一位焊接工藝調(diào)試“老兵”關(guān)于國產(chǎn)弧焊機器人功能應(yīng)用的思考
🕙 2023-03-10 👆
作為一位在機器人焊接工藝調(diào)試領(lǐng)域有12年經(jīng)驗的工程師，筆者有幸使用過進口及國產(chǎn)的多種弧焊機器人品牌，同時也有一些心得體會。
總體來說，國產(chǎn)弧焊機器人近幾年發(fā)展迅猛，尤其是以卡諾普為代表的的國產(chǎn)弧焊機器人，以“農(nóng)村包圍城市”的戰(zhàn)略，迅速占領(lǐng)了中低端市場，弧焊機器人出貨量穩(wěn)居國產(chǎn)機器人前列，而其它國產(chǎn)機器人品牌，如埃斯頓、柴孚機器人、藦卡機器人、錢江機器人、配天機器人等同樣發(fā)展迅速，在市場占有一定份額。
但不得不說，目前國產(chǎn)弧焊機器人與進口品牌相比仍有較大差距，尤其是與專門從事弧焊的機器人品牌相比，如日本的神鋼機器人、德國的克魯斯機器人（目前已被埃斯頓收購），以及奧地利的IGM機器人，差距更為明顯。當然這里面存在著客觀原因，需要給國產(chǎn)弧焊機器人廠商一定時間進行追趕。
筆者以個人使用各品牌弧焊機器人的心得體會，對國產(chǎn)弧焊機器人的功能應(yīng)用進行一些梳理，與各位讀者分享。
國產(chǎn)弧焊機器人基本指令一般都包括：起弧指令、熄弧指令、擺動開始指令、擺動結(jié)束指令、電弧跟蹤開始指令、電弧跟蹤結(jié)束指令等。
尤其在中厚板領(lǐng)域應(yīng)用時，需要添加多條指令，一方面增加了現(xiàn)場編程人員的工作量；另一方面不便于焊接工藝參數(shù)的管理，尤其對于規(guī)范化管理的公司，對于焊接工藝參數(shù)有明確要求及管理。若將這些工藝參數(shù)整合到一個文件中（感興趣的讀者可參考神鋼機器人數(shù)據(jù)庫模式），不僅減少現(xiàn)場編程人員的工作量，同時便于焊接工藝參數(shù)的管理，再者便于中厚板功能中的多層多道功能開發(fā)。
再者比如接觸傳感功能（電壓傳感功能），其原理是在工件與焊絲之間加載一定電壓（一般為焊接電源的空載電壓），在機器人運動過程中，焊絲碰到工件時形成導(dǎo)通回路，機器人停止運動，機器人停止運動位置與機器人的基準位置對比，得到工件的位置偏差。
國產(chǎn)弧焊機器人在該功能上同樣很類似，比如1D傳感、2D傳感、3D傳感、2D+旋轉(zhuǎn)傳感、3D+旋轉(zhuǎn)傳感等形式，除了以上傳感形式，還應(yīng)該有檢測焊縫長度變化、檢測坡口寬度變化、檢測坡口位置變化的傳感形式。另外對于工件位置偏差的數(shù)據(jù)，需要現(xiàn)場編程人員編輯到程序中進行應(yīng)用，若可以做到傳感后的數(shù)據(jù)偏差，自動應(yīng)用到程序中，而不需要現(xiàn)場編程人員提前編程，則可大幅提高弧焊機器人的智能性。
電弧跟蹤功能在碳鋼中厚板領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，其原理是在焊接時，通過機器人擺動檢測焊接電流的變化，從而補償機器人的運動軌跡。
