HabasitW-01 Welder_PQ-01/8Plate焊接設(shè)備

一、產(chǎn)品應(yīng)用背景概述

（一）項(xiàng)目實(shí)施場(chǎng)景定位

在工業(yè)自動(dòng)化不斷發(fā)展的當(dāng)下，焊接作為制造業(yè)中關(guān)鍵的加工工藝，其自動(dòng)化水平直接影響著生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。本次應(yīng)用聚焦于工業(yè)自動(dòng)化焊接生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線主要針對(duì)金屬板材（Plate）的高精度對(duì)接焊接。在工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)中，如大型挖掘機(jī)的臂架、裝載機(jī)的車架等，這些結(jié)構(gòu)件需承受巨大的外力，對(duì)焊接質(zhì)量要求；壓力容器部件生產(chǎn)方面，像各類儲(chǔ)罐、反應(yīng)釜的制造，焊接質(zhì)量關(guān)乎容器的密封性與安全性。在這些場(chǎng)景中，傳統(tǒng)人工焊接依賴焊工的經(jīng)驗(yàn)與技能，不僅效率低下，難以滿足大規(guī)模生產(chǎn)需求，而且焊接質(zhì)量的一致性較差，容易出現(xiàn)焊接缺陷，影響產(chǎn)品性能與使用壽命。因此，引入自動(dòng)化焊接設(shè)備及適配的板材成為解決行業(yè)痛點(diǎn)的關(guān)鍵。

（二）核心設(shè)備技術(shù)參數(shù)

HabasitW - 01/8 Welder 作為核心焊接設(shè)備，搭載雙軸伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。這一系統(tǒng)使得設(shè)備在焊接過(guò)程中運(yùn)動(dòng)控制更為焊接速度可在 50 - 300mm/min 的范圍內(nèi)靈活調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同焊接工藝和板材厚度的需求。例如，在焊接較薄的板材時(shí)，可采用較高的焊接速度，提高生產(chǎn)效率；焊接厚板時(shí)，則降低速度，確保焊縫熔透和焊接質(zhì)量。其定位精度可達(dá) ±0.1mm，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的焊接軌跡控制，保證焊縫的均勻性和尺寸精度。

PQ - 01/8 Plate 選用 Q345B 熱軋鋼板作為基材，這種鋼材具有良好的綜合力學(xué)性能、焊接性能及低溫沖擊韌性 ，能滿足多種工業(yè)場(chǎng)景的使用要求。板材表面進(jìn)行鍍鋅處理，鍍鋅層厚度控制在 8 - 12μm，有效提高了板材的耐腐蝕性能，延長(zhǎng)了使用壽命。同時(shí)，板材平面度≤0.5mm/m，為焊接工裝提供了穩(wěn)定的承載平臺(tái)，保證了焊接過(guò)程中板材的穩(wěn)定性，減少因板材變形導(dǎo)致的焊接缺陷。

二、系統(tǒng)集成方案設(shè)計(jì)

（一）硬件配置架構(gòu)

1.  焊接單元布局：HabasitW - 01/8 Welder 設(shè)備通過(guò)龍門(mén)式機(jī)械臂搭載，這種搭載方式使得焊接設(shè)備在空間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)更加靈活，能夠覆蓋更大的工作區(qū)域，滿足不同尺寸工件的焊接需求。設(shè)備配備激光視覺(jué)焊縫跟蹤器，該跟蹤器利用激光掃描技術(shù)，實(shí)時(shí)獲取焊縫的位置信息，能夠快速準(zhǔn)確地識(shí)別焊縫的起始點(diǎn)、終點(diǎn)以及焊縫的走向。即使在工件存在一定制造或在焊接過(guò)程中因熱變形導(dǎo)致焊縫位置發(fā)生偏移時(shí)，激光視覺(jué)焊縫跟蹤器也能及時(shí)捕捉到這些變化，并將信息反饋給控制系統(tǒng)，確保焊接過(guò)程的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。同時(shí)，Welder 設(shè)備與生產(chǎn)線 PLC 控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)通訊，PLC 控制系統(tǒng)作為整個(gè)生產(chǎn)線的核心控制單元，能夠接收來(lái)自 Welder 設(shè)備以及其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的統(tǒng)一調(diào)度和管理。例如，當(dāng)生產(chǎn)線需要切換不同型號(hào)的工件進(jìn)行焊接時(shí)，PLC 控制系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序，快速調(diào)整 Welder 設(shè)備的焊接參數(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。

