创新十佳 | 广州数控设备有限公司
编者按：为推动行业自主创新和高质量发展，中国机床工具工业协会传媒平台对2024年度“自主创新十佳”和“产品质量十佳”进行专题宣传报道，以期树立品牌、提升价值。
广州数控设备有限公司成立于1991年，专业提供机床数控系统、伺服驱动、伺服电机“三位一体”成套解决方案，积极拓展工业机器人及全电动注塑机领域，为客户提供全方位的机床再制造解决方案和服务，产品线覆盖高档数控系统、工业机器人、高端数字焊机、全电动注塑机、直驱电机等，五轴联动、复合加工等中高端数控系统销量逐年增长。
广数研发的RH06A2-1490/500P数控双伺服送丝焊接系统，获得中国机床工具工业协会2024年度自主创新十佳称号。
产品技术特点
该数控焊接单元由GSK MDC-500P全数字高端焊机+GSK RH系列高性能中空机器人构成，融合了先进的焊接工艺技术和机器人控制技术，可有效解决原焊接工艺针对1.0mm以下的薄板和超薄板焊接时难于避免的问题，如热输入量大、变形严重、焊接飞溅等，能更好地实现机器人自动化焊接应用。该技术已获得1项发明专利、4项实用新型专利、7项外观专利。
GSK MDC-500P全数字高端焊机，采用新型功率器件SiC作为主回路开关部件，输出回路的开关频率达到128kHz，具备高动态响应能力，能够实现复杂的焊接电流波形控制。专门为推拉丝焊接工艺设计了焊枪伺服电机及驱动器，具备高频送丝、抽丝能力。配合精确焊接电流波形控制，达到超低飞溅和热输入量可控。该焊机适用于碳钢、不锈钢、高强度钢、铝、铜合金等材料的焊接，广泛应用于轨道交通、造船、汽车制造等领域。
技术创新点及难点突破
1．焊机采用FPGA+DSP双核控制，电源采用最新SiC宽禁带器件，开关频率达128kHz，能够实现复杂的数字化焊接电流波形控制。SiC功率器件具备开关速度快、开关损耗低、导通损耗小等优点，有利于进一步提升焊接电源的逆变频率和响应速度，实现电弧能量的精密化控制。结合双伺服送丝系统，抽拉丝频率最高达200Hz，可精准控制熔滴过渡过程。
2．各部件之间采用高速工业以太网通信技术，以100Mbps的高速通信速率，实现焊接主机对各部件功能的高速控制，保障焊接单元对焊接工艺的精准控制，抗干扰性更强，传输可靠性更高。
3．针对数控焊接单元主机散热问题，采用内外双循环模式实现高效散热。外循环风道通过管式热交换器给内循环风道进行散热，保证内循环的封闭性，关键元气器都被密封在内循环空间内。在确保长时间大电流持续稳定运行的同时，保证内部电路板清洁，大幅提高设备可靠性。
4．焊接单元上位机采用目前最先进的多核异构芯片，集成多项智能化功能，如在线故障诊断功能，可以实时监控系统各个组件的工作状态和工作信息；焊接过程实时工艺数据曲线监控，以便进行焊接质量的监控和管理；一元化参数设计，使没有专业技术经验的用户也可以轻松设置焊接参数。
5．进行了焊接工艺的模块化设计，可在线升级和扩展焊接软件，采用开放式的工艺参数设计，用户可根据实际需求自定义现场工艺。
6．焊枪的推拉丝电机采用全新的技术和工艺路线，研制了一种可快速拆装的同步电动机，通过电机腔内的一系列设计，保证转子与电机基座的绝缘隔离，解决了焊丝带电工作的安全问题，提高了推拉丝机构腔内空间的利用率。
以上创新点本身也是技术难点，比如焊机中推拉丝电机的研发就是一大困扰。该电机要能实现高速总线通信、高响应控制和实时报警?；?。为了解决这些难题，项目组尝试采用高频控制算法和高速总线通信，最终实现了电机微秒级动态响应。同时，集成了上电编码器零点标定算法，并以传感器数据采集与智能算法相结合的方式，有效解决了缺相、过载等故障的快速报警?；の侍?，最终实现了电机的高响应控制及快速故障?；すδ埽瓿珊富母丛庸ひ湛刂?。
产品应用及产业化前景
在汽车等高端焊接应用领域，以往基本都是国际知名的“四大”品牌工业机器人配上欧系或日系的焊机单元。广数焊接单元的研制成功，并得以在汽车领域推广应用，将很好地助推我国焊接技术的发展，形成国产高端焊接设备在汽车等重点领域应用的良好生态。
未来，随着轨道交通、造船、汽车等产业的不断发展，广数自主研发的数控双伺服送丝焊接系统将迎来更多的应用需求和更大的市场空间，助力持续打造中国制造新优势，推动工业转型升级，加快我国制造强国建设。
作者：张芳丽（协会传媒部）
