基于压路机主机架自动化焊接工艺研究

李俊涛

摘要：压路机主机架焊接中自动化焊接工艺的实现，可有效提高整体焊接效率，在信息化技术、自动化技术的支持下，可有效避免人工所产生焊接误差。基于此，文章以压路机主机架设备为切入点，对压路机主机架结构特性进行论述，分析焊接变形工艺防控的新旧措施，对焊接设备选择、系统设定、参数设定以及实际应用进行研究。

关键词：压路机;主机架;自动化;焊接工艺

0  引言

在智能化、信息化技术与焊接技术的结合下，令传统焊接工艺实现自动化运行，其对于我国现有的焊接行业发展来讲，起到一定的促进作用。对于压路机主机架焊接工作来讲，通过机器人自动化焊接，可依据内部程序的设定，实现全方位的焊接，极大降低人工的投入，且在精密化算法的支持下，可有效降低实际加工所产生的误差。同时以自动化焊接工艺为施行载体，可最大限度的降低主机架构件焊接时所产生的内应力，以提高主机架焊接后的质量特性，提高基础设施的使用寿命。

1  压路机主机架结构特性

压路机是道路工程施工中常用的机械设备，起到填方压实的作用，特别是针对沥青、粘性类土壤，通过压路机自身的重力，可令地基层产生永久性的密实形变，进而提高道路的质量性能。压路机主机架主要是由发动机、变速箱、后桥保护体等组成，然后通过钢架、钢板等设施，将各类驱动构件进行连接，其从组成形式来看，可以将其界定为一个钢制框架结构，如图1所示，为压路机主机架的结构。主机架重量约为2500kg，钢质板材厚度为5～55mm，钢材焊接为搭接、对接与角接。

2  焊接变形工艺防控的新旧措施比对

2.1 传统变形防控手段

在主机架焊接过程中，由于钢材部件本身衔接性以及工艺参数的问题，实际焊接将产生一定形变误差。传统的焊接工艺是针对焊接位置，来设定独立的固定支撑点，以降低焊接过程的形变量的产生。通常情况下，利用千斤顶设备将待焊接的主机架支撑起来，然后利用一定口径的方钢对主机架进行配重处理，令主机架在支撑起来后形成一个空间稳定状态。然而在实际焊接施工时，主机架因焊接所产生的余温将令钢材设备形成一定的内缩式应力，进而令主机架内档結构减小。传统焊接的防变形工艺，是将主机架的焊接部位与工艺支撑设备相连，以防止产生内应力，当焊接完成后，需将工艺支撑设备进行拆除，此过程将极大消耗人力资源、物力资源的投入。此外，受压路机主机架型号的不同，每对一个新型号的设定进行工艺焊接时，都需对工艺支撑系统进行重新界定，其将加大焊接成本。

2.2 新型变形防控手段

新型变形防控手段省略了传统工艺支撑焊接的步骤，通过螺纹杆、支撑杆的安装，来对主机架设备起到支撑作用，然后通过对螺纹杆方向调节、支撑杆高度调节，来正确界定出与焊接中期、后期相对等的参数，以此来满足主机架内档的焊接需求。

3  焊接设备选择及系统设定

自动化焊接工艺是指利用设备的自动化操控工艺，令机械设备执行固定的程序指令，满足设备的联动操控需求。在对焊接变位机设备进行择定时，考虑到工件的呈现出应用特性，应采用双回转焊接工艺对钢材部件进行焊接处理，此类焊接工艺可有效将两个钢材进行契合，然后通过内部程序指令的设定，分析出焊接机器人在工艺施行过程中的相应轨迹，并依据轨迹行踪来正确界定出系统与部件之间存在的联动关系。焊接机器人变位机上的装夹工具，应发挥出中心定位的功能，在主机架钢板焊接转折点的侧板处进行加固处理。最后，依据待焊接部件的质量来调整伺服电动机的工作参数，目前，多数焊接变位机采用的减速机系统，都具备无间隙的传动工艺，内部齿轮在传动与啮合过程中，可精准的反应在变位机设备之上，即齿轮啮合的回转形式控制着变位机设备的各类工作状态，例如，翻转、侧旋等，以保证将各个焊接点正面呈现给焊接人员，进而使焊接人员及时观测到焊接部位存在的不足，以进行补焊处理。此类焊接工艺对于部件焊接中所产生的内应力来讲，可有效均衡内应力，通过装夹设备来抵消焊接过程中内应力，进而提高焊接后钢材的结构力。

焊接系统在设计过程中，考虑到焊接工艺的可实施性，以传统的侧挂六轴系统为基础，增加三个方向轴，且每一个机械轴都应具备独立的保护系统。通过将机械轴在空间中的运动参数进行独立编码的设定，使机械轴可实现有序化的运行。此外，每一个机械轴在实际运行过程中，应配备独立的驱动以及制动系统，确保机械轴与机械轴在实际应用过程中，更为精准的作用到系统操作中，进而提高系统的主驱动操控能力，为各类复杂工艺的操作奠定基础。

