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陆战之王生产效率飞跃提升:焊接机器人在装甲车辆生产中的运用 | 装甲机器人

人阅读 2023-06-17 12:47:59

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引言

近年来,随着计算机技术,数字信息处理技术和智能机器人技术的迅速发展。作为制造业必不可少焊接技术也跟随时代潮流,从传统的人工焊接向着工艺高效高速化,焊接质量控制智能化,焊接电源数字化,焊接生产过程机器人智能化的方向发展。目前,机器人焊接技术已经在国外的军用车辆生产中大展身手,无论是焊接效率,成本,还是质量都远远甩开传统的人工焊接。

传统的手工焊接

焊接炮塔与铸造炮塔之争

二战前,随着装甲的不断增厚,出现了铸造和焊接两种制造坦克装甲车炮塔的工艺。不过,因为二战后随着尾翼稳定脱壳穿甲弹、碎甲弹等一系列威力大增的穿甲弹药出现,使得原来的的均质钢材装甲难以满足现代战争的防护的要求,因而铸造装甲外形防护的效果也越来越不明显。不过矛的发展迅速,盾也没有落后。在穿甲弹药威力大增的同时,也出现了防护效果出众的复合装甲。

T-34经典的铸造炮塔

铸造的炮塔的各部分都为曲面,采用的是一体成形的工艺,夹层内部空间形状复杂。因而使用复合材料的话难度非常大,所以西方各大军事强国转而采用工艺更为灵活的焊接炮塔。不过前苏联人比较顽固,依然信奉铸造炮塔。于是在复合装甲面世之后,坦克炮塔出现了铸造与焊接并存、以焊接结构为主的情况。前苏联的T-72,T-80等坦克依然使用铸造炮塔,而西方坦克则使用焊接炮塔。

那么,传统焊接炮塔是怎么生产的呢?

在最开始的时候,焊接其实是一项非常笨重,自动程度相当低下的活。特别是其笨重的设备,最让人头疼。在直流逆变焊机出现之前,人类要想得到电弧,无一例外都是采用笨重的传统的整流器。无论是坦克炮塔还是车身,无一例外都是使用人力,依靠工人手持焊枪,一点一点的焊接。

独臂焊侠

不知道大家有没有看过《大国工匠》纪录片,里面讲述了一位来自我国主要坦克装甲车制造厂——内蒙古第一机械制造厂的独臂焊接大师。他的工作就是坦克车体手工电弧焊焊接,和坦克炮塔的部分位置焊接。不过,普通手工电弧焊的质量和效率都夹杂着太多人的因素。不可能每一位焊工都能做到这位独臂焊接大师一样的高超水平,所以无论是生产效率还是焊缝质量都有着太多的不确定因素。

焊接机器人

不过焊接机器人的成熟,工艺数字化,智能化,这些不确定因素对焊缝质量的影响大大降低。焊接机器人不仅可以保证焊接稳定的效率和质量,还可以幅度降低成本,所以焊接机器人自动焊接,是未来焊接发展的必然趋势。

技术先驱美国对于机器人焊接技术的运用

美国的军用装甲车辆生产就已经开始全面应用自动化,智能化的机器人焊接工作站来负责坦克装甲车的炮塔和车体焊接生产。比如著名的利马坦克厂就针对坦克装甲车的生产设计了对应的机器人焊接工作站,用于M1A1“艾布拉姆斯”及其改进型M1A2坦克炮塔的自动化焊接。其焊接生产模式为:基于机器人焊接工作站的脉冲多元气体保护焊,并利用智能监控技术实时跟踪焊缝。保证焊接质量和熔敷效率,同时大大增加了坦克的生产效率。

M1A1坦克

再比如美国著名“布雷德利”步兵战车的生产,采用的是具有视觉传感和自适应能力的机器人焊接工作站。这种焊接机器人相当智能,可以根据传感系统探测焊缝中出现的问题,并根据焊缝质量进行焊接工艺参数的自我调整。

除此之外,该机器人焊接工作站的效率非常高,6个小时就可以完成一座“布雷德利”步兵战车的炮塔焊接,远远甩开人力焊接。这样的生产效率在战时是非常恐怖的,后方工厂在很短的时间内就可以生产出大批的战车,补充前方损耗。这也是美国软军事实力的一种表现,同时也是其他国家和美国的一大差距。

机器人焊接技术在国内装甲车辆生产中的运用情况

焊接机器人的运用首先面对的就是需要整体的改革。因为从传统人工向全自动化生产意味着焊接工人工作岗位的减少,意味着生产理念的革新,意味着管理体制的改革,意味着利益的重新分配。每一项改变对相关企业来说都工作量巨大,所以这并不是一个可以一蹴而就的过程。

国内焊接机器人运用

目前已经有不少厂家开始尝试国外先进的机器人焊接技术,并运用到实际的焊接工业生产中。根据我的了解,在国内装甲车辆生产行业一手遮天的兵器工业集团的多个下属厂家,已经积极和各大高校进行合作,开始将新兴的机器人焊接技术运用到原本由人工焊接统治的坦克装甲车的生产。其中,南京理工大学成熟的机器人脉冲熔化极单双氩弧焊技术已经运用到数百装甲车辆的研制和生产之中。

结语

一项新的技术,从出现到成熟,再到新老更替是需要过程的。我国在焊接领域的研发虽然落后于西方,但是因为广阔的市场,工程运用能力非常突出。而且目前我国的机器人焊接技术无论是设备还是工艺都已经取得巨大突破。相信在不久的将来,随着我国焊接机器人技术的进一步发展,也可以像美国和欧洲一样,坦克装甲车焊接作业的机器人全自动化,大幅提升坦克装甲车生产效率。

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