Plate 作為工件承載平臺(tái)，集成電磁吸盤(pán)固定裝置。電磁吸盤(pán)固定裝置利用電磁吸力，能夠快速、牢固地將工件固定在平臺(tái)上，避免在焊接過(guò)程中工件發(fā)生位移。定位基準(zhǔn)面與焊接坐標(biāo)系嚴(yán)格校準(zhǔn)，通過(guò)高精度的測(cè)量?jī)x器和校準(zhǔn)工藝，確保定位基準(zhǔn)面與焊接坐標(biāo)系的偏差在極小范圍內(nèi)，從而保證工件裝夾重復(fù)精度≤0.05mm。這一高精度的裝夾重復(fù)精度，使得每次焊接時(shí)工件的位置都能保持高度一致，為焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性提供了有力保障。

2.   工藝參數(shù)匹配：針對(duì) 8mm 厚度 Plate 板材，制定 MIG 焊接工藝方案。焊接電流設(shè)定在 220 - 250A，這個(gè)電流范圍能夠提供足夠的熱量，使焊絲和板材充分熔化，保證焊縫的熔深和強(qiáng)度。電弧電壓保持在 24 - 26V，合適的電弧電壓有助于維持電弧的穩(wěn)定燃燒，使熔滴過(guò)渡更加平穩(wěn)，從而改善焊縫的成型質(zhì)量。保護(hù)氣體成分為 80% Ar + 20% CO?，Ar 氣具有良好的保護(hù)性能，能夠有效地隔絕空氣中的氧氣和氮?dú)猓乐购缚p金屬被氧化和氮化；CO?氣則可以降低電弧的陰極壓降，提高電弧的穩(wěn)定性，同時(shí)還能增加熔池的流動(dòng)性，使焊縫的熔合更加充分。送絲速度控制在 6 - 8m/min，送絲速度與焊接電流、電弧電壓相互匹配，確保焊絲能夠均勻、穩(wěn)定地送入熔池，保證焊縫的連續(xù)性和質(zhì)量。結(jié)合 Welder 的擺動(dòng)焊接功能，通過(guò)調(diào)整擺動(dòng)幅度、頻率和速度等參數(shù)，使焊縫金屬能夠均勻地分布在焊縫兩側(cè)，實(shí)現(xiàn)焊縫熔深 3.5 - 4.0mm 的均勻熔合，滿足了焊接質(zhì)量對(duì)熔深的要求。

（二）軟件控制邏輯

1.  路徑規(guī)劃算法：采用基于笛卡爾坐標(biāo)系的直線插補(bǔ)與圓弧擬合算法。笛卡爾坐標(biāo)系能夠精確地描述焊接設(shè)備在空間中的位置和運(yùn)動(dòng)方向，直線插補(bǔ)算法可以根據(jù)設(shè)定的焊接路徑點(diǎn)，在相鄰兩點(diǎn)之間生成直線運(yùn)動(dòng)軌跡；圓弧擬合算法則能夠?qū)η€形狀的焊縫進(jìn)行精確的軌跡規(guī)劃，通過(guò)擬合出的圓弧軌跡，使焊接設(shè)備能夠沿著焊縫的輪廓進(jìn)行準(zhǔn)確的焊接。針對(duì)復(fù)雜工件輪廓，該算法能夠自動(dòng)識(shí)別輪廓的形狀和特征，生成相應(yīng)的焊接軌跡。在遇到 Plate 邊緣公差影響時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)邊緣位置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和計(jì)算，自動(dòng)調(diào)整焊接軌跡，避開(kāi)公差區(qū)域，確保焊接質(zhì)量不受影響。通過(guò)示教編程與離線仿真結(jié)合，操作人員可以通過(guò)示教盒手動(dòng)操作焊接設(shè)備，記錄下焊接路徑點(diǎn)，生成初步的焊接程序；離線仿真則利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行模擬，檢查焊接軌跡是否合理，是否存在碰撞等問(wèn)題。通過(guò)這種方式，將軌跡規(guī)劃控制在 ±0.2mm 以內(nèi)，保證了焊接軌跡的準(zhǔn)確性和可靠性。

