我公司作為亞洲最大、世界第二大的鋁型材研發制造商，主要產品有鋁合金型材、鋁壓延材及各行業的鋁合金深加工產品。近年來，我公司在深加工產品領域先后引進了 IGM龍門式焊接機器人、松下焊接機器人工作站、ABB焊接機器人生產線，通過對產品不斷的進行自動化升級，在提高產品質量及穩定性的同時，大大提高了生產效率，從而降低了生產成本。鋁合金托盤就是其中極具代表性的產品。
知識點：鋁合金焊接工藝的發展與碳鋼有所不同。由于原鋁合金有許多元素，每一種合金元素對母材的可焊性不同的影響，所以有必要發展很多不同的填充合金以適應這些不同的合金元素。比如，一些原鋁合金有特殊的化學性，為特定合適的機械和物理特征設計，而且并沒有最好的可焊性。
這些合金的化學性質凝固特性不好，容易產生凝固裂紋。為了發展合適的焊接工藝，不產生有裂紋的焊縫，必須掌握每種不同的合金的凝固裂紋敏感性。這一焊接發展工作從本身來說就是一個大工程。許多工作由鋁母材制造商完成，因為他們方便知道鋁的可靠焊接方法和工藝，同時也鋁裝配工完成，他們也知道這種新型材料的潛力，很希望使用它。美國焊接發展的兩個先鋒是ALCOA（美國鋁公司）和Kaiser 鋁化學公司，都有出版物；焊接ALCOA鋁最早在1954年出版（見圖1），焊接Kaiser鋁最早在1967年出版。
在現代工業世界競爭時代，結構金屬必須可焊性好。最早適合鋁的焊接技術包括羥基燃料氣焊和電阻焊。鋁弧焊主要局限于SMAW（手工電焊弧），有時叫MMA。這一焊接工藝使用管狀焊條。很快發現，這一工藝并不最適于焊接鋁。主要問題之一就是焊劑殘留引起的腐蝕，尤其是在填充焊縫里，焊劑留在焊縫后，促進了焊縫的腐蝕。
鋁作為結構金屬的突破是隨著二十世紀四十年代惰性氣體焊接工藝的出現而實現的。比如，GMAW（氣體金屬電弧焊），也叫MIG（熔化極惰性氣體保護電弧焊）；GTAW（氣體鎢極電弧焊），也叫TIG（鎢極惰性氣體保護電弧焊）。隨著在焊接中出現使用惰性氣體保護熔化鋁的焊接工藝，就可能以高速，全方位打出高質量，高承載力焊縫，沒有腐蝕焊劑。
今天，使用各種技術和焊接工藝使鋁和鋁合金可焊性好。最近的兩個工藝是激光束焊（LBW）和攪拌摩擦焊（FSW）。但是，GTAW/TIG和GMAW/MIG焊接工藝仍然是最流行的。
鋁合金托盤具有輕量、環保及回收價值高等優點，是鋁合金擠壓型材經過焊接而成，焊接位置可達性好，適用于自動化生產。目前，ABB機器人生產線（見圖1）成為我公司托盤產品生產效率最高的設備，效率遠遠高于傳統手工焊及其他單個機器人焊接工作站。
圖1
機器人生產線特點
（1）生產線采用焊接（見圖2）、搬運（見圖3）、輸送、檢測、打磨、碼垛（見圖4）于一體的模式，具有自動化程度高、單位產出比高、物流路徑短、生產靈活性強等優點。
圖2
圖3
圖4
（2）三軸變位機由伺服電動機驅動旋轉，與機器人實現通信，變位機可實現360°翻轉及任意位置安全停止正常工作，且機器人對變位機有聯控功能。焊接夾具為氣動夾具。
（3）使用數字脈沖逆變焊機，相比直流焊機，采用脈沖過渡方式焊接，使焊接過程中熱輸入量大大減少，減小了焊后工件變形，焊縫質量好、成形美觀，且使用脈沖焊機，焊后基本無飛濺。
（4）采用強制水冷的焊接冷卻水箱，帶強制制冷的功能，且水溫可調，保證焊槍的冷卻效果，同時帶有流量檢測開關及保護氣流量檢測裝置，保證焊接的可靠性。
（5）機器人本體各軸、外部軸、變位機各軸均配有剎車裝置和安全監測裝置，工位的外圍安裝急停按鈕，在發生危險時，操作人員在工件附近能夠迅速停止設備工作。6軸智能防碰撞技術將碰撞力減小到30%，且可快速恢復。
（6）系統設置清槍剪絲機構，包括剪絲機構和噴防飛濺油裝置。清槍、剪絲噴油系統清理焊渣徹底，滿足無人干預要求，不影響焊縫跟蹤和保護氣體流動，不損壞焊槍。
機器人的焊接特點
(1)臨時停點、斷電自動恢復功能 焊接中發生電弧異常、斷電和暫時停止的時候，去除錯誤因素或者暫時停止原因后，在再起動時調用命令，自動從任意的位置向電弧切斷位置恢復，同時還可以通過設定對于電弧切斷位置的偏置量（以電弧切斷位置為基準的焊接線方向的平移量），可以指定焊縫的重疊和焊接剩余部分。
