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在高速铁路上,动车风一般的速度吸引着人们的关注。少有人知的是,在动车炫酷的外形下,决定它是否能跑出高速的是一个叫“转向架”的核心部件,这个转向架承载着列车的重量,也要承载动车导向、减振、牵引、制动等功能。
中国近一半的动车出自中车青岛四方机车车辆股份有限公司,在转向架分厂,一个叫刘建树的电焊工十几年来默默地做着转向架焊接的工作。对厂里的决策者来说,即使要买一套最先进的机器人焊接手臂,也得听听这位电焊工的意见。
一个绝招
开启电焊机器人时代
在焊接车间,电焊工人刘蒙正在焊接动车转向架横梁。在横梁上,几乎每一个部件间大接缝的焊接都在使用一种叫做“多层多道错层一次性堆焊”的技术,这也是刘建树的发明。
刘建树用多层多道错层一次性堆焊技术焊好一道焊缝。齐鲁晚报·齐鲁壹点记者 尹明亮 摄
“钢板厚,坡口也大,一道焊接无法将坡口填满,需要很多道。虽有机器人手臂,但包括国外,都是一道一道人工焊接的。”刘建树介绍,自从动车开始生产,因部件之间需要的焊接填充量大,多层多道焊就是用得最多的电焊方法之一。仅在刘蒙正在焊接着的横梁上,就有24处接缝需要用到多层多道焊。“转向架就像动车的腿,需要承载着动车高速行驶,一旦焊缝中间有瑕疵就会形成安全隐患。”刘建树说,作为电焊工,他们的工作就是让所有经过焊接的焊缝完美无瑕。
刘蒙操作着手中的示教器,一条需要焊接十几层的焊缝一次性焊完了,焊接处非常均匀。“事实上,在2004年国内准备试制动车时,焊接工艺一直是个瓶颈。”在刘建树的记忆里,最初试制的10辆动车,转向架都来自外国。那时外国的焊接工艺也是一道一道焊接的,无法实现一次性焊接。“当时厂里有三台机器人焊接手臂,但能熟练操作的人不多,效率和质量还比不上人工。”
于是,在生产动车的同时,刘建树放下焊接的活儿,专心搞起了技术攻坚,试验了一个月,终于编出了一个程序,焊接一次成型,外表看起来比人工的好很多。“但一经检测,四个试验件,三个里边有杂质。”经过再三试验,刘建树首创的“多层多道错层一次性堆焊”编程终于试验成功。
“一根横梁的焊接时间以前需要工人焊接30个小时,但实现自动化焊接只需6个小时,并且工艺水平、焊接品质远远超过人工。”刘建树回忆,焊接难题一经解决,过了年领导就决定再购置五台机器人焊机手臂,动车转向架的生产也完全自动化了。
国外专家俩月未解难题
他八天完成
从今年开始,刘建树的安全头盔贴上了“技术”的标志。被称为“igm机器人编程第一人”,他有些不好意思。在他看来,自己依然是个电焊工,但说起机械臂编程,却有一肚子经验,“这些年做过的试验已经记不得有多少,积累了一肚子的数据,所有的创新都源于这些年的苦苦摸索。”
在中车四方股份公司,关于刘建树的传说有不少。作为企业最早的机械手臂操控手,这些年也有几件事情让刘建树感受着在电焊工这个岗位上的荣耀。2009年,在使用了几年机械手臂后,厂里决定引进国内第一条动车组自动焊接柔性生产线,告别以前机械手臂单打独斗的日子。只是在设备组装好,开始开发程序时,却遇到了难题。奥地利厂家把国内外的编程专家调来编了两个月的程序,生产出的产品依然无法达到动车组的技术要求。
“技术总监都来了,但用他们所编的程序焊出的产品还不如人工焊。两个月的等待中,焊的6根侧梁直接报废,还有5根横梁在经过人工焊修打磨后才能符合标准。”回忆起那段经历,刘建树说,他算是临危受命,旧的设备已经拆除,新的设备不能用,正常的生产将受到影响,他的任务就是重新编程,使这一套耗资不菲的先进设备真正为我所用。
刘建树几乎完全一个人,加班加点,依靠自己积累的经验一个程序一个程序地重新编写。一个个在专家们看来难度极高的程序,都在刘建树的手里以一种意想不到的方式被解决。在狭小空间里机器人焊接快速变换角度的程序解决了,用别人几乎不用的“单点寻找”编程方式,解决了侧梁弹簧筒环焊缝程序难以准确定位的难题……在短短的8天时间里,刘建树将所有程序重新编完,所有焊件一次性通过综合鉴定。
中专毕业
翻着词典学技能
在动车组转向架焊接车间里,因为电焊的烟雾和嘈杂,即便是装备了机械手臂,工作环境依然相对艰苦一些,工人工作多要戴着防尘面具。在这样的环境里工作了已近20年,刘建树却从来没有离开这个车间的想法。“我已经40岁了,从学校毕业就在这里,亲历甚至主导了公司转向架自动化焊接的发展。这里有我工作近20年来的心血和成果,已经不仅仅是一份工作,而是一种职责理想和目标,已经离不开了。”
在机器人编程方面名声在外,也曾有企业高薪挖他,但在刘建树看来,他的成长离不开火车制造这项事业。“首先是公司给了我发展的平台,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,生产动车之前,在电焊自动化方面,几乎没有任何经验可以借鉴,曾经的障碍也曾让他步履维艰。
1999年,刘建树中专毕业参加工作,车间里虽有三台机器人手臂,但几乎没人会使用,使用机械手臂焊接产品还不如人工效率高。工作伊始,刘建树就开始摸索着使用机械手臂,“但摸索了两个月,根本摸不着头绪,还是不会用,不得已就放弃了。”刘建树说,虽然只是一个普通的电焊工,但当时的他却铆起了一股劲儿,“不能把机械手臂用起来总是有些不甘心。”
于是,在公司请来外国专家对机械手臂进行维修时,刘建树总时不时地凑近乎,向外国专家请教,直到有一天外国专家送给他一本外文的机械手册。“英文夹杂着德文,根本看不懂。”于是刘建树一边看,一边查词典,“单词记不住,不会读,就只看长啥样,看得多了,就记着啥意思了。”刘建树终于慢慢地学会了使用机械手臂,学会了编程。
如今,刘建树通过自学取得了本科学历。自从开始生产动车以来,他在动车转向架生产中独创了6项编程绝技,解决了百余项技术难题,在国家级刊物上发表的专业论文也已经有六篇。“即便被人叫做专家,这也是源自这些年做电焊工的经验。离开了一线,没有了经验的积累,也就很难有什么创新了。”刘建树说。
（齐鲁晚报·齐鲁壹点记者 尹明亮）
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