2.   質(zhì)量閉環(huán)控制：實(shí)時(shí)采集焊接電流、電壓信號(hào)，利用 PID 調(diào)節(jié)技術(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償熱輸入波動(dòng)。PID 調(diào)節(jié)技術(shù)通過(guò)對(duì)比例（P）、積分（I）、微分（D）三個(gè)參數(shù)的調(diào)整，根據(jù)實(shí)際采集到的焊接電流、電壓信號(hào)與設(shè)定值之間的偏差，自動(dòng)調(diào)整焊接設(shè)備的輸出參數(shù)，使熱輸入保持穩(wěn)定。當(dāng)檢測(cè)到 Plate 表面粗糙度變化導(dǎo)致的電弧長(zhǎng)度波動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)能夠迅速響應(yīng)，通過(guò)自動(dòng)調(diào)整焊槍高度，保持電弧長(zhǎng)度的穩(wěn)定，確保焊接過(guò)程的穩(wěn)定性。通過(guò)這種質(zhì)量閉環(huán)控制方式，保證了焊縫成型一致性達(dá)到 ISO 5817 B 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，滿足了產(chǎn)品對(duì)焊接質(zhì)量的嚴(yán)格要求。

三、實(shí)施效果量化分析

（一）生產(chǎn)效率提升

在引入 HabasitW - 01/8 Welder 與 PQ - 01/8 Plate 的自動(dòng)化焊接系統(tǒng)之前，采用傳統(tǒng)手工焊接方式。在單班次 8 小時(shí)的工作時(shí)間內(nèi)，由于手工焊接速度相對(duì)較慢，且焊工需要頻繁休息以保證焊接質(zhì)量，熟練焊工平均每小時(shí)能完成 15 件板材的焊接，單班次產(chǎn)能僅為 120 件。引入自動(dòng)化焊接系統(tǒng)后，HabasitW - 01/8 Welder 的焊接速度穩(wěn)定且高效，配合精確的定位和快速的裝夾系統(tǒng)，每小時(shí)能夠完成 43.75 件板材的焊接，單班次產(chǎn)能提升至 350 件，生產(chǎn)效率提升了近 191.7%。

設(shè)備綜合利用率（OEE）作為衡量設(shè)備實(shí)際生產(chǎn)能力的重要指標(biāo)，在自動(dòng)化焊接系統(tǒng)投入使用后達(dá)到了 85%。通過(guò) PLC 控制系統(tǒng)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理，設(shè)備故障停機(jī)時(shí)間大幅減少。系統(tǒng)能夠提前對(duì)設(shè)備的關(guān)鍵部件進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)警，當(dāng)檢測(cè)到某些部件的運(yùn)行參數(shù)接近故障閾值時(shí)，及時(shí)通知維護(hù)人員進(jìn)行維護(hù)和更換，避免了設(shè)備突發(fā)故障導(dǎo)致的長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)。同時(shí)，智能排程系統(tǒng)根據(jù)訂單需求和設(shè)備產(chǎn)能，合理安排生產(chǎn)任務(wù)，減少了設(shè)備的閑置時(shí)間，進(jìn)一步提高了設(shè)備的綜合利用率。

因定位導(dǎo)致的返工率從傳統(tǒng)手工焊接的 15% 降至 2.3%。在傳統(tǒng)手工焊接中，焊工依靠經(jīng)驗(yàn)和肉眼進(jìn)行定位，難以保證每次定位的準(zhǔn)確性，容易出現(xiàn)焊縫位置偏差，從而導(dǎo)致返工。而自動(dòng)化焊接系統(tǒng)采用高精度的激光視覺(jué)焊縫跟蹤器和精確校準(zhǔn)的定位基準(zhǔn)面，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整焊縫位置，確保焊接過(guò)程的準(zhǔn)確性，大大降低了因定位導(dǎo)致的返工率，有效縮短了產(chǎn)品交付周期，提高了生產(chǎn)效率 。

（二）質(zhì)量穩(wěn)定性優(yōu)化

通過(guò)連續(xù)對(duì) 1000 件焊接件進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)比傳統(tǒng)焊接工藝，焊縫寬度波動(dòng)范圍從 ±1.2mm 收窄至 ±0.5mm。自動(dòng)化焊接系統(tǒng)通過(guò)精確控制焊接電流、電壓以及送絲速度等參數(shù)，保證了焊接過(guò)程的穩(wěn)定性。在焊接過(guò)程中，PID 調(diào)節(jié)技術(shù)根據(jù)實(shí)時(shí)采集的焊接參數(shù)，自動(dòng)調(diào)整設(shè)備的輸出，使焊接熱輸入保持穩(wěn)定，從而確保焊縫寬度的一致性。

