焊接机器人：膜式壁部件

    膜式壁是布置在炉膛四周的受热面，其用于吸收炉膛火焰热量，加热管内介质，冷却烟气温度，保护炉墙等。膜式壁通常由钢管+扁钢组焊而成，并装焊有大量销钉和钢板附件。

    平直的膜式壁管屏，锅炉制造企业大量应用MPM或埋弧焊拼屏焊接技术，焊接效率高，质量良好，但是对于循环流化床锅炉的旋风分离器弧形直段管屏采用机械龙门埋弧焊或龙门气体保护焊，锥形管屏则只能采用手工气体保护焊焊接。尽管国内有学者针对异型、空间膜式壁管屏展开了焊缝图像处理及其识别、焊缝偏差识别以及焊接机器人轨迹规划等研究，同时开展了机器人焊接试验，但是未能介绍该设备是否批量应用于生产。对机器人智能化自动螺柱焊接膜式水冷壁系统进行了设计和研究，利用3D激光视觉实时检测焊枪与管屏距离以便预防焊接变形对焊接的影响，并在生产中获得应用，但是该设备是否适应各种类型的膜式壁却未见介绍。

    为了提高旋风分离器管屏的焊接质量和效率，减少焊接用工成本，其特点为龙门移动、工件不动，主要结构包括中控台、龙门架、焊接电源、视觉+机器人、混合气体配比器和清枪剪丝器等。在旋风分离器管屏装点完成，工作站设定参数后，一键启动，焊接机器人自动规划焊接路径，3D视觉自动寻位、识别和跟踪焊缝、自动调整焊枪姿态、自动焊接完成弧形管屏或锥形管屏，焊接过程无需人工干预。

    为了避免焊枪跑偏和焊缝气孔，钢管+扁钢组装间隙应控制在2mm以内，锥形扁钢建议使用激光切割，Ar和CO2混合比例应根据所焊接的材质由混合气体配比器现场配置;选择高端低飞溅脉冲焊接电源以及匹配的焊接参数和龙门移动速度，在减少飞溅的同时还能获得优良的焊缝成形。

    针对膜式壁管屏上的销钉焊接工作量大，焊接机器人工作站，该工作站包括中控台、龙门架、焊接电源、视觉焊接机器人和送钉系统等。在程序设定后，一键起动，视觉扫描膜式壁管屏获得点云建模，然后焊接机器人进行视觉寻位、自动调整焊枪姿态和自动完成销钉焊接。机器人焊接销钉首先应注意保证销钉自身的质量，其次确保送钉系统的稳定性，同时还应根据销钉和钢管材质来确定是否选用保护气体和保护气类型。此外，为了避免机器人焊接销钉质量问题，对不同材质的管屏和销钉，在焊前应进行焊接工艺评定和试焊，合格后固化焊接参数才能批量应用。销钉焊接前无需划销钉焊接线，机器人焊接的销钉横平竖直、焊缝饱满、无飞溅，完全符合锅炉标准要求。

    对于膜式壁上的钢板附件，比如支撑板、密封塞块等，国内某企业尝试开发了膜式壁附件机器人焊接工作站。其结构包括龙门架及中控台、焊接电源、视觉焊接机器人及清枪剪丝器等。

    在输入参数后，起动设备，焊接机器人视觉进行扫描管屏寻找附件，实现自动规划焊接，但是由于视觉不能100%识别附件，使得少量附件遗漏焊接，且漏焊附件无规律可循，需要焊工寻找补焊，正是这一关键技术问题未能有效解决，造成该工作站还没有成功投入生产应用。