目前對于大多數(shù)國產(chǎn)弧焊機器人品牌，電弧跟蹤功能參數(shù)包括如下幾部分：水平補償系數(shù)、垂直補償系數(shù)、靈敏度、水平距離轉(zhuǎn)換值、垂直距離轉(zhuǎn)換值、最大補償值或者上下補償靈敏度、上下補償偏移量、上下最小補償量、上下最大累計補償量、上下每次最大補償量、左右補償靈敏度、左右補償偏移量、左右最小補償量、左右最大累計補償量、左右每次最大補償量、左右補償開始計數(shù)等內(nèi)容；對于現(xiàn)場調(diào)試人員，各個參數(shù)均需要根據(jù)現(xiàn)場情況進行調(diào)整，以達到較好的跟蹤效果。但調(diào)整好的參數(shù)不一定適用于每一條焊縫形式，若一個工件上有多條焊縫形式，就需要進行多次調(diào)整，增加現(xiàn)場工作量。
而筆者用過的進口弧焊機器人，有強大的電弧跟蹤能力，不需要現(xiàn)場調(diào)試工程師進行任何調(diào)試，僅需要在使用時，打開該功能即可，并且跟蹤效果穩(wěn)定。據(jù)筆者了解，目前國產(chǎn)弧焊機器人都是這種操作模式，首先需要現(xiàn)場調(diào)整參數(shù)，另外跟蹤效果不穩(wěn)定。也就是說，在電弧跟蹤功能上，大家也處于同一水平。
筆者在使用國產(chǎn)弧焊機器人（包括部分進口弧焊機器人）進行多層多道焊接時，曾遇到過如下問題，以水平角焊K=12mm為例，需要焊接2層3道。在此過程中示教8個機器人點位，其中第一個點與最后一個點重合，如下圖所示。
同樣進行水平角焊K=12mm的焊接，但在進行弧焊機器人編程時，機器人的運動方向變?yōu)橛蓀8→p7→……→p2→p1運動，即p5點為焊接起弧點，p4點為焊接結(jié)束點，會出現(xiàn)data1中的焊接工藝參數(shù)不能用的情況，準確說應(yīng)該是第二道的焊接線左右方向本應(yīng)該遠離立板，但機器人運動方向變換后，第二道的焊接線左右方向變?yōu)榭拷?。出現(xiàn)以上情況，是由于在進行多層多道位置偏移時，焊接方向影響了焊接線左右偏差的正負值。
筆者在使用國產(chǎn)弧焊機器人（包括部分進口弧焊機器人）進行多層多道焊接時，曾遇到過如下問題，以水平角焊K=12mm為例，需要焊接2層3道。在此過程中示教8個機器人點位，其中第一個點與最后一個點重合，如下圖所示。
同樣進行水平角焊K=12mm的焊接，但在進行弧焊機器人編程時，機器人的運動方向變?yōu)橛蓀8→p7→……→p2→p1運動，即p5點為焊接起弧點，p4點為焊接結(jié)束點，會出現(xiàn)data1中的焊接工藝參數(shù)不能用的情況，準確說應(yīng)該是第二道的焊接線左右方向本應(yīng)該遠離立板，但機器人運動方向變換后，第二道的焊接線左右方向變?yōu)榭拷?。出現(xiàn)以上情況，是由于在進行多層多道位置偏移時，焊接方向影響了焊接線左右偏差的正負值。
筆者曾用過的進口弧焊機器人，在對多層多道數(shù)據(jù)上的處理時，會根據(jù)選用的坡口形式自動進行修正，而不需要現(xiàn)場調(diào)試人員進行相關(guān)的操作，也就是說上述問題在筆者使用的進口弧焊機器人多層多道應(yīng)用中是不存在的。這也是國產(chǎn)弧焊機器人廠商需要優(yōu)化的技術(shù)難點。
以上是筆者在使用弧焊機器人功能上的相關(guān)總結(jié)，由于水平所限，有不足之處，還請各位讀者斧正。當然，國產(chǎn)弧焊機器人技術(shù)的發(fā)展，大家也是有目共睹的，希望國產(chǎn)廠商再接再厲，將國產(chǎn)弧焊機器人做大做強。
——文章摘自《高工機器人》