熔合比偏差控制在 ±5% 以內(nèi)，這得益于焊接工藝參數(shù)的精確匹配和自動(dòng)化焊接設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。在制定焊接工藝方案時(shí)，充分考慮了板材的材質(zhì)、厚度以及焊接方法等因素，通過(guò)大量的試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，確定了佳的焊接參數(shù)組合。在實(shí)際焊接過(guò)程中，設(shè)備嚴(yán)格按照設(shè)定的參數(shù)運(yùn)行，保證了熔池的形成和熔合過(guò)程的穩(wěn)定，有效控制了熔合比偏差。

經(jīng) UT 超聲波探傷檢測(cè)，Ⅱ 級(jí)以上合格焊縫占比達(dá) 98.7%，滿足 ASME BPVC Section IX 焊接工藝評(píng)定要求。UT 超聲波探傷檢測(cè)是一種常用的無(wú)損檢測(cè)方法，能夠檢測(cè)出焊縫內(nèi)部的缺陷，如氣孔、裂紋、夾渣等。自動(dòng)化焊接系統(tǒng)通過(guò)提高焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性，減少了焊接缺陷的產(chǎn)生，使得 Ⅱ 級(jí)以上合格焊縫的占比大幅提高，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性 。

（三）成本效益分析

設(shè)備初期投資回收期為 14 個(gè)月。在項(xiàng)目實(shí)施初期，對(duì) HabasitW - 01/8 Welder 與 PQ - 01/8 Plate 等設(shè)備進(jìn)行了一定的資金投入。隨著自動(dòng)化焊接系統(tǒng)的運(yùn)行，生產(chǎn)效率大幅提升，產(chǎn)品質(zhì)量得到改善，帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)成本和銷售收入的詳細(xì)核算，在 14 個(gè)月內(nèi)，設(shè)備所帶來(lái)的效益就覆蓋了初期的投資成本，實(shí)現(xiàn)了投資回收。

單位產(chǎn)品焊接能耗較傳統(tǒng)設(shè)備降低 22%。自動(dòng)化焊接設(shè)備采用了優(yōu)良的節(jié)能技術(shù)，優(yōu)化了焊接電源的效率和能量傳輸方式。在焊接過(guò)程中，根據(jù)焊接工藝的實(shí)際需求，精確控制焊接電流和電壓，避免了能量的浪費(fèi)。同時(shí)，設(shè)備的智能控制系統(tǒng)能夠在設(shè)備空閑時(shí)自動(dòng)進(jìn)入節(jié)能模式，進(jìn)一步降低了能耗。

人工成本節(jié)約 40%。傳統(tǒng)手工焊接需要大量的焊工，而自動(dòng)化焊接系統(tǒng)只需少量的操作人員進(jìn)行設(shè)備監(jiān)控和維護(hù)。以一條原本需要 10 名焊工的生產(chǎn)線為例，引入自動(dòng)化焊接系統(tǒng)后，僅需 6 名操作人員，人工成本顯著降低。同時(shí)，操作人員的技能要求相對(duì)降低，培訓(xùn)成本也相應(yīng)減少。

因質(zhì)量提升減少的返工成本占生產(chǎn)成本的 8.5%。由于焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性提高，產(chǎn)品的返工率大幅降低，減少了因返工所產(chǎn)生的人力、物力和時(shí)間成本。在傳統(tǒng)焊接工藝中，返工成本較高，不僅需要額外的人工進(jìn)行修復(fù)，還可能導(dǎo)致原材料的浪費(fèi)和生產(chǎn)進(jìn)度的延誤。而自動(dòng)化焊接系統(tǒng)通過(guò)提高焊接質(zhì)量，有效避免了這些問(wèn)題，降低了生產(chǎn)成本。

綜合以上各項(xiàng)因素，綜合制造成本下降 17.2%。自動(dòng)化焊接系統(tǒng)在提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，通過(guò)降低能耗、節(jié)約人工成本和減少返工成本等多方面，實(shí)現(xiàn)了綜合制造成本的顯著降低，提高了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

