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探究焊接机器人系统在汽车底盘焊接中的应用

作者:未知

  【摘 要】汽车行业是推动国民经济增长的支柱性行业,它也被当成衡量是否是工业发达国家的重要经济指标,在国家实力增长和社会发展中发挥着非常重要的作用。在汽车行业领域中,底盘件则是汽车重要的结构安全件,其焊接质量对汽车的安全性起着决定性作用,因此焊接机器人则在汽车行业里得到了广泛应用[1]。本文中先论述了焊接机器人系统在汽车底盘焊接应用的发展现状,再来论述焊接机器人工作结构工作原理和优势,分析汽车底盘焊接的生产线,最后讨论焊接机器人在汽车底盘焊接中的具体实践。
  【关键词】焊接机器人;汽车底盘焊接;汽车行业
  一、焊接机器人在汽车底盘焊接应用的发展前景
  随着经济的发展与人们生活水平的提高,我国汽车行业也在不断地扩大。各种国产汽车不仅在国内有着良好的销售量,在国际市场也有着广阔前景。这就要求着汽车生产线也要跟着人们日益增长的生活物质需求一起增长,汽车作为人们出行必需品更是要求高质量、高标准。所以,在汽车生产线上就要用到各种机器人,来代替人工作业,节约生产成本与时间,从而为企业带来丰厚的利益。汽车底盘焊机作为汽车行业的重要结构安全件,则需要更精准的零件生产与组装,焊接机器人的出现在则满足了这个需求。焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人,它在大工厂模式中为企业节省了一定的生产成本,并提高了工作效率,节省了工作时间[2]。所以焊接机器人在汽车底盘焊接应用中有着广阔的前景,在得到利润的同时又节省了时间,提高效率。
  二、焊接机器人工作原理工作结构和特点
  (一)焊接机器人的工作原理
  焊接机器人是一种具有多功能的,可依据自己的需求来编辑的控制操纵机。它是一个采用机器人来代替手工焊接作业的工业机器人,具有提高焊接汽车底盘质量,降低工业成本,提高利润,改善工作环境的优点。机器人焊接工作系统已PLU为总控制,通过输入设备对子CPU进行操控,其他设施则执行命令,完成工作。动作再现是焊接机器人的基本工作原理。第一步先让用户来导引机器人,一步步按人工操作的步骤来操作一遍,机器人在使用过程中会自动记忆输入的每个动作的运动参数、焊接参数等,并自动生成一个连续执行全部操作的程序。在实践中工人可以采用焊接机器与专机组合的流水线,结合模块化的焊接夹具。
  (二)焊接机器人的组成结构
  焊接机器人进行焊接工作,还需要配备外围设备。一般的焊接机器人由五部分组成,具有6轴的关节式操作机的机器人本机;机器人的神经中枢计算机控制柜,它来负责管理机器人执行的全部信息和动作;焊接电源系统;焊接传感器;焊接工装。
  (三)焊接机器人的特点
  1、焊接机器人是机械自动化比较好操控,大工厂模式下可以节省工人焊接的时间,工厂也可以节省工人焊接费用,提高工厂效率;焊接机器人系统应用在汽车底盘焊接中,可以提高焊接汽车底盘的精准度,减少出错提高质量;焊接机器人在生产线工作,可以使工厂更稳定更可靠;大规模的购买焊接机器人,在售后维修方面也有了保障,设备也更容易维修,产品的故障率也会大幅度降低;在工厂中,由于焊接机器人的操作区与控制区是分割开来的,所以,保障了操作工人的安全,在电脑上就可以展开工作。
  2、焊接机器人具有较高的安全性。焊接机器人操纵设备与其他的焊接机器用钢化玻璃墙隔开,这样就可以保证工人在工作时被机器误伤;同时焊接设施也为了防止公认的误触所以设置了双层保险的开关措施;在焊接生产线中,機器工作会产生弧光,而弧光会对工人健康造成危害,钢化玻璃墙则解决了这个问题。
  三、汽车底盘焊接
