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中国应重视发展搅拌摩擦焊接机器人系统

导读: 重载工业机器人与先进的焊接主轴装备的系统集成实现搅拌摩擦焊,将极大提升焊接作业柔性,适用于空间复杂结构产品的批量化焊接制造,并进一步提升焊接自动化程度和生产效率。使用机器人搅拌摩擦焊焊接时,由于机器人柔性化程度高,焊接过程稳定且无需人为干涉,因此,焊接质量可以得到显著提升,且有利于降低焊接生产成本。

  全世界在役工业机器人大约有将近一半以上用于各种焊接生产。焊接机器人具有高效、质量稳定且通用性强等优点。焊接过程的柔性化、自动化、智能化已成为先进焊接装备的重要发展趋势。焊接机器人正经历着由单机示教再现型向多传感、智能化的柔性机器人工作站或多机器人工作群方向发展。

  机器人搅拌摩擦焊技术优势

  重载工业机器人与先进的焊接主轴装备的系统集成实现搅拌摩擦焊,将极大提升焊接作业柔性,适用于空间复杂结构产品的批量化焊接制造,并进一步提升焊接自动化程度和生产效率。使用机器人搅拌摩擦焊焊接时,由于机器人柔性化程度高,焊接过程稳定且无需人为干涉,因此,焊接质量可以得到显著提升,且有利于降低焊接生产成本。据国外统计机器人搅拌摩擦焊单件焊接成本比机器人氩弧焊低20%,只有多轴搅拌摩擦焊设备焊接成本的一半。由此可见,采用机器人进行搅拌摩擦焊在大规模工业生产中具有显著的成本优势。此外,机器人搅拌摩擦焊的主要技术优势有:绿色节能高效,焊接过程无污染;适用于复杂结构焊接,如平面二维、空间三维等结构;可匹配外部轴,自由扩展机器人工作空间;可实现多模式过程控制,如压力控制、扭矩控制等;接头质量良好,焊接过程稳定性好。

  机器人搅拌摩擦焊国内外发展现状

  自1997年开始,国外多家机构就开始研发机器人搅拌摩擦焊工艺技术及装备系统。近年来国外商业化的机器人搅拌摩擦焊系统不断涌现,德国IGM公司、日本川崎重工及日本FANUC公司推出了自主研发的机器人搅拌摩擦焊系统,瑞典ESAB公司与美国FSL公司在ABB机器人本体上成功集成了搅拌摩擦焊系统,实现了空间曲面结构焊接,在国内外多家科研机构得到应用。德国KUKA机器人集团与欧宇航(EADS)创新工作室历经十年合作研发,于2012年推出商业化的KR500MT机器人搅拌摩擦焊系统,成为近两年国际焊接工业展的重要亮点,得到国内外航空、航天、汽车、电力、电子等行业领域焊接工作者的普遍关注,并很快在电子行业得到推广应用。

  我国在机器人搅拌摩擦焊系统集成研发及工程化推广应用等方面一直远远落后于国外,近五年来国内才开始开展机器人搅拌摩擦焊工艺研发和系统集成研究。中航工业制造所作为国内首家从事搅拌摩擦焊技术研究的单位,于2013年从国外引进了一台重载机器人搅拌摩擦焊系统。在此基础上,开展了机器人搅拌摩擦焊技术的探索性研究,对机器人搅拌摩擦焊系统及空间曲面结构焊接有了初步认识。

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