氣體為制冷劑原料，設計壓力一般為低中壓、設計溫度為低溫狀態(tài)（比如有一些工作溫度在-40℃以下）的制冷裝置。一般來說，制冷壓力容器制造工序基本同其他壓力容器一樣，他的特點是低溫工作狀態(tài)，多數(shù)選用低溫材料。也就是說，除了滿足常規(guī)壓力容器的要求之外，必須獲得滿足低溫沖擊的使用性能，為了滿足低溫沖擊，必須獲得細晶粒的焊縫組織，在低溫壓力容器生產中，如何獲得上述組織？是靠焊接線能量輸入小而均衡來獲取的，既是焊接電流，焊接電壓，焊接速度合理搭配，根據(jù)公式U*I/V的值來決定的。即在實際焊接過程中，技術人員必須嚴格確保焊縫表面不得出現(xiàn)明顯裂紋、氣孔或者飛濺物等缺陷問題[1]，同時控制焊接輸入線能量，確保焊縫組織在低溫狀況下正常使用。且在壓力容器組裝過程中，技術人員往往需要針對容器的不同部位，利用合理的手段進行有效焊接。介于焊接類型眾多的影響，焊接生產過程中往往會頻繁使用自動化焊接設備。然而，如何提高焊接設備的自動化水平、智能化水平，儼然成為制冷行業(yè)的首要難題。且提高焊接質量、改善工作環(huán)境也成為焊接技術人員的主要要求。
2焊接機械手的基本概述
2.1基本含義
所謂的焊接機械手又可以被稱為焊接機器人。一般多指6軸機器人本體，意味著存在6個維度。焊接機械手在正式應用的過程中，往往可以沿著既定的曲線進行運動，即沿著三維曲線進行運動，直到到達技術人員規(guī)定的位置為止。與此同時，焊接機械手在組成方面，多以控制系統(tǒng)與焊接系統(tǒng)為主，其中焊接系統(tǒng)包含的內容眾多，如焊接電源、焊槍、焊接軟件系統(tǒng)等。必要時，為完成一項點焊機器人工程，技術人員還需要借助周邊設備進行操作，目的在于進一步提升焊接機械手的工作效率[2]。
2.2基本組成結構
自動焊接機械手設備主要是以整機結構、控制系統(tǒng)、焊槍位置控制等組成結構為主。其中，整機結構主要是由焊接機頭、行走環(huán)形導軌以及相關控制系統(tǒng)組合而成的結構體系。在實際應用過程中，主要起到控制整體的作用[3]�？刂葡到y(tǒng)主要是指利于微型計算機技術和相關控制技術組合而成的控制系統(tǒng)，利用各模板互相獨立運行且相互協(xié)作的特點，完成對焊接機械手的操作工作。焊槍位置控制主要利用焊槍位置信號、機械電弧擺動模板等系統(tǒng)結構，確保焊槍位置得以有效控制。需要注意的是，在實行全方位自動焊接的過程中，技術人員需要根據(jù)焊接機頭的應用情況，對焊槍位置進行合理調整，以期確保最終的焊接效果。
2.3基本應用優(yōu)勢
焊接機械手在正式工作過程中，操作方式比較類似人類的手，主要用來焊接鋼鐵類的產品。與傳統(tǒng)人工操作相比，焊接機械手往往多具備操作精確高、焊接質量強、焊接工藝參數(shù)容易控制的應用優(yōu)勢。以下是本人結合實踐經驗，總結與歸納焊接機械手的基本應用優(yōu)勢，以供參考。首先，焊接機械手多具備工作效果穩(wěn)定、焊接質量較高，且焊接均勻性效果較強的優(yōu)勢，使用焊接機械手更能控制焊接線能量（智能化控制焊接電流，焊接電壓，焊接速度），最大程度削弱了了人為因素，可以達到焊接工藝評定同產品施焊工藝一致性。其次，焊接機械手主要結合自動化技術與智能技術，能夠替代人工操作方式，解決以往人工效果不佳的問題。與此同時，焊接機械手能夠大幅度地提升勞動生產率。最重要的是，焊接機械手可以有效實現(xiàn)24h不間斷生產要求[4]。再次，焊接機械手大體上可以有效改善以往人工環(huán)境不佳的問題，進一步改善工人勞動條件，且可以應對各種有害環(huán)境的干擾，規(guī)避以往焊接質量不高的問題。最后，通過利用焊接機械手可以有效縮短產品的準備周期與生產周期，降低投資成本，且在某種程度上可以實現(xiàn)小批量產品的焊接需求與自動化焊接需求。
3焊接機械手在制冷行業(yè)中的實際應用
介于焊接機械手的應用特點與相關優(yōu)勢，多數(shù)技術人員選擇將焊接機械手應用于制冷行業(yè)的制冷壓力容器當中。一般來說，焊接機械手焊接制冷壓力容器，往往可以達到優(yōu)化焊接參數(shù)的目的，并且利用焊接機械手的焊縫跟蹤功能，可以進一步改善以往焊縫外觀裂紋、氣孔或者飛濺物等缺陷問題，同時控制焊接輸入線能量，確保焊縫組織在低溫狀況下正常使用。具體如下：
