焊接機器人為什么能夠在鋼結構行業(yè)得到應用

進入2000年以后，我國國民經濟顯著增長，國力明顯增強，鋼產量大幅提高，在建筑中提出了“積極、合理地用鋼”，從此甩掉了“限制用鋼”的束縛，鋼結構建筑在經濟發(fā)達地區(qū)逐漸增多。④可以運用間隙示教功能靈活選擇上電極示教、下電極示教方式，大大縮短了示教時間。從2008年奧運會鳥巢場館、中國尊到如今的港珠澳大橋，出現了鋼結構建筑熱潮，強勁的市場需求，推動鋼結構建筑迅猛發(fā)展，建成了一大批鋼結構場館、機場、車站和高層建筑。

在鋼結構工程建設過程中，焊接是鋼結構工程制作和安裝的關鍵技術和質量控制手段，在建設工程中有著十分重要的作用。焊接機器人應用技術是機器人技術、焊接技術和系統(tǒng)工程技術的融合，焊接機器人能否在實際生產中得到應用，發(fā)揮其優(yōu)越性，取決于這幾方面技術的共同提高，而系統(tǒng)工程技術是機器人技術和焊接技術的粘合劑。由于鋼結構結構形式的多樣性，加之其安裝過程多在戶外，自動化焊接程度較低，多數采用手工進行焊接。機器人焊接在鋼結構建設過程中的應用于前期在車間內鋼結構部件的組裝連接，如圖1所示，例如H柱、梁、箱型柱、U形肋、板肋板單元和橫隔板單元的組裝連接等。

由于鋼結構應用場所的重要性，因此在鋼結構生產安裝過程中對鋼結構的焊接提出了更高要求。多關節(jié)機器人作為占比本體類型，輕小負載產品（負載≤20kg）同質化嚴重，價格競爭愈演愈烈，成為內外資工業(yè)機器人廠商較量的主戰(zhàn)場，同時也是增速下滑明顯的細分產品之一。鋼結構的焊接性包含以下兩個方面的含義：一是工藝焊接性，是指金屬或材料在一定的焊接工藝條件下，能否獲得致密、無缺陷并具有一定使用性能的焊接接頭的能力；二是使用焊接性，是指焊接接頭或整體焊接結構滿足技術條件所規(guī)定的各種性能的程度，包括常規(guī)的力學性能（強度、塑性、韌性等）或特定工作條件下的使用性能，如低溫韌性、斷裂韌性、高溫蠕變強度、持久強度、疲勞性能以及耐蝕性、耐磨性等。

點焊機器人的特點

由于采用了一體化焊鉗，焊接變壓器裝在焊鉗后面，所以點焊機器人的變壓器必須盡量小型化。焊接機器人由示教再現型向智能型發(fā)展，增強其柔性和適應性，傳感器是必不可少的。對于容量較小的變壓器可以用50Hz工頻交流，而對于容量較大的變壓器，工業(yè)上已經開始采用逆變技術把50Hz工頻交流變?yōu)?00～700Hz交流，使變壓器的體積減少、減輕。變壓后可以直接用600～700Hz交流電焊接，也可以再進行二次整流，用直流電焊接，焊接參數由定時器調節(jié)。目前，新型定時器已經微機化，因此機器人控制柜可以直接控制定時器，無需另配接口。點焊機器人的焊鉗，用電伺服點焊鉗，焊鉗的張開和閉合由伺服電機驅動，碼盤反饋，使焊鉗的張開度可以根據實際需要任意選定并預置，而且電極間的壓緊力也可以無級調節(jié)。

　電伺服點焊鉗具有如下優(yōu)點：

　?。?）每個焊點的焊接周期可大幅度降低，因為焊鉗的張開程度是由機器人控制的，機器人在點與點之間的移動過程，焊鉗就可以開始閉合；而焊完一點后，焊鉗一邊張開，機器人就可以一邊位移，不必等機器人到位后，焊鉗才閉合或焊鉗完全張開后機器人再移動。

　?。?）焊鉗張開度可以根據工件的情況任意調整，只要不發(fā)生碰撞或干涉，可盡可能減少張開度，以節(jié)省焊鉗開度，節(jié)省焊鉗開合所占的時間。

　　（3）焊鉗閉合加壓時，不僅壓力大小可以調節(jié)，而且在閉合時兩電極是輕輕閉合，可減少撞擊變形和噪聲。

室內噴涂機器人可以實現對室內墻面、天花板進行全自動噴涂，既大幅提高了施工效率，又減少油漆對人體的危害，有效降低人工登高作業(yè)的安全風險等；如，在焊接工作站中，我們會遇到各種機器人安裝形式（如圖1a），在每種安裝方式中，機器人各軸所受的重力矩各不相同，我們只要在ARM控制中正確地設置機器人對地面的角度（如圖1b），就會克服各種安裝方式對軌跡精度造成的不利影響。 外墻噴涂機器人代替了傳統(tǒng)施工中的高空作業(yè)，安全性大大提升，且工效較人工提高了 4-6倍； 樓層清潔機器人能在粉塵環(huán)境下清掃施工現場樓層石頭、碎塊及灰塵，自動清空料盒等，清潔覆蓋率達90%，施工效率較人工提高1倍多；

預制內墻板搬運機器人可一次性搬4塊、每塊重約180公斤的內墻板，運輸安全平穩(wěn)、、節(jié)省勞力。