MaxWhut2017前一阵处理车间保护气消耗偏高的问题，我把一条汽车零部件焊接线上的气体走向全部量了一遍，发现很多气是在“没有电弧”的时候被白白放掉的。那段时间正好在做松下机器人焊机相关技改，于是在机器人工作站上加装了一套气体省气装置，原理不算复杂，成本也低，但对保护气消耗的下降非常直接。如果你也在为焊接车间气耗大、月底气体账对不上而头疼，这篇内容应该能帮上忙，尤其适合已经用上松下机器人或类似自动焊设备、又不想大改机器人程序的朋友参考。
保护气不像焊丝，用肉眼看不出消耗。以前大家的注意力基本都放在焊接参数、机器人路径上，气耗很少被专门算过。其实只要把节拍时间统计出来，再对照起弧时间，就能看出空耗有多大。我这次做的省气装置，核心思路就是不改动原有焊机内部结构，在气路上加一个带智能控制的切断阀，让气体只在需要时才输出。
1. 先算清楚：机器人焊接的气体到底浪费在哪
1.1 从节拍时间表里找空耗段
焊接保护气体的作用大家都很清楚，是让高温熔池与空气隔离，防止焊缝氧化、产生气孔。但自动焊接生产并不是每一秒都在起弧。拿一台松下 TAWERS 机器人配合 MIG/MAG 焊机的工位来说，一个完整循环往往包括工件上料、机器人转位、焊枪接近焊缝、正式焊接、收弧、焊枪抬起、清枪剪丝、等待下一循环。这些动作里，真正有电弧的时间可能只占到 60% 到 70%，剩下那 30% 到 40% 的时间，喷嘴往往还在出气。
我现场记录过一种典型情况：机器人程序里从第一段焊缝开始就把焊接启动信号给成持续高电平，一直在空走和转位时都没有断开气体。焊机的电磁阀也就一直处于打开状态。看起来单次时间不长，几十秒而已，但工业机器人是一天两班、每班几百个循环地跑，长时间积累下来，气体浪费量就很吓人了。
除了这种“控制方式导致的气体常开”，还有几个容易被忽略的浪费点：
- 收弧滞后时间设置过大。焊机为了保证收弧质量，弧断后会继续保持送气一段时间，很多现场默认设置到 5 秒以上，但实际操作中并不是每个工位都需要那么久，这个时间如果一直不优化，日积月累就是一大笔成本。
- 预吹时间不合理。气体从气源通过管路到喷嘴，本身的充填时间并不长，结果被有些人设置成 1.5 秒甚至更长，每次起弧前空吹一次。
- 清枪剪丝完之后的检查。机器人清枪机构有些会用气体反吹喷嘴，如果这个动作和焊接供气共用一个气路，控制逻辑没理清，