完整的焊接系统是由电源模块、水循环模块、接口模块、驱动模块等组成，在整体设定过程中，为保证在长时间的工作状态下，各类工作组件可实现最大技术契合，应考虑到设备本身的应用特性以及不同主机架型号、各类部件之间的焊接工艺等，确保系统在实际工作中，系统的指令与实际操作可形成精准契合。

4  焊接系统参数设定

焊接系统参数的设定决定着机器人自动化操控行为，通过系统与外部承接载体呈现出联动关系，可以正确控制机器人的摆动位置、焊接角度、送丝速度等，以保证系统在具体实现过程中，通过精准的执行某一类参数指令，实现多功能操作。

机器人焊接工艺流程如下，第一，焊接枪在进行空间定位时，是以内部各类参数的设定来对摆动距离、频率以及停留时间点进行确定，然后通过对各类运动参数进行调整，得出与之对应的焊接参数，保证焊接枪在空间运动中，可精准的作用到部件焊接位置中。第二，焊接参数的相关控制主要是以内部弧焊点为主，通过对电压、电流之间对接度的确定，来正确测定出参数在实际操作过程中存在的各类行为，例如，焊接电流、电压、速度等，每一类参数之间的联动性必须遵循一定的逻辑性，确保工艺验证可符合实际焊接需求，进而避免在材料表面形成咬肉、焊熘的现象，降低材料内应力，提高实际焊接质量。在利用机器人进行焊接时，考虑到系统本身的属于一体化操作模式，各类操作行为是按照系统既定的参数来执行的，为保证焊接工序在材料表面可精准的发挥出性能，应加大各类焊接工艺在材料表面的焊接机理，进而正确界定出材料与焊接之间的上下位关系。此外，在对压路机主机架进行焊接前，由于主体材料已经经历较长时间的损耗，要想保证焊接参数可精准的作用到材料本体上，这样就需要对已经存在耗损度的材料进行预处理。首先查验主机架材料的组成结构，是契合件上的损伤，还是单一材质上的损伤，然后依据材料契合形式，进行坡口处理，以此来提高实际焊接质量。各类焊接参数在实际界定过程中，应合理的确定出焊接速度与焊接角度之间的关系。同时，考虑到主机架的焊接过程中，整个焊接脚的呈现出位置差较大，从实际焊接实践来看，多数主机架所形成的焊接角一般以在13～16mm之间，为尽量缩短实际工作中产生误差值，应依据焊接枪在不同空间位置呈现出的间距值来设定出多道操作工序，通过指令之间的联动度，令焊枪在空间中的工作位置进行有效转变，以此来满足不同的焊接需求。

5  自动化工艺焊接应用

自动化工艺焊接是以整个系统为操控核心，通过相关指令的下达，来正确分析出整个过程参数实行的各项行为，然后通过外部传感器对焊枪工作路径以及实际加工环境，正确分析出焊枪在实际工作中存在的工序问题，当传感器所采集的信息与主系统工作参数存在误差时，则系统将依据既定的参数，来对现场工作参数进行调整，然后通过下达指令，令接下来的操作工序可符合实际加工需求，进而对压路机主机架进行规范、有序的焊接。

自动化焊接工艺在运行过程中，属于一体化工作形式，其对于主机架焊接材料来讲，要想保证整个工序操作的连续性，则应针对系统本身的行为来正确界定出某一项参数所产生工作行为的异常性以及精准性。由于主机架材料每个位置的厚度存在不均匀性，焊接机器人要想实现智能化、自动化的操控，是以系统内部智能化模块为实际操控平台，对每一类数据参数进行正确核对，然后依据系统参数之间存在的差值，來对运行参数进行调节，此过程是以信息反馈机制为平台，通过建设多维度的操控机制，保证系统指令在具体实现过程中，可更为精准的某一项操控指令，以此来对焊接细节进行优化。考虑到机器固定参数的焊接形式在实际应用过程中，焊接差值较大的情况，智能系统内部的神经网络算法、模糊控制算法等，可针对系统操作行为来正确界定出当前操控行为所存在的误差值，然后依据系统的线程操控，来提高焊接的稳定性与精度性。例如，在对主机架的两个构件的联动处进行焊接时，在实际焊接过程中，应考虑到后续部件的开焊问题以及内应力与荷载力的对等问题，以智能系统为核心的操控平台，则可依据传感器及时将对现场环境的操控信息进行采集，进而保证系统运行过程中不会产生因操作误差所带来的焊接精度问题。

6  结语

综上所述，从我国现阶段的焊接工艺发展来看，在高新技术、理念的支持下，我国焊接工艺已经由传统的人工焊接逐渐向智能化焊接方向所转变，其极大提高现有的焊接效率与精准性，且在内部参数的核定下，可有效降低焊接部件内应力的产生。本文则是以压路机主机架的焊接为例，进行相关分析与探讨。

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