[00128946]Mini型焊接机器人弧焊机器人柔性导轨及配套机电改造技术

随着对钢结构工程建设质量与效率的要求日益提升,传统的手工或半自动现场焊接作业已经越来越难以为续。当前智能化焊接技术与装备的快速发展,小型化的智能焊接设备已经开始运用于钢结构现场焊接当中。在目前,智能化焊接设备在钢结构制造中应用较多,但在现场安装中的应用才刚刚起步。 本课题结合施工现场实际需要及行业共性的关键问题,确定了课题主要研究内容,通过研发高效钢结构mini弧焊机器人及进行轨道和机电改造,旨在解决钢结构施工中现场焊接管理粗放、作业风险大、狭小空间操作难及人工焊接质量稳定性差等系列问题。并将研究成果在某超高层工程中应用,应用工程钢结构量大面广,通过在该工程上的推广应用,最后完善技术成果、培养相关专业人才,推进建筑钢结构安装现场的智能化焊接水平。 形成了以下两项关键技术。 （1）小型化的智能焊接机器人焊接技术 通过各种类型构件的焊接,将小型化的智能焊接设备运用于钢结构现场焊接中。通过形成工艺参数数据库,在以后的焊接过程中,高效钢结构mini弧焊机器人通过坡口识别系统,自动识别坡口截面,生成适用的焊接工艺参数,进行全自动的多层多道焊;同时在焊接过程中自动记录焊接参数如电流、电压、车速等, 数据库进一步学习和补充,在相同工况条件下的焊接中,调取数据库中的焊接参数,形成一套适用于现场各种工位的操作方法。 钢结构工程由于其施工特性,作业面位于高空且下方无楼板遮挡防护,必须配备相应的安全防护方可保障施工人员的作业安全以及防止焊接机器人作业过程中的高空坠物。优化钢柱操作平台的防护措施标准,形成标准化图册。针对焊接机器人的部件、现场搬运及使用后的维护,提出相应的措施、做法,形成标准化。 （2）曲线焊缝焊接的柔性轨道智能焊接技术 通过将便携式mini弧焊机器人附着在柔性钢轨道上,轨道吸附在构件表面,从而适应平缓过渡的曲面构件。安装时,首先确定导轨长度,确定轨道到焊缝的距离,导轨放置于安装位置,清理并调整磁力座,使其贴合焊接工件表面,最后磁力座吸合在工件表面完成安装。 高灵活性焊枪焊接技术：焊枪采用四电机控制,灵活性好,能够覆盖到整条焊缝两端,减少焊工补焊,避免端头焊接缺陷,提高焊接质量。 针对两项技术形成两项使用示范。 （1）mini焊接机器人现场操作的工艺规范 通过本项目各种类型构件的焊接,将小型化的智能焊接设备运用于钢结构现场焊接中。焊接机器人能够自动识别坡口截面,生成适用的焊接工艺参数,进行全自动的多层多道焊,最终将优秀焊工的经验进行固化,形成一套适用于现场各种工位的操作方法。 （2）mini焊接机器人在钢结构安装现场应用中的安全防护标准 钢结构工程由于其施工特性,作业面位于高空且下方无楼板遮挡防护,必须配备相应的安全防护方可保障施工人员的作业安全。在标准化图册的基础上,优化钢柱操作平台的防护措施标准。 焊接作业是钢结构施工最重要的内容之一,其质量和效率直接影响了整个项目的建造效益,因此近年来各类智能焊接设备层出不穷,但基本都集中在制造板块,现场焊接少有提及,这方面目前国内研究较少。钢结构现场焊接主要特点有高空焊接风险大,对焊工技能依赖性强,质量和效率难保证,针对前述问题,本课题着眼于改造并试制一条焊接装备,使其适用于钢结构现场焊接作业。 首先,将设备外观进一步缩小,目前减小至500mm*500mm,能代替焊工进入狭小空间进行作业,在减轻焊工劳动强度的同时提高了质量。 第二,将改钢直导轨为柔性导轨,提高了焊接设备的适用性,其实依附于不规则构件表面进行作业,这也符合国内钢结构造型各异的特点。 第三,将设备执行机构重量控制在17kg左右,方便现场搬运,提高设备的灵活性,有利于进一步推广应用。