四、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與展望

（一）項(xiàng)目實(shí)施難點(diǎn)突破

在焊接過(guò)程中，由于不同批次 PQ - 01/8 Plate 板材表面粗糙度存在差異，導(dǎo)致焊接過(guò)程中電弧穩(wěn)定性受到影響。當(dāng)板材表面粗糙度較大時(shí)，電弧容易發(fā)生漂移，使得焊接電流和電壓出現(xiàn)波動(dòng)，進(jìn)而影響焊縫質(zhì)量。為解決這一問(wèn)題，引入了電弧傳感器與自適應(yīng)控制算法。電弧傳感器通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電弧的電壓、電流信號(hào)以及電弧的形態(tài)變化，能夠快速準(zhǔn)確地感知電弧的穩(wěn)定性。自適應(yīng)控制算法則根據(jù)電弧傳感器采集到的數(shù)據(jù)，自動(dòng)調(diào)整焊接參數(shù)，如焊接電流、電壓和送絲速度等，以適應(yīng)板材表面粗糙度的變化。通過(guò)這種方式，有效保證了在不同表面粗糙度條件下焊接過(guò)程的穩(wěn)定性和焊縫質(zhì)量的一致性。

針對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件焊接時(shí)，因熱應(yīng)力集中導(dǎo)致的變形問(wèn)題，采用了反變形工裝設(shè)計(jì)與熱應(yīng)力模擬分析相結(jié)合的方法。在設(shè)計(jì)工裝時(shí)，根據(jù)板材的材質(zhì)、厚度以及焊接工藝參數(shù)，預(yù)先計(jì)算出焊接過(guò)程中可能產(chǎn)生的變形量和變形方向，然后在工裝設(shè)計(jì)中加入相應(yīng)的反變形量，使工件在焊接后能夠抵消一部分變形，從而達(dá)到設(shè)計(jì)要求的尺寸精度。同時(shí)，利用熱應(yīng)力模擬分析軟件，對(duì)焊接過(guò)程中的熱應(yīng)力分布進(jìn)行模擬分析，預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的變形區(qū)域和變形程度，為反變形工裝的設(shè)計(jì)提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。通過(guò)這種方法，將復(fù)雜結(jié)構(gòu)件焊接變形量控制在 ±1.5mm 以內(nèi)，滿足了產(chǎn)品的精度要求。

（二）行業(yè)應(yīng)用推廣價(jià)值

在汽車制造行業(yè)，車身焊接生產(chǎn)線對(duì)焊接精度和生產(chǎn)效率要求。HabasitW - 01/8 Welder 與 PQ - 01/8 Plate 的自動(dòng)化焊接系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)車身零部件的高精度焊接，提高車身的整體強(qiáng)度和密封性，同時(shí)大幅提高生產(chǎn)效率，滿足汽車制造業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的需求。在電子制造行業(yè)，對(duì)于小型金屬部件的焊接，該系統(tǒng)的高精度定位和穩(wěn)定的焊接工藝能夠保證焊點(diǎn)的質(zhì)量和可靠性，避免虛焊、短路等問(wèn)題，提高電子產(chǎn)品的性能和穩(wěn)定性。

從成本效益角度來(lái)看，對(duì)于中小企業(yè)而言，引入自動(dòng)化焊接系統(tǒng)雖然初期投資較大，但從長(zhǎng)期來(lái)看，能夠有效降低人工成本和廢品率，提高生產(chǎn)效率，增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。在節(jié)能減排方面，自動(dòng)化焊接設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)和優(yōu)化的焊接工藝，能夠降低單位產(chǎn)品的能耗，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，未來(lái)可進(jìn)一步探索智能焊接技術(shù)，如引入人工智能算法實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)的自動(dòng)優(yōu)化、利用機(jī)器人協(xié)作提高焊接的靈活性和適應(yīng)性等，以滿足不斷變化的市場(chǎng)需求和行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。

五、結(jié)論

HabasitW-01/8 Welder 與 PQ-01/8 Plate 的組合應(yīng)用，通過(guò)精準(zhǔn)的機(jī)械定位、高效的焊接工藝及智能控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了金屬板材焊接的自動(dòng)化升級(jí)，在提升生產(chǎn)效率、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量及降低制造成本方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，適用于對(duì)焊接精度與一致性要求較高的中厚板加工領(lǐng)域，為同類自動(dòng)化改造項(xiàng)目提供了可復(fù)制的技術(shù)方案。

