近日，北(běi)京市石景山區供水管網完善一(yī)期工(gōng)程施工(gōng)現場，北(běi)京市自來水集團首次在供水管道施工(gōng)作業中(zhōng)應用“焊接機器人”。這項技術由市自來水集團禹通公司與北(běi)京石油化工(gōng)學院共同研發，工(gōng)作效率較傳統焊接工(gōng)藝提高了3倍，一(yī)次焊接合格率将近百分(fēn)之百。那麽，焊接機器人究竟是如何完成工(gōng)作的？與人工(gōng)作業方式相比有什麽優勢？

焊接機器人的工(gōng)作原理

焊接機器人主要應用于工(gōng)業制造領域，是工(gōng)業機器人家族的“主力軍”，但它并非一(yī)個完整的機器人，隻有一(yī)個機器臂而已。

焊接機器人一(yī)般都是在某一(yī)工(gōng)序的特定環境下(xià)完成單一(yī)操作，它的工(gōng)作原理十分(fēn)簡單，包括“示教”和“再現”兩個過程。“示教”就是操作人員(yuán)親自操作機器人去(qù)完成一(yī)系列制定的動作，機器人會将這些動作以機器語言的形式保存。“再現”的過程就是機器人将記錄下(xià)的機器語言按照順序執行出來。

值得一(yī)提的是，焊接機器人還可以根據操作人員(yuán)預先寫好的程序做到自行更換焊接工(gōng)具，實現多種焊接技術操作，甚至實現抓物(wù)，搬運、安裝、卸料等多元化任務。

焊接機器人的優勢

1、機器人接手焊接 保護工(gōng)人健康

焊接作爲一(yī)門工(gōng)藝繁雜(zá)的技術，在焊接過程中(zhōng)會依據各類工(gōng)藝産生(shēng)不同程度的電磁場、強光、有毒氣體(tǐ)、射線和金屬飛屑等，這些将影響電焊工(gōng)人們的健康，導緻電光眼炎、塵肺、中(zhōng)毒、以及呼吸道等疾病，甚至會有緻癌以及不育風險。如今，雖然工(gōng)廠的條件已經有所改善，但電弧焊這一(yī)工(gōng)藝對健康的威脅仍然難以得到解決。用機器人替代人工(gōng)，可以幫助工(gōng)人擺脫惡劣的工(gōng)作環境，保證了人身健康。再加上網絡通信和遠程監控技術的輔助，操作人員(yuán)可實現對機器的遠程控制，在核輻射、深水、有毒等環境下(xià)可以實現有效焊接。

2、更高效率 節省人力

熟練的焊接工(gōng)人對于焊件因溫度變化産生(shēng)的形變可以靠經驗作出調整，保證焊件的質量，這種應對複雜(zá)工(gōng)況的能力一(yī)直被認爲是不可替代的。但科技在進步，随着電弧傳感器與激光跟蹤器的開(kāi)發，焊接機器人可以通過編程的方式，對焊槍的位置進行适度調節，通過實時的焊接跟蹤調查，焊接形狀複雜(zá)的産品。如果形狀過于複雜(zá)，可以通過擴展焊接機器人本身的作業空間，或者将大(dà)型工(gōng)件移動、轉動位置，讓工(gōng)件上的焊接部位進入機器人的作業空間當中(zhōng)即可解決。也就是說機器人可以無死角作業，大(dà)大(dà)提升了工(gōng)作效率和焊接合格率。

焊接機器人的應用場景

截至2019年，近40%的中(zhōng)國焊接機器人應用于汽車(chē)行業，其中(zhōng)60%以上的機器人集中(zhōng)在汽車(chē)整車(chē)焊裝車(chē)間；其次是3C電子行業，占比接近12%。本次北(běi)京市石景山區供水管網完善一(yī)期工(gōng)程，也是我(wǒ)國在焊接機器人應用領域的一(yī)次突破嘗試。雖然目前焊接機器人設備造價較高，關鍵技術仍被國外(wài)所壟斷，但本次中(zhōng)國自主設計的焊接機器人在質量上仍然交上了一(yī)份令人滿意的答卷，此外(wài)，它背後技術層面的突破也具有非凡意義。（ 謝奕甯 ）

指導老師：中(zhōng)國傳媒大(dà)學副教授于晗

專家：燕山大(dà)學機械工(gōng)程學院教授曹秒豔

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