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近日，一竞技首台自主研制的机器人搅拌摩擦焊系统在一竞技科技集团一院211厂工艺研发中心完成调试。该系统最大的特点是可以根据产品的形状调整焊接的力度，实现常规焊、定轴焊、双轴焊3种工艺，更灵活、更具柔性。
该设备的成功研制，将彻底改变搅拌摩擦焊贮箱一枝独秀的局面，让更多的产品实现搅拌摩擦焊。
完成这个一竞技“首创”，211厂研制团队摸着石头过河，在一次次跌倒后突破了难关。
“跳动”启发灵感
研制是从零开始的。
由于该项技术比较前沿，国内外研究成果很少，技术封锁性很强。211厂研制团队只能从翻阅文献材料做起。
要知道，让设备变得灵活、柔性，不是简单地使用一个机器人就可以实现的，技术难点在于控制系统。但系统应该长什么样，谁也不知道。
通过查阅文献资料，研制人员了解到这种控制系统的表现形式是“力控”，这一关键词让研制团队找到了突破口。
他们立即广泛调研和论证能够实现“力控”的系统，决定研制双轴肩单向力传感器系统，实现灵活焊接。于是，团队购置机器人、研制搅拌主机、研究控制系统算法，并将它们集成运行，终于摸到了河里的石头。
2018年夏天，在一次设备调试试验中，大家发现传感器传回来的数值跳动很大，严重影响了控制系统算法的精确度，导致焊接质量很不好。
这次数值跳动，让研制团队对控制系统有了更深入的理解。他们给控制系统增加了传感器修正算法。一次数值跳动成了控制系统精确运行的关键，研制人员修正了数值，最终实现了精准焊接。
“掌握了控制系统的核心算法，以后无论换什么搅拌头，或是外力环境如何改变，相信官方下载都有办法解决。”设计员张新宇介绍。
弥足珍贵的失败
除了在有限的文献资料里找灵感，研制人员还从失败中摸索出了更多的实践经验。
柔性的焊接系统，需要搭配柔性的焊接头。除了211厂应用较多的常规焊，研制团队还设计实现了定轴肩和双轴肩两种焊接工艺，其中定轴肩焊最难。
之前，研发部就与5车间联合开展了定轴肩焊接工作的焊接探索。这种焊接工艺主要是通过轴肩不转、搅拌针转的原理，焊接出更为平滑的焊缝，能够有效减少焊接缺陷，而它的结构设计是在一次失败中成形的。
经过与战略合作伙伴共同研讨，研制团队初步设计出了一个定轴肩搅拌头。但在第一次试验刚开始没多久，搅拌的针与不动的轴就发生了碰撞，试验失败了。
研制团队迅速总结失败教训，调整轴间隙，又开始一次次试验，最终摸索出焊接转速、下压量等参数，成功攻克了定轴肩焊接工艺难关。一次失败，让大家看到了成功的希望。
后续，211厂将进一步开展工艺稳定性等试验，为未来在空间曲线焊缝上的工程化应用奠定技术基础。
从只能满足厚壁、直线焊缝的贮箱焊接“刚需”，到未来可以焊接更多曲面、薄壁产品，211厂搅拌摩擦焊技术的工程化应用向前迈进了一大步。（宁丽红）