(2)收弧回燒功能 焊接結束時（電弧OFF命令執行時），出現焊絲粘在工件上（下稱粘絲）的情況下，自動熔斷焊絲（再給上電弧）解除粘絲狀態，使之達到可以繼續運轉狀態的功能，并可以設置接觸次數。
（3）刮擦起弧功能 當工件表面存在生銹、油污等缺陷時，ABB機器人可設定用焊絲在工件表面反復刮擦，直至起弧成功。
（4）專家數據庫功能 數據庫功能是事先設定登錄焊接條件，通過數據庫命令呼出設定的焊接條件的功能。此外，在數據庫中可以設定每層的焊接條件，通過設定必要層數的焊接條件可以進行多層焊接。
（5）圓弧修正功能 系統配備高精度的直線、圓弧、點對點差補、直線+擺動、圓弧+擺動差補、曲線差補等功能。
（6）示教編程功能 可通過ABB的全彩觸摸屏式示教器，手動示教編程。
（7）故障自診斷功能 ABB的IRC5機器人控制柜中含有診斷文件，診斷文件包含系統設置信息和一些用戶的存儲信息，當機器人出現故障時，系統會把相應的故障代碼顯示在觸摸屏上并嘗試自動修復。
（8）弧坑填充功能 電源能在收弧時精確控制電流的衰減以填滿弧坑。
（9）焊槍擺動功能 ABB機器人能在觸摸屏里設定焊槍的平擺和鐘擺功能。
（10）外部啟動/停止功能 ABB控制柜帶有I/O板，能外接啟動和停止等擴充功能。
3. 生產效率及成品率對比
ABB機器人生產線通過大量的自動化設備、合理的設備配比、高精度的重復定位等優點，使鋁合金托盤在生產效率及產品質量上遠遠高于傳統手工焊及其他單個焊接機器人工作站，相關對比數據如附表所示。
4. 結語
綜上所述，焊接機器人生產線具有絕對的優勢，是當前最高效的焊接生產模式，而目前最突出的問題是其設備投入成本高，但經實際驗證，我公司引進的ABB機器人生產線較傳統手工焊節約了大量的生產成本，約三年即可收回前期的設備投入，而設備的使用壽命通常在10年以上。
當下，焊接過程的高效率、柔性化、自動化、智能化已成為先進焊接裝備的重要發展趨勢，焊接機器人也正經歷著由單機示教再現型向多傳感、智能化的柔性機器人工作站或多機器人工作群方向發展。相信將會有更多領域的焊接產品應用到焊接機器人生產線，以實現生產效益的最大化。
知識點：鋁合金焊接工藝的發展與碳鋼有所不同。由于原鋁合金有許多元素，每一種合金元素對母材的可焊性不同的影響，所以有必要發展很多不同的填充合金以適應這些不同的合金元素。比如，一些原鋁合金有特殊的化學性，為特定合適的機械和物理特征設計，而且并沒有最好的可焊性。
這些合金的化學性質凝固特性不好，容易產生凝固裂紋。為了發展合適的焊接工藝，不產生有裂紋的焊縫，必須掌握每種不同的合金的凝固裂紋敏感性。這一焊接發展工作從本身來說就是一個大工程。許多工作由鋁母材制造商完成，因為他們方便知道鋁的可靠焊接方法和工藝，同時也鋁裝配工完成，他們也知道這種新型材料的潛力，很希望使用它。美國焊接發展的兩個先鋒是ALCOA（美國鋁公司）和Kaiser 鋁化學公司，都有出版物；焊接ALCOA鋁最早在1954年出版（見圖1），焊接Kaiser鋁最早在1967年出版。
在現代工業世界競爭時代，結構金屬必須可焊性好。最早適合鋁的焊接技術包括羥基燃料氣焊和電阻焊。鋁弧焊主要局限于SMAW（手工電焊弧），有時叫MMA。這一焊接工藝使用管狀焊條。很快發現，這一工藝并不最適于焊接鋁。主要問題之一就是焊劑殘留引起的腐蝕，尤其是在填充焊縫里，焊劑留在焊縫后，促進了焊縫的腐蝕。
鋁作為結構金屬的突破是隨著二十世紀四十年代惰性氣體焊接工藝的出現而實現的。比如，GMAW（氣體金屬電弧焊），也叫MIG（熔化極惰性氣體保護電弧焊）；GTAW（氣體鎢極電弧焊），也叫TIG（鎢極惰性氣體保護電弧焊）。隨著在焊接中出現使用惰性氣體保護熔化鋁的焊接工藝，就可能以高速，全方位打出高質量，高承載力焊縫，沒有腐蝕焊劑。
今天，使用各種技術和焊接工藝使鋁和鋁合金可焊性好。最近的兩個工藝是激光束焊（LBW）和攪拌摩擦焊（FSW）。但是，GTAW/TIG和GMAW/MIG焊接工藝仍然是最流行的。