2022年信阳市质量月系列活动之：
质量标杆经验分享（十六）
河南凯源水务科技有限公司
实施机器人焊接关键技术管理的经验
河南凯源水务科技有限公司创建于2016年，是一家专业从事“系统成套给排水集成设备”和“智慧水务系统软件开发利用及物联网运维平台搭建”为核心的现代化国家高新技术企业。公司坚持质量第一的原则，自主研发并实际应用了三工位一体焊接机器人，既保证了零部件的精细程度，又提高了产品质量。经过机器人焊接关键技术制造的产品，如系统集成无负压供水设备、地埋式消防一体化泵站等设备，质量有保障，广泛应用于市政、厂矿企业、城建集团、房地产、环保等多个行业领域。目前，直饮水设备、环保污水处理设备等设备性能指标均处于国内先进水平。
一、实施背景
1.焊接机器人国内研究现状：虽然中国机器人产业发展迅速，但在使用密度上，仍低于世界制造业领先国家的水平，其原因在于机器人的易用性和适应性得不到重视，使得国内基于工业机器人的智能装备的设计、生产、研究与企业需求不能很好的匹配，严重阻碍了国内机器人产业的发展。工业机器人按照应用领域，可分为搬运与上下料机器人、焊接机器人、装配及拆卸机器人、喷涂机器人等，其中焊接机器人对机器人轨迹控制精度要求最高，技术难度最大，是最早使用、应用最广泛的工业机器人之一，涉及汽车、轨道交通装备制造、工程机械和重型机械等行业，成为现代制造技术无可替代的重要角色。
2.焊接机器人国外研究现状：如今国际上焊接机器人行业已经形成了以瑞典abb、德国kuka、日本的fanuc和安川四大家族为首，意大利的comau、美国的adepttechnology、日本川崎重工、松下和otc等各具特色的厂家为辅的市场格局。瑞典abb公司的核心技术是运动控制系统，可实现运动速度、周期时间等机器人性能控制，大幅度提高生产质量、效率和可靠性。特别是针对弧焊领域，abb提供焊接机器人arcpack弧焊功能程序，其中包含大量专用弧焊功能，可根据具体焊接要求执行对应的程序，具有较强的易用性。
二、实施过程中的特色点
目前，公司自主研发应用的焊接机器人主要为弧焊型机器人。在焊接较宽焊缝或者普通角接焊缝等工件时，其核心是使用摆弧算法进行单道焊接作业。焊接机器人采用摆弧路径进行焊接作业与非摆弧路径焊接相比，可获取较宽熔宽的焊缝、减少不必要的焊接道次、缩短总体作业时间进而提高焊接效率，且焊接表面成形效果更佳。
公司研发并应用三工位一体焊接机器人进行生产，大大节省了购买机器人及其配件的资金，多个机器人对场地的要求。
如图1所示：如果单个机器人并排放置，需要预留足够的操作空间，场地需求大，但三工位一体，可把三个工位布置在机器人的四周，大大节省了操作空间，机器人放置在可移动平台上，通过含有plc的控制柜进行调整机器人所在的工位，在生产中，如果只有单个机器人，当需要焊接不同的焊缝时，首先需要调整机器人的焊接程序，其次还有可能需要更换焊接平台。在焊接相贯线焊缝时，当工件固定时，仅有机器人进行移动、旋转时，机器人在程序运行时，很容易达到机器人六轴中的某个轴的死点。
图1凯源三工位一体焊接机器人设
图2凯源设备工作台运转图
如图2所示：工作台可通过控制柜进行旋转、移动，机器人移动中的某个死点，可通过工作台的选中很轻易的避免，由控制柜控制工位的移动、旋转，以及焊接过程中的送丝，机器人负责把焊枪送到指定位置，然后通过机器人和工作台移动旋转的相互配合，完成相贯线焊缝的焊接，在机器人第六轴焊枪部位加装三线激光条纹生成器，通过激光校准的自动纠偏，可减少因工件安装在工作台上的误差造成的焊缝不均匀。
三、实施效果
1.经济效益：公司不断提升自主创新能力和核心竞争力，对焊接机器人关键技术的管理，现场操作人员减少，人力成本降低，通过对各个流程环节进行管控，整体产品质量稳定，客户满意度上升，促进企业在生产中转型升级，让企业实现制度化、标准化、长期化和严格化生产，大幅度的提高了产品的质量。实现了以工业机器人、非标自动化设备为主体生产、人力辅助管理，将公司的整体产能提高，人力成本缩减。同时也让公司员工形成质量意识，工作效率等大幅度的提升，不仅产品质量得到提升与保证，还给公司带来了大量的订单及一些优质的客户，创造了巨大的经济效益，并得到客户的信任，赢得大家一致的认可，为公司营造了良好的品牌形象。
2.社会效益：本着“绿色发展、永续经营”的愿景，坚持走专业化、标准化、智能化的发展道路。同时秉承自主创新、科技发展的模式，奉行与客户共赢的发展战略，实现公司长远战略目标与社会价值。机器人焊接关键技术的管理运用，制造的设备质量有保障，不仅有利于“智慧城市”工程的建设，还可以促进城市的和谐、稳定、快速发展。经过机器人焊接关键技术制造的产品，如系统集成无负压供水设备、地埋式消防一体化泵站等设备，广泛应用于市政、自来水公司、厂矿企业、城建集团、房地产、电力、水利、环保等多个行业领域。