3.1進一步加強壓力容器的安全程度
焊接機械手在實際應用過程中，可以進一步實現(xiàn)弧焊、點焊、切割作業(yè)等操作要求，往往能夠促進產品的標準化與通用化水平。一般來說，利用焊接機械人工藝參數(shù)所焊的試件多可以達到工藝評定標準，而且在產品實際運用中，焊接參數(shù)可以控制到同焊接工藝評定一致。最重要的是，生產出的壓力容器能夠進一步符合安全技術規(guī)范要求，充分解決以往壓力容器安全程度不高的問題。結合實踐經驗來看，將焊接機械手應用于制冷壓力容器中，基本上可以加強壓力容器的內部承壓以及抗低溫環(huán)境效果，提升應用安全程度[5]。且壓力容器是厚板，焊接有坡口，機器人往往多以“視覺對照系統(tǒng)（目的是跟蹤定位，精準尋找坡口）+弧壓跟蹤系統(tǒng)（利用電弧電壓的反饋，自動調整調整機頭高低位置，確保電弧長度不變，從而保證焊接參數(shù)穩(wěn)定）”為主，能夠100%控制焊接線能量輸入，能夠有效提升壓力容器的安全程度。
3.2解決以往人工焊接質量不佳問題
結合以往實踐經驗來看，焊接工人在日常生產過程中，往往面臨著較多工作量。長時間的工作難以達到預期的工作效果，多會出現(xiàn)焊接質量不佳的問題，比較影響制冷容器的焊接質量。針對于此，技術人員選擇應用高精準度控制焊接線能量的焊接方式，主要是將將焊接機械手投入到低溫材料的生產當中。結合作業(yè)效果來看，焊接機械手相當于承擔5個焊接工作者的工作量，大幅度地降低了工作人員的工作強度。最重要的是，焊接外觀質量和金屬組織明顯比人工焊接強得多，能夠降低后續(xù)維護成本，有效提升了焊接生產效率。由此可以看出，將焊接機械手應用于制冷容器生產當中，具有重要的意義。
3.3實現(xiàn)焊接自動化控制要求
焊縫跟蹤作為焊接機械手的重要技術內容，屬于焊接自動化控制系統(tǒng)的重要構成部分。利用焊縫跟蹤技術基本上可以進一步實現(xiàn)焊接自動化生產效率，能夠加強壓力容器的生產質量。一般來說，傳統(tǒng)焊接技術在實際應用過程中，難免會出現(xiàn)明顯的焊縫問題，長期以往，不利于壓力容器的生產質量[6]。而通過應用焊縫跟蹤技術，技術人員可以第一時間查找到存在焊縫問題的位置，并利用切實可行的措施提高壓力容器的生產質量。最重要的是，通過實現(xiàn)焊接自動化控制要求，技術人員可以有效規(guī)避以往焊接質量不達標的問題，利于生產質量的進一步提高。
4結論
總而言之，采用焊接機械手焊接制冷壓力容器基本上可以達到優(yōu)化焊接質量與焊接效率的效果。在實際應用過程中，技術人員可以根據(jù)不同工件及焊縫接頭，選擇合理的焊接參數(shù)。并在此基礎上，結合設備自帶焊縫跟蹤功能，大體上可以改善以往焊接效率不高或者質量不達標的問題。且隨著我國焊接機械手應用力度的不斷加強，勢必會在制冷行業(yè)得到普及應用，達到預期的焊接效果，讓我們拭目以待！
參考文獻：
[1]高云.焊接機械手在制冷行業(yè)的應用[J].科技視界,2017(36):69-70.
[2]邱宇翔.淺談機器人技術在制冷行業(yè)中的應用[J].科技與企業(yè),2016(02):232.
[3]楊紀壽.多臺焊接機器人協(xié)同控制系統(tǒng)設計[J].廣西科技師范學院學報,2016,31(02):145-147.
[4]荊華乾,高恩元,于志慧,李春雷.2014年度中國制冷行業(yè)發(fā)展分析報告第6章制冷行業(yè)區(qū)域市場概述[J].制冷技術,2015,35(S1):68-82.
[5]謝元立.淺談焊接機器人在工業(yè)化生產中的應用[J].勞動保障世界(理論版),2012(04):76-78.
[6]張靜,劉涵茜,陳靜陽.直角坐標焊接機械手控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].機電工程技術,2017,46(02):11-16+93.
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