蓬勃發(fā)展的我國(guó)焊接輔助設(shè)備與器具制造行業(yè)
1、前言
焊接輔助設(shè)備與器具制造行業(yè)自設(shè)立以來在整個(gè)焊接行業(yè)中占有重要地位，并受到業(yè)內(nèi)人士的高度重視。十五年來我國(guó)焊接輔助設(shè)備與器具制造行業(yè)在原有基礎(chǔ)上有了較快的發(fā)展，焊接輔助設(shè)備品種已從傳統(tǒng)的三大機(jī)－焊接操作機(jī)、變位機(jī)、滾輪架擴(kuò)大到各種焊接專用成套設(shè)備，機(jī)器人工作站配套設(shè)備、焊接生產(chǎn)線和柔性焊接生產(chǎn)系統(tǒng)等。從事焊接裝備設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的企業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高。
2、我國(guó)焊接輔助設(shè)備與器具制造行業(yè)的發(fā)展歷程
焊接輔助設(shè)備確切的名稱應(yīng)為焊接工藝裝備。凡生產(chǎn)焊接結(jié)構(gòu)的加工設(shè)備和裝置均屬于焊接工藝裝備，其中包括備料設(shè)備，焊接裝配工夾具，焊接變位機(jī)械、焊件后處理設(shè)備等。與焊接工序直接有關(guān)的焊接工藝裝備主要有坡口加工設(shè)備，焊接裝配工夾具、焊接變位機(jī)，焊接操作機(jī)、專用成套焊接設(shè)備，機(jī)器人工作站和焊接生產(chǎn)線等。
我國(guó)焊接工藝裝備制造行業(yè)起步較晚，直到二十世紀(jì)70年代初才在上海、成都、長(zhǎng)春等地陸續(xù)建成一批專門生產(chǎn)焊接工藝裝備的制造廠。進(jìn)入80年代，隨著國(guó)內(nèi)焊接工藝裝備需用量的日益增長(zhǎng)，各地又相繼成立了多家中小型焊接裝備生產(chǎn)廠。近期又新建成或改建具有一定規(guī)模的焊接裝備生產(chǎn)企業(yè)。迄今，我國(guó)已有24家焊接裝備生產(chǎn)企業(yè)，年產(chǎn)量2000萬(wàn)元以上的已有10多家。有些企業(yè)發(fā)展速度較快,并已具有較大的規(guī)模，某些焊接裝備已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。例如無(wú)錫陽(yáng)通機(jī)械設(shè)備有限公司，2001年的銷售總額已達(dá)1.2億，躍居本行業(yè)之首，全行業(yè)年總銷售額已達(dá)5億左右。
在焊接裝備的品種、技術(shù)特性方面，80年代初期我國(guó)生產(chǎn)的焊接裝備大多是較簡(jiǎn)單的焊接操作機(jī)、滾輪架、變位機(jī)、翻轉(zhuǎn)機(jī)和回轉(zhuǎn)平臺(tái)等，成套性較差、自動(dòng)化程度低，只能算作機(jī)械化的焊接設(shè)備。80年代后期，由于大量引進(jìn)了國(guó)外較先進(jìn)的成套焊接裝備，促進(jìn)了國(guó)產(chǎn)焊接裝備的技術(shù)進(jìn)步，無(wú)論是裝備的成套性、自動(dòng)化程度還是設(shè)備的精度和制造質(zhì)量都有不同程度的提高。目前我國(guó)已能生產(chǎn)8m×10m重型立柱橫梁式操作機(jī)，配有先進(jìn)的窄間隙埋弧焊機(jī)頭的門架式縱縫焊機(jī)和立柱橫梁式窄間隙環(huán)縫焊機(jī)。重型焊接滾輪架的最大噸位達(dá)400t。重型容器環(huán)縫窄間隙埋弧焊和內(nèi)壁大面積堆焊必須配備的工藝裝備—自動(dòng)防竄滾輪架已研制成功并投運(yùn)多年，防竄精度為±1.5mm。焊接變位機(jī)已系列化生產(chǎn)，最大承載能力達(dá)100t，每年都有各種汽車、機(jī)車、工程機(jī)械部件焊接用大、中型單面回轉(zhuǎn)和雙面回轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)機(jī)投運(yùn)。大量生產(chǎn)汽車、摩托車部件專用成套弧焊機(jī)和阻焊機(jī)，大、中型軋輥堆焊機(jī)，大口徑管焊接生產(chǎn)線；H型鋼和箱形梁焊接生產(chǎn)線。在焊接裝備的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)中廣泛采用了當(dāng)代較先進(jìn)的交流電機(jī)變頻調(diào)速、直流電機(jī)的可控硅調(diào)速，PLC可編程控制器、伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、微機(jī)和工業(yè)計(jì)算機(jī)控制等。焊接裝備的自動(dòng)化程度有了較大的提高。焊 接操作機(jī)可按用戶的需要配備焊縫自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)和工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)。
在焊接機(jī)器人工作站配套設(shè)備方面我國(guó)已相繼成立首鋼莫托曼機(jī)器人有限公司和沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司，目前已能為國(guó)內(nèi)用戶每年生產(chǎn)100臺(tái)套以上的各種中小型機(jī)器人工作站。
