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刘建树:不拿焊枪高铁电焊工

2017年04月21日 08:28:48 来源: 齐鲁壹点

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  中车青岛四方机车车辆股份有限公司(以下简称:中车四方股份公司)电焊工技师刘建树获评山东省首届“齐鲁工匠”,全省共有10人获此殊荣,刘建树是青岛唯一入选者。虽然是电焊工,但刘建树却不拿焊枪,而是用“遥控器”操作机器人作业,完成手工焊接无法企及的电焊复杂工艺和精度。焊接机器人的编程与操纵十分枯燥,17年间,刘建树克服了无数技术难点,沉浸在编程和数据的海洋里,实现了高速动车组转向架部件焊接的自动化,成为“igm机器人编程第一人”。

  他是焊接机器人的“导演”

  在中车四方股份公司的动车组转向架焊接车间里,嗤嗤响的电焊声伴着一个个机器人电焊手臂的摆动传来,仿佛是科幻电影里的场景。刘建树穿梭在一台台机械手臂之间,查看着一个个动车转向架横梁或侧梁的焊接生产。这里的30多台机器人是生产的主角,它们背后的“导演”则是刘建树,指挥机器人完成复杂焊接工艺的程序,都出自他的手笔。

  自1999年参加工作以来,他始终从事生产一线的工作,“刚工作时也干手工焊,这是焊接岗位的技能基础,很快就转到焊接机器人的岗位,学习编程和操作。我发现里面很有乐趣,很适合我的性格。”刘建树在这个岗位上,一干就是17年,能在这个枯燥岗位上坚守下来的,同批工人里只有他一个。

  与手工焊的手持焊枪、全副武装不同,焊接机器人的操作辛苦在编程上,“想不拿焊枪完成复杂的电焊工艺,就要付出更多的辛苦,才能用技术换来质量。”刘建树手里拿的“遥控器”学名是“示教器”,相当于一台小型电脑,与机器人内部软件相连,焊接机器人的编程和操作,都由它完成。

  在缺少相关技术文件的情况下,刘建树自学成才,独立开发了三十余种大部件近200套自动焊程序,解决了众多国内外编程专家都头疼甚至难以解决的难题,被公认为“igm机器人编程第一人”。在2015年和2017年,先后被聘任为中车四方股份公司技能专家和中国中车技能专家。

  操控焊接机器人效率提升4倍

  “焊接机器人的编程,需要操纵它干一遍活,并把所有的操纵数据形成程序,并做优化调整,之后机器人就能独立工作了。”刘建树这样解释焊接机器人的原理,在工件的每一个焊接点上,他将所需的焊枪角度、焊接参数和轨迹、只能修正参数等操作流程输入电脑,焊接机器人把活干一遍就能记住,“每次编程后,还要做小批量的工件焊接测试,来优化编程,刚干时要测试十多个,现在熟悉了,测试一两个工件就足够。”

  刘建树说,他把焊接机器人的工作过程划分为一个个布点,每个布点上包含大量焊接程序数据,在动车组的转向架上,这样的布点有7000多个,其工作量和严谨程度可想而知,而编程的过程,相当于刘建树手把手教机器人干一次工件焊接。

  刘建树首创的“多层多道错层一次性堆焊”机器人编程方式,解决了转向架横梁组成堆焊层数多、人工焊接成型差、机器人定位难的难题,“堆焊要求部件之间要焊接很多道、很多层,来确保转向架横梁安全稳定,但手工焊每焊一层或一道,就要清理一次焊面,速度慢、精度差。”刘建树表示,通过机器人编程,纵横交错的焊接面改成机器人去做,每一条焊缝都精确无比,相对位置也都永远固定,而且焊接过程中不用停顿。首次实现转向架横梁组成焊接的自动化,使焊接时间由原先人工的3至4个班次约30个小时,缩短到了6个小时左右,效率提升了近4倍,节省的人力和物力成本更是一个庞大的数字。

  狭窄空间里机器人辗转腾挪

  中车四方股份公司拥有国内首条动车组自动焊接柔性生产线,在程序开发过程中,侧梁内腔狭小的空间里,却有走向复杂的焊缝轨迹,机器人程序始终无法准确定位,侧梁定位臂和横梁焊接成形差,超声波探伤发现的缺陷过多。厂家的编程专家在报废了4根侧梁后依然难解决问题,严重影响了柔性生产线正常使用。

  拥有丰富经验的电焊技师刘建树临危受命重新编程,“空间狭小,宽度只有10厘米,是半盲焊,很多焊缝看不见,操作机械手臂来控制焊枪,焊接编程难度非常大。”但凭借丰富的焊接机器人操作经验,刘建树一点点摸索焊缝的每一个拐弯,太快了造成位置偏差,太慢了焊缝不合格。他把每一个焊缝轨迹细分成更多焊接点,用了8天的时间加班加点,实现了狭小空间内机器人焊枪快速变换角度的高难度编程,这让外国专家都赞叹不已。“主要是理论和实际操作的结合,编程的时候满脑子都是焊接数据和轨迹,在我的操作下,机械手臂比人手还灵活,那种感觉特别让人着迷。”刘建树说,转向架侧梁早就实现了自动化焊接,质量检测合格率100%,横梁焊接也从人工焊接实现了自动化焊接,超声波探伤检测的缺陷率,从5%下降到了0.3%。

  电焊工获得中车科技一等奖

  很多人难以想象,能破解外国专家都难以攻克的难题,让机器人的操作如臂使指,刘建树最初却只有中专学历,所有的技术全靠自学,甚至一边查字典一边学习国外文献资料,最终实现了自我突破。在机器人编程方面名声在外,刘建树也成了业内名人,但在他看来,他的成长离不开高铁这项事业。“如同高铁的发展一样,首先是公司给我创造了发展的平台,同时在机器人编程开发应用方面给予了我极大的信任和支持。”刘建树说,从2010年起,机器人承担了转向架各大部件主体焊缝80%以上的焊接,所以这是一个四两拨千斤的岗位。

  因为焊接机器人岗位枯燥,刘建树对技术传帮带下了更多苦功,目前他的三个徒弟,已经能够独立完成部分编程工作,“干编程必须要熬得住,全身心的扑在工作上,只有积累多年的经验,才能获得那种灵光一现的编程灵感。”刘建树的专注为他赢得了荣誉,2015年他被评为青岛市劳动模范,还荣获火车头奖章,作为核心成员参与的科技创新项目《高速列车转向架构架柔性焊接制造技术》,于2016年获得中国中车科学技术一等奖。

  齐鲁晚报·齐鲁壹点记者 赵波 通讯员 陈珂

[ 责任编辑:王媛媛 ]

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