焊接机器人接头焊接技术的研究与应用

焊接机器人接头焊接技术的研究与应用

亓宏展牛晓峰李波李长秋刘亮

山东能源重装集团莱芜装备制造有限公司

焊接机器人是从事焊接的工业机器人。根据国际标准化组织（ISO）工业机器人属于标准焊接机器人的定义，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机（Manipulator），具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。

焊接机器人是一个机电一体化的设备，可以按用途、结受控运动方式、驱动方法等观点对其进行分类。

1、按用途来分，焊接机器人可分为以下两类：

1)弧焊机器人

弧焊机器人是包括各种电弧焊附属装置在内的柔性焊接系统，而不只是一台以规划的速度和姿态携带焊枪移动的单机因而对其性能有着特殊的要求。运动过程中速度的稳定性和轨迹精度是两项重要指标。

2)点焊机器人

汽车工业是点焊机器人系统一个典型的应用领域，在装配每台汽车车体时，大约60%的焊点是由机器人完成。

2、按结构坐标系特点来分，焊接机器人又可分为以下几类：

1)直角坐标型，结构和控制方案与机床类似，其到达空间位置的三个运动(z)是由直线运动构成，运动方向互相垂直.其末端操作器的姿态调节由附加的旋转机构实现。

2)圆柱坐标型，在基座水斗转台上装有立柱，水平臂可沿立柱作上下运动并可在水平方向伸缩。

3)球坐标型，与圆柱坐标结构相比较，这种结构形式更为灵活。

4)全关节型机器人，结构类似人的腰部和手部，其位置和姿态全部由旋转运动实现。

3、根据受控运动方式，焊接机器人可分为以下几类：

1)D点位控制(PTP)型机器人，受控运动方式为自一个点位目标移向另一个点位目标，只在目标点上完成操作。

2)连续轨迹控制(CP)型机器人，各关节同时作受控运动，使机器人终端按预期的轨迹和速度运动。

4、按驱动方式分，焊接机器人可分为三类：气压驱动、液压驱动、电气驱动。

本文主要探讨解决油缸、液压千斤顶类的接头焊接，针对油缸、千斤顶外形主要为圆柱体，其接头外形大多为方形体，两者接触面即为焊接区域（圆柱侧弧面与长方形交汇面），焊接轨迹不规则，既有直线也有弧线，折线处不能断弧，需一次性焊接完成。

因此，我们选用全关节型弧焊机器人。为此，在对焊接机器人编程时，采用封闭式无断点圆滑过渡焊接。

焊接过程中出现的焊接缺陷一般有焊偏、咬边、气孔等几种，具体分析如下：

(1)出现焊偏可能为焊接的位置不正确或焊枪寻找时出现问题。这时，要考虑TCP(焊枪中/心点位置)是否准确，并加以调整。如果频繁出现这种情况就要检查一下机器人各轴的零位置，重新校零予以修正。

(2)出现咬边可能为焊接参数选择不当、焊枪角度或焊枪位置不对，可适当调整功率的大小来改变焊接参数，调整焊枪的姿态以及焊枪与工件的相对位置。

(3)出现气孔可能为气体保护差、工件的底漆太厚或者保护气不够干燥，进行相应的调整就可以处理。

(4)飞溅过多可能为焊接参数选择不当、气体组分原因或焊丝外伸长度太长，可适当调整功率的大小来改变焊接参数，调节气体配比仪来调整混合气体比例，调整焊枪与工件的相对位置。

(5)焊缝结尾处冷却后形成一弧坑，编程时在工作步中添加埋弧坑功能，可以将其填满。

参考文献

[1],吴瑞详.机器人技术与应用.北京:北京航空航天大学出版社,1994

[2],朱世强,王宣银.机器人技术及其应用.杭州:浙江大学出版社,2000

[3],徐元宣.工业机器人.北京:中国轻工业出版社,1999

浅析我国煤矿开采技术的现状及发展趋势

许海明

（山西高平科兴游仙山煤业有限公司048400）

摘要：随着我国煤矿开采技术的不断发展，煤矿企业面临的市场竞争日益激烈。煤矿开采隶属于传统工业生产领域中，其技术含量与其他工业生产相比，始终保持在一个较低的水平，缺乏高新技术作保障。煤矿的生产安全与开采效果将直接关系到企业的经济效益。现阶段，煤矿企业若要实现可持续发展，在竞争的浪潮中实现顺利转型，就要进一步发展煤矿开采技术，提高技术含量。

关键词：煤矿开采技术；现状；发展趋势

引言

煤矿企业是我国主要的传统生产企业类型。煤矿资源与人们的生活和生产息息相关，加强煤矿资源开采，就可以使煤矿得到充分利用。煤矿开采发展已经有一定的时间，现阶段，煤矿开采技术水平已有所提升，从最初的爆破开采到普通机械设备开采后，煤矿开采技术就开始进入机械化开采阶段，设备的档次不断提高，开采的效率日益提升。为进一步提高煤矿企业的效益，实现对煤矿的高效开采，就要引进先进的技术，使传统煤矿开采焕发新的生机。