國(guó)內(nèi)焊接裝備配套器具的生產(chǎn)已形成一定的規(guī)模，產(chǎn)品質(zhì)量已接近國(guó)際水平。據(jù)最近統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)送絲機(jī)，各種焊槍、導(dǎo)電嘴、減壓器、流量計(jì)、工夾具、焊條、焊劑烘干設(shè)備、陶瓷噴嘴等的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)共34家，年產(chǎn)值超過億元。值得一提的是，廣州阿比泰克焊接技術(shù)有限公司已與國(guó)內(nèi)多家焊槍配套件廠家組成集團(tuán)公司，生產(chǎn)規(guī)模迅速擴(kuò)大，2001年焊槍總產(chǎn)量已達(dá)9000萬(wàn)元。
3、焊接輔助設(shè)備和器具行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)
去年9月，焊接輔助設(shè)備與器具專業(yè)委員會(huì)多名代表隨中國(guó)焊接協(xié)會(huì)組織的考察團(tuán)參觀了在德國(guó)埃森舉辦的第十五屆焊接與切割國(guó)際博覽會(huì)。其中有上百家焊接裝備生產(chǎn)廠商參展，展出了世界一流的各種先進(jìn)的自動(dòng)化焊接設(shè)備。反映了當(dāng)代世界焊接裝備的發(fā)展水平和趨勢(shì)。認(rèn)真分析所掌握的技術(shù)資料可以將其概括成以下五大特點(diǎn)。
⑴精密化 精密化的內(nèi)涵包括高精度、高質(zhì)量和高可靠性。從設(shè)備外觀上看有些焊接裝備幾乎接近于精密金屬切削機(jī)床，在精度要求上，以焊接機(jī)器人配套的焊接變位機(jī)為例，最高的重復(fù)定位精度為±0.05mm，機(jī)器人和精密操作機(jī)的行走機(jī)構(gòu)定位精度為±0.1mm，移動(dòng)速度的控制精度為±0.1％。
⑵大型化 焊接裝備的大型化是焊接結(jié)構(gòu)向高參數(shù)、重型化和大型化發(fā)展的需要。如重型厚壁容器焊接中心的立柱橫梁操作機(jī)的最大規(guī)格已達(dá)12.5m×10m。龍門式操作機(jī)的規(guī)格為8m×8m。大型造船廠使用的門架式鋼板縱縫焊機(jī)最大行程為12m。集裝箱外殼整體組裝焊接中心門架式操作機(jī)的工作行程達(dá)16m。重型H型鋼和箱型梁生產(chǎn)線占地面積可達(dá)整個(gè)車間。
⑶多功能化 為充分發(fā)揮自動(dòng)化焊接設(shè)備的效率，一臺(tái)焊接裝備可按工藝要求裝備各種焊頭，如單絲和多絲埋弧焊，單絲或雙絲窄間隙埋弧焊頭 。
MIG／MAG焊頭和帶極堆焊頭等，與滾輪架，變位器或翻轉(zhuǎn)機(jī)配套可以完成筒體內(nèi)外縱環(huán)縫，封頭拼接縫，內(nèi)壁堆焊、大直徑接管環(huán)縫焊接等。
⑷數(shù)字化 焊接裝備的數(shù)字化控制雖然比傳統(tǒng)的金屬切削加工復(fù)雜得多，但實(shí)施數(shù)字控制的意義則更為重要，不僅提高了效率而且確保了批量生產(chǎn)過程中穩(wěn)定的焊接質(zhì)量還改善了操作環(huán)境。目前在焊接裝備控制系統(tǒng)中，采用PLC可編程控制器已成為最普通的控制器件，為提高焊接裝備自動(dòng)控制的功能和精度已開始采用基于PC機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)和直接數(shù)字控制系統(tǒng)，同時(shí)也為焊接裝備的網(wǎng)絡(luò)化控制和管控一體化提供了可能。
⑸智能化和集成化 焊接裝備的智能化控制是焊接過程自動(dòng)控制的高級(jí)形式，通過各種專用的計(jì)算機(jī)軟件可按原始工件和焊接參數(shù)對(duì)焊接工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化選擇。對(duì)于厚壁接頭、智能化控制可根據(jù)實(shí)測(cè)接頭的幾何尺寸自動(dòng)編制焊接程序和焊接工藝參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)焊接過程的全自動(dòng)化。
計(jì)算機(jī)集成化控制主要用于焊接生產(chǎn)線，是將焊接機(jī)器人或焊接操作機(jī)、焊接電源，工件變位機(jī)械，輸送機(jī)械、物流系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)軟件按預(yù)先編制的程序和所設(shè)置的工作參數(shù)通過現(xiàn)場(chǎng)總線通訊網(wǎng)絡(luò)和人機(jī)界面集成在一臺(tái)主控PC機(jī)上，構(gòu)成完整的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。同時(shí)可利用CAD／CAM／CAPP／CAE／PDM設(shè)計(jì)和管理軟件，實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品圖樣設(shè)計(jì)、制造工藝編制、生產(chǎn)計(jì)劃安排、生產(chǎn)過程控制、生產(chǎn)管理和物流管理的一體化。可見世界焊接裝備發(fā)展已將整個(gè)焊接行業(yè)帶入現(xiàn)代電子化制造的時(shí)代。
焊接配套器具的發(fā)展特點(diǎn)是精細(xì)化、電子化、多樣化和組合化，以適應(yīng)焊接裝備的快速發(fā)展。科技是不分國(guó)界的，我國(guó)的焊接裝備和配套器具也必然向上述趨勢(shì)發(fā)展。
