一位焊接工艺调试“老兵”关于国产弧焊机器人功能应用的思考

🕙 2023-03-10 👆

作为一位在机器人焊接工艺调试领域有12年经验的工程师，笔者有幸使用过进口及国产的多种弧焊机器人品牌，同时也有一些心得体会。

总体来说，国产弧焊机器人近几年发展迅猛，尤其是以卡诺普为代表的的国产弧焊机器人，以“农村包围城市”的战略，迅速占领了中低端市场，弧焊机器人出货量稳居国产机器人前列，而其它国产机器人品牌，如埃斯顿、柴孚机器人、藦卡机器人、钱江机器人、配天机器人等同样发展迅速，在市场占有一定份额。

但不得不说，目前国产弧焊机器人与进口品牌相比仍有较大差距，尤其是与专门从事弧焊的机器人品牌相比，如日本的神钢机器人、德国的克鲁斯机器人（目前已被埃斯顿收购），以及奥地利的IGM机器人，差距更为明显。当然这里面存在着客观原因，需要给国产弧焊机器人厂商一定时间进行追赶。

笔者以个人使用各品牌弧焊机器人的心得体会，对国产弧焊机器人的功能应用进行一些梳理，与各位读者分享。

国产弧焊机器人基本指令一般都包括：起弧指令、熄弧指令、摆动开始指令、摆动结束指令、电弧跟踪开始指令、电弧跟踪结束指令等。

尤其在中厚板领域应用时，需要添加多条指令，一方面增加了现场编程人员的工作量；另一方面不便于焊接工艺参数的管理，尤其对于规范化管理的公司，对于焊接工艺参数有明确要求及管理。若将这些工艺参数整合到一个文件中（感兴趣的读者可参考神钢机器人数据库模式），不仅减少现场编程人员的工作量，同时便于焊接工艺参数的管理，再者便于中厚板功能中的多层多道功能开发。

再者比如接触传感功能（电压传感功能），其原理是在工件与焊丝之间加载一定电压（一般为焊接电源的空载电压），在机器人运动过程中，焊丝碰到工件时形成导通回路，机器人停止运动，机器人停止运动位置与机器人的基准位置对比，得到工件的位置偏差。

国产弧焊机器人在该功能上同样很类似，比如1D传感、2D传感、3D传感、2D+旋转传感、3D+旋转传感等形式，除了以上传感形式，还应该有检测焊缝长度变化、检测坡口宽度变化、检测坡口位置变化的传感形式。另外对于工件位置偏差的数据，需要现场编程人员编辑到程序中进行应用，若可以做到传感后的数据偏差，自动应用到程序中，而不需要现场编程人员提前编程，则可大幅提高弧焊机器人的智能性。

电弧跟踪功能在碳钢中厚板领域应用十分广泛，其原理是在焊接时，通过机器人摆动检测焊接电流的变化，从而补偿机器人的运动轨迹。

目前对于大多数国产弧焊机器人品牌，电弧跟踪功能参数包括如下几部分：水平补偿系数、垂直补偿系数、灵敏度、水平距离转换值、垂直距离转换值、最大补偿值或者上下补偿灵敏度、上下补偿偏移量、上下最小补偿量、上下最大累计补偿量、上下每次最大补偿量、左右补偿灵敏度、左右补偿偏移量、左右最小补偿量、左右最大累计补偿量、左右每次最大补偿量、左右补偿开始计数等内容；对于现场调试人员，各个参数均需要根据现场情况进行调整，以达到较好的跟踪效果。但调整好的参数不一定适用于每一条焊缝形式，若一个工件上有多条焊缝形式，就需要进行多次调整，增加现场工作量。

而笔者用过的进口弧焊机器人，有强大的电弧跟踪能力，不需要现场调试工程师进行任何调试，仅需要在使用时，打开该功能即可，并且跟踪效果稳定。据笔者了解，目前国产弧焊机器人都是这种操作模式，首先需要现场调整参数，另外跟踪效果不稳定。也就是说，在电弧跟踪功能上，大家也处于同一水平。
笔者在使用国产弧焊机器人（包括部分进口弧焊机器人）进行多层多道焊接时，曾遇到过如下问题，以水平角焊K=12mm为例，需要焊接2层3道。在此过程中示教8个机器人点位，其中第一个点与最后一个点重合，如下图所示。

同样进行水平角焊K=12mm的焊接，但在进行弧焊机器人编程时，机器人的运动方向变为由p8→p7→……→p2→p1运动，即p5点为焊接起弧点，p4点为焊接结束点，会出现data1中的焊接工艺参数不能用的情况，准确说应该是第二道的焊接线左右方向本应该远离立板，但机器人运动方向变换后，第二道的焊接线左右方向变为靠近立板。出现以上情况，是由于在进行多层多道位置偏移时，焊接方向影响了焊接线左右偏差的正负值。

笔者曾用过的进口弧焊机器人，在对多层多道数据上的处理时，会根据选用的坡口形式自动进行修正，而不需要现场调试人员进行相关的操作，也就是说上述问题在笔者使用的进口弧焊机器人多层多道应用中是不存在的。这也是国产弧焊机器人厂商需要优化的技术难点。

以上是笔者在使用弧焊机器人功能上的相关总结，由于水平所限，有不足之处，还请各位读者斧正。当然，国产弧焊机器人技术的发展，大家也是有目共睹的，希望国产厂商再接再厉，将国产弧焊机器人做大做强。
——文章摘自《高工机器人》