四、應(yīng)用拓展與改進(jìn)方向

（一）多型號(hào)適配方案

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，不同的工業(yè)項(xiàng)目對(duì)板材的規(guī)格需求各不相同。為了使 HabasitW - 01/8 Welder 能夠適應(yīng)更多型號(hào)的 Plate 板材，我們開(kāi)展了多型號(hào)適配方案的研究。針對(duì)厚度在 5 - 15mm 范圍內(nèi)的不同規(guī)格 Plate 板材，焊接過(guò)程中的熱輸入、焊接速度以及焊接軌跡等參數(shù)都需要做出相應(yīng)調(diào)整。通過(guò)大量的工藝試驗(yàn)，我們深入研究了不同厚度板材在焊接時(shí)的特性，調(diào)整 Welder 焊接電源輸出特性。當(dāng)焊接較薄的 5mm 板材時(shí)，適當(dāng)降低焊接電流，以防止板材燒穿；而焊接 15mm 的厚板時(shí)，則提高焊接電流，確保焊縫熔透。同時(shí)，根據(jù)板材厚度的變化，對(duì)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，調(diào)整焊接速度和擺動(dòng)幅度等參數(shù)。例如，對(duì)于較薄的板材，采用較快的焊接速度和較小的擺動(dòng)幅度，以減少熱輸入，防止板材變形；對(duì)于厚板，則采用較慢的焊接速度和較大的擺動(dòng)幅度，保證焊縫的熔合質(zhì)量。

為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備的快速換型，我們建立了工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)。將不同規(guī)格板材的佳焊接參數(shù)以及設(shè)備運(yùn)行參數(shù)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)需要更換板材型號(hào)時(shí)，操作人員只需在控制系統(tǒng)中輸入相應(yīng)的板材規(guī)格信息，系統(tǒng)即可從數(shù)據(jù)庫(kù)中快速調(diào)取對(duì)應(yīng)的工藝參數(shù)，自動(dòng)調(diào)整焊接電源輸出特性和機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的快速切換。通過(guò)這一方案，設(shè)備的換型時(shí)間從原來(lái)的 45 分鐘大幅縮短至 15 分鐘，大大提高了生產(chǎn)線的柔性化水平，使其能夠快速響應(yīng)市場(chǎng)對(duì)不同規(guī)格產(chǎn)品的需求，在小批量、多品種的生產(chǎn)模式下具有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

（二）智能化升級(jí)路徑

隨著工業(yè) 4.0 和智能制造的發(fā)展，引入智能化技術(shù)成為提升焊接單元性能和競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。我們引入 AI 視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)，對(duì)焊接后的 Plate 進(jìn)行實(shí)時(shí)焊縫質(zhì)量評(píng)估。在焊接過(guò)程結(jié)束后，AI 視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)高清攝像頭對(duì)焊縫進(jìn)行拍照，利用圖像識(shí)別算法和深度學(xué)習(xí)模型對(duì)焊縫的外觀進(jìn)行分析，檢測(cè)焊縫是否存在裂紋、氣孔、未熔合等缺陷，同時(shí)測(cè)量焊縫的寬度、高度等尺寸參數(shù)。通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)的焊縫質(zhì)量圖像和參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確地判斷焊縫質(zhì)量是否合格，并對(duì)缺陷進(jìn)行分類和定位。例如，當(dāng)檢測(cè)到焊縫存在裂紋時(shí)，系統(tǒng)能夠精確地確定裂紋的位置和長(zhǎng)度，為后續(xù)的修復(fù)工作提供準(zhǔn)確的信息。

結(jié)合設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)構(gòu)建預(yù)測(cè)性維護(hù)模型，是智能化升級(jí)的另一個(gè)重要方面。在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)采集焊接電源的電流、電壓、功率等參數(shù)，以及機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)速度、位置、加速度等數(shù)據(jù)。利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)與故障之間的關(guān)聯(lián)模型。當(dāng)模型檢測(cè)到設(shè)備運(yùn)行參數(shù)出現(xiàn)異常變化，預(yù)示著可能發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)提前發(fā)出預(yù)警信息，通知維護(hù)人員進(jìn)行設(shè)備檢查和維護(hù)。通過(guò)這種預(yù)測(cè)性維護(hù)方式，我們將設(shè)備故障停機(jī)時(shí)間降低了 30%，有效提高了設(shè)備的可靠性和生產(chǎn)效率。同時(shí)，通過(guò)將焊接單元與數(shù)字化車間系統(tǒng)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享和生產(chǎn)過(guò)程的統(tǒng)一管理，推動(dòng)了整個(gè)生產(chǎn)線向數(shù)字化、智能化方向發(fā)展。

 HabasitW-01 Welder_PQ-01/8Plate焊接設(shè)備