一提到“焊接”這個詞,很多人都會聯想起頭頂厚重的反光面具,伴隨著金屬之間一陣“嗞嗞”的融合音,汗流浹背的焊接師傅正迎接著一道道電光火石的沖擊。
可是,當踏足中航工業洪都先進智能工程研究中心實驗室,你會發現,“手”握焊槍的不是焊接師傅,而是機器人,在這里,一套全新的自動化機器人協同焊接系統在程序控制下正在對某型號的關鍵零件進行焊接。
“這套機器人系統是面向大型復雜薄壁焊接件而設計的,尤其適用于空間復雜、人工難以操作的特種材料、薄壁件的焊接。”課題的工藝技術指導專家肖熙介紹道。該系統已通過初步測試,是洪都公司首次采用兩臺焊接機器人與變位機協同對空間復雜工件的成功焊接。
要說起這套雙機器人協同焊接系統的誕生,還得先從L15高教機說起。L15高教機是洪都公司全力推出的、代表我國教練機最高技術水平、參與國際競爭的型號,采用了大量的新技術、新材料,因此,對焊接等工藝技術也提出了新要求。此前,洪都公司絕大多數二級焊縫的焊接,特別是非規則焊縫均由手工操作完成。手工焊接不規則焊縫的最大問題是焊接質量穩定性差,嚴重依賴于焊接操作人員技能水平及焊接操作時工作狀態。
當L15高教機由科研轉批量生產時,不規則焊縫零件就成了較為突出的攻關項目。例如,后邊條盒段零件,該零件上的焊縫是兩道近似平行、帶尖角的空間曲線,焊接熱變形較難控制,且該零件加工周期長,單件價值高,焊接質量直接影響型號推進。
為了使零件焊接質量較好受控,同時順應焊接自動化發展趨勢,提升企業智能化制造能力,洪都公司成立了課題研究組,專攻重要零件不規則焊縫實現自動化焊接的難題。
經過一年的需求分析、方案論證,課題組提出研發雙機器人自動焊接系統的設想。在人才引進、資金支持等配套政策的大力支持下,2014年10月,該項目的研制正式啟動。
項目團隊進行了大量復雜薄壁零件的焊接工藝試驗,在保證焊接質量的同時克服了拐角處不熄弧的難題。重點攻克了自動化焊接工藝、多機器人協同控制、機器人布局仿真、機器人示教編程、系統集成控制等關鍵技術。同時,實現了監控分系統、機器人分系統、焊接分系統、自動化工裝夾具分系統、安全防護分系統的高度集成,具有斷弧、斷氣、斷水、安全防護等故障處理功能,具有很好的柔性,通過更換工裝夾具,可以完成各種空間復雜焊縫的焊接工作;完成了自動化工裝夾具本體的設計與制造,可以將零件方便快捷地夾緊定位,保證焊接后零件變形滿足設計和使用要求。
通過多次自動化焊接試驗,2015年5月,系統圓滿完成了試驗件的焊接。6月下旬,使用雙機器人自動焊接系統生產的首架盒段順利下架,這也標志著洪都公司第一套雙機器人自動焊接系統正式投入生產應用。
“科技”創新“工藝”。L15高教機的科技需求帶動了焊接工藝的全面升級,雙機器人自動焊接系統研究將使洪都形成一套機器人自動焊接工藝體系,這也將全面帶動洪都公司焊接技術能力快速提升。