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科技需求带动焊接工艺的全面升级

2015年10月20日
一提到“焊接”这个词,很多人都会联想起头顶厚重的反光面具,伴随着金属之间一阵“嗞嗞”的融合音,汗流浃背的焊接师傅正迎接着一道道电光火石的冲击。

可是,当踏足中航工业洪都先进智能工程研究中心实验室,你会发现,“手”握焊枪的不是焊接师傅,而是机器人,在这里,一套全新的自动化机器人协同焊接系统在程序控制下正在对某型号的关键零件进行焊接。

“这套机器人系统是面向大型复杂薄壁焊接件而设计的,尤其适用于空间复杂、人工难以操作的特种材料、薄壁件的焊接。”课题的工艺技术指导专家肖熙介绍道。该系统已通过初步测试,是洪都公司首次采用两台焊接机器人与变位机协同对空间复杂工件的成功焊接。

要说起这套双机器人协同焊接系统的诞生,还得先从L15高教机说起。L15高教机是洪都公司全力推出的、代表我国教练机最高技术水平、参与国际竞争的型号,采用了大量的新技术、新材料,因此,对焊接等工艺技术也提出了新要求。此前,洪都公司绝大多数二级焊缝的焊接,特别是非规则焊缝均由手工操作完成。手工焊接不规则焊缝的最大问题是焊接质量稳定性差,严重依赖于焊接操作人员技能水平及焊接操作时工作状态。

当L15高教机由科研转批量生产时,不规则焊缝零件就成了较为突出的攻关项目。例如,后边条盒段零件,该零件上的焊缝是两道近似平行、带尖角的空间曲线,焊接热变形较难控制,且该零件加工周期长,单件价值高,焊接质量直接影响型号推进。

为了使零件焊接质量较好受控,同时顺应焊接自动化发展趋势,提升企业智能化制造能力,洪都公司成立了课题研究组,专攻重要零件不规则焊缝实现自动化焊接的难题。

经过一年的需求分析、方案论证,课题组提出研发双机器人自动焊接系统的设想。在人才引进、资金支持等配套政策的大力支持下,2014年10月,该项目的研制正式启动。

项目团队进行了大量复杂薄壁零件的焊接工艺试验,在保证焊接质量的同时克服了拐角处不熄弧的难题。重点攻克了自动化焊接工艺、多机器人协同控制、机器人布局仿真、机器人示教编程、系统集成控制等关键技术。同时,实现了监控分系统、机器人分系统、焊接分系统、自动化工装夹具分系统、安全防护分系统的高度集成,具有断弧、断气、断水、安全防护等故障处理功能,具有很好的柔性,通过更换工装夹具,可以完成各种空间复杂焊缝的焊接工作;完成了自动化工装夹具本体的设计与制造,可以将零件方便快捷地夹紧定位,保证焊接后零件变形满足设计和使用要求。

通过多次自动化焊接试验,2015年5月,系统圆满完成了试验件的焊接。6月下旬,使用双机器人自动焊接系统生产的首架盒段顺利下架,这也标志着洪都公司第一套双机器人自动焊接系统正式投入生产应用。

“科技”创新“工艺”。L15高教机的科技需求带动了焊接工艺的全面升级,双机器人自动焊接系统研究将使洪都形成一套机器人自动焊接工艺体系,这也将全面带动洪都公司焊接技术能力快速提升。