一、我国煤矿开采常见技术

中国地大物博，幅员辽阔，每个地区的经济发展情况不同。经济发达地区和经济欠发达地区的技术水平也有很大差异，这样就会导致不同地区的煤矿开采技术不可同日而语。现阶段，我国煤矿开采技术形式既有全机械操作，又有半机械操作与手工操作相结合。迄今为止，我国的煤矿开采技术水平整体有所提升。

1、深矿井开采技术

深矿井开采技术适合应用于与地面相差1000米左右的煤层。这一距离可充分说明煤层与地面的距离较远，因此会对技术提出较高的要求。深矿井开采技术所开采的煤层往往会面临较大应力的原岩和较大塑性的岩体，加之面临的地温高，需承受很大的压力。由此可见，深矿井开采技术需要面临复杂、苛刻的开采环境。

2、采场围岩控制技术

采场围岩控制技术的应用范围十分广泛，是当下煤矿开采技术中的典型代表。采场围岩控制技术的应用和实践可以促进采场顶板相关理论的完善，更可以进一步保证采场顶板运动参数获取合理，准确掌握压力的分布情况[1]。

3、“三下一上”矿井采煤技术

“三下一上”矿井采煤技术的优势在于不破坏地面就可以进行煤矿开采。“三下”顾名思义在三个物体之下，即建筑、铁路、各种水体；“一上”为承压水体之上。在应用“三下一上”矿井采煤技术时，可利用先进的计算机建立模型对煤层进行仔细分析，及时归纳开采岩层的相关规律，对技术所需的参数和数据及时、准确预测，保证采煤工作顺利完成[2]。

二、我国煤矿开采技术现状和问题

随着时代的不断发展，各行各业面临的竞争压力越来越大。目前，中国经济稳步提高的同时，对能源的需求进一步增大，这就需要合理优化能源开采技术，提高广大企业的综合效益。对于煤矿企业而言，提高自身效益和竞争力的有效方式就是保证煤矿开采技术水平，降低煤矿开采问题，应用先进的信息技术对开采技术进行预测，保证开采安全。

1、水资源面临破坏，后果比较严重

在进行煤矿开采的过程中，虽然许多企业加强对先进技术的应用，但却对水资源造成了不可避免的破坏。我国的淡水资源本身就十分匮乏，加之水资源分布不合理，如果一味开采却没有合理保护水资源，就会形成更加严重的后果。

2、瓦斯处理不当，出现安全隐患并破坏环境

在煤矿开采的过程中，要加强对瓦斯的处理。如果处理不当，就会给煤矿开采带来严重的安全隐患。此外，如果瓦斯处理方式有问题，还会破坏臭氧层和大气环境，长此以往，会对环境造成较大的威胁。

三、我国煤矿开采改进措施

1、提前进行勘察，保护水资源

为了进一步改进我国煤矿开采现状，就要不断提高技术含量，在开采煤矿时保护环境，尽量减少对环境的破坏，提高安全系数。在开采之前，要加强对煤矿所在区域的勘察与调研，及时了解煤矿开采面临的各种问题和限制条件，这样就可以采取有效的预防措施，提高煤矿开采安全。为了有效保护水资源，要对当地水资源分布情况仔细分析，避免对水资源造成污染。

2、完善瓦斯处理方法，保证瓦斯抽放安全

为了提高煤矿生产与开采的安全，要进一步完善瓦斯处理措施，避免发生瓦斯爆炸等严重的的事故。在开采过程中，要严格监督瓦斯抽放，尽量减少安全威胁，保证煤矿开采人员的生命安全。制定有效的安全防范措施，完善瓦斯抽放系统，使煤矿开采技术安全系数有效提升。

四、我国煤矿开采技术的发展趋势

1、先进的技术作保障，实现机电一体化

随着我国煤矿开采技术的不断发展，企业要越发重视开采安全，提高开采效率和质量。企业要引进先进的开采设备与工艺，保证开采效果更上一层楼。将计算机信息技术与煤矿开采相结合，提高煤矿开采设备的效率，实现机电一体化管理，保证开采工作综合化，专业化，自动化，从而进一步提高企业的综合效益。

2、实现自动化与智能化开采，提高技术水平

在煤矿开采技术不断发展的今天，企业需要加大对先进设备的购置力度，保证设备性能可充分满足煤矿开采需求。未来的煤矿开采工作不仅要实现全机械化和自动化，还要更加智能，从而实现对煤矿开采全过程的实时监测，有效避免问题出现，提高生产安全与开采效率，实现我国煤矿事业新突破。

3、以保护环境为前提，实现环境可持续发展

在煤矿开采中，企业要有强烈的环保意识，不能以牺牲环境为代价，在保证环境得到可持续发展的情况下方可进行开采。国家正陆续制定相应的政策与法律法规，保证煤矿开采不会破坏环境。

结束语

总之，为了有效提高煤矿开采技术水平，企业要加大对先进技术与设备的引进，提高煤矿开采的工作效率和质量。要保证人身安全，避免出现安全事故，对环境开展有效的保护，这样才能进一步提高我国煤矿企业的综合效益。

参考文献：

[1]郭红平.浅析中国煤矿开采技术发展现状及趋势[J].能源与节能,2017(11):165-166.

[2]闫大鹤.试述我国煤矿开采技术发展现状及趋势[J].山东工业技术,2017(13):79.