  在汽车制造业中,汽车的底盘车架与后桥结构都是比较复杂的部件总成,所以汽车底盘焊接必须要求高质量与高标准,焊接时接头与焊缝的尺寸标准必须达到精准数值,搭接接头和角接接头的施工难度更艰巨。但一辆车质量的好坏与汽车焊接技术有着直接的关系,所以,汽车底盘焊接决定着一辆车质量的好坏。Weld5程序是汽车底盘焊接生产线的控制系统,它来进行对机器人和焊接数据的监测,这样有利于实现对工程的集中管理,提高工程中产品的质量;汽车底盘稍有差池那么一辆车的驾驶性和安全性则会受到影响,寿命也会大大减少。那么汽车底盘焊接的工程则显得尤为重要,其工艺开发过程难度较大,过程复杂,是汽车行业一直以来的难题,在汽车底盘焊接总应用到焊接机器人则可以减少成本,减轻负担,节省人力,提高效率。
  四、焊接机器人应用到汽车底盘焊接的好处与优点
  (一)工人在进行汽车底盘焊接工作时往往在环境恶劣的地方,身体健康得不到保障,使用焊接机器人则可以解决这个问题,让焊接机器人代替工人工作可以保障工人的问题。
  (二)工人在进行汽车底盘焊接工作时需要长时间的专注于工作,往往会浪费很多精力,使用了焊接机器人则可以节省工人的时间,有效的降低了工人的劳动强度;同时机器不需要休息,可以长时间工作,提高工厂的生产效率[3]。
  (三)焊接机器人作为机器,没有疲惫时间和休息时间,可以一天二十四小时连续工作,增强工作实效性。
  (四)焊接机器人通过数据计算和精确地机械来进行操作,具有极高的准确性,提高汽车底盘焊接的质量与速度。
  (五)焊接机器人连续工作时能同时做好更多的汽车底盘焊接工作,工作数量也大大提高。
  五、焊接机器人在汽车底盘焊接中的应用实践
  焊接机器人改变汽车底盘外观,也提高了汽车底盘的质量。
  (一)滑轨和焊接机器人的结合。例如桑塔纳的后桥焊接生产线,两套夹具固定在小车上,两个夹具轮依次进入机器人焊接区进行工作,这样使上料,下料同时进行,节约变位器的旋转时间,可靠性较高。
  (二)利用单(双)夹具固定式和焊接机器人工作站。例如,在帕萨特后桥焊接和桑塔纳前悬挂焊接和生产线的焊接,变位机改变夹具的位置,然后改变焊接机器人焊枪的位置,优点是系统故障率低。
  (三)带变位机回转工作台和焊接机器人工作站。这种模式在别克福车架焊接线和赛欧后桥焊接线等都广泛应用,利用两副夹具带变为器和转台组成,优点是结构紧凑,可以实现不同的工艺要求,而且也是目前使用最广泛的一种形式。
  (四)使用搬运机器人和焊接机器人。优点是能适应各种不规则的焊缝焊接,合理的安排机器人能够最大限度的提高生产率。
  (五)协调运动式外轴和焊接机器人工作台。帕萨迪后桥稳定杆焊接和波罗后桥的焊接,这种形式可以实现任何角度的环焊缝的焊接,应用广泛。
  (六)机器人中置式工作台。该模式对空间资源占用大,目前没有广泛应用,仅在派力奥与SIENA;此外还有机器人焊接自动线[4]。
  六、结束语
  与人工化的汽车底盘焊接工程相比来说,焊接机器人使用的是数字化方案,而人工焊接的参数多为人工随意设置,准确性低工作效率也会大幅减小。人工进行焊接汽车底盘的焊接时间也不是完全准确,由机器人进行统计的时间会更准确更符合。所以说焊接机器人在汽车底盘焊接的作用非常重要,能够减少工作的时长,提高工作的效率。
  参考文献:
  {1}孙牧原.汽车三元催化器焊接机器人系统设计及应用研究[D].河北工程大学,2017.
  {2}林远长,王锐,石珍,等.轻量化汽车焊接机器人视觉测量及焊接轨迹跟踪[J].机械设计与研究,2018(2).
  {3}林海,陈俊同,陈家裕,等.基于ROS的无线图传小车设计研究[J].机械工程师,2016(5):106-107.
  [4]焊接机器人若干优化技术研究[D].沈阳理工大学,2016.
  (作者单位:上海汇众萨克斯减振器有限公司沈阳分公司)
论文来源:《科学导报·科学工程与电力》 2019年3期
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