车身车间PLC控制机器人的应用
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摘 要 随着工业技术的发展与自动化水平的提高，机器人在汽车制造业的使用越来越广泛，特别是对于车身车间，机器人可以用于车身的焊接、螺栓螺柱的焊接、零件的涂胶、板材与零件的搬运等。机器人不但可以代替人完成繁重和機械性重复的劳动，而且完成精度和效率更高、更稳定。焊接机器人在车身车间的广泛应用，满足并提升了车身工艺要求和焊接质量，更有效提高了生产效率。
关键词 车身焊接 PLC 机器人
中图分类号：TP273.5 文献标识码：A
0引言
汽车制造业中使用工业机器人不仅可以节约人力，降低企业成本，提高设备利用率，提高产品的质量与产量，更重要的是它可以保障工人安全，改善工作条件，减轻劳动强度，减少人员风险，提高工作效率。
机器人在车身车间的应用，大大减轻了操作工人的工作强度。对于某公司车身车间来说，车身车间所有的焊接，包括点焊、弧焊和激光焊接都是由机器人完成的，白车身的涂胶和大部分零件的搬运也都是由机器人来完成的。焊接机器人的投入使用，不仅保证了焊接的精度和质量，有效地替代了操作工人;而且具有比操作工人更快的速度和工作持久性，提高了生产节拍。
1六轴机器人的特点
（1）可编程：让工业机器人功能更多样化，可以根据用户的需要进行编程。
（2）可靠性强：正常运行时间长，六轴工业机器人坚固耐用，可靠性强、维护周期长。
（3）速度快：操作周期时间短，六轴工业机器人，优化了机器人的加减速性能，使机器人工作节拍时间降至最短。
（4）精度高：工业机器人可以模仿人进行行走、旋转，可以全方位立体覆盖每个角落，零件生产质量稳定;具有最佳的轨迹精度和重复定位精度;可以提高生产效率。
（5）通用性强：工业机器人，具有较好的通用性。可以根据需要更换工业机器人末端工具，俗称（换枪盘）。如焊枪，抓手，涂胶机等。功率大，并适合恶劣生产环境。
2车身车间机器人的应用范围
2.1工件焊接
工件焊接包括点焊、弧焊和激光焊，是目前最大的工业机器人应用领域。由于汽车制造业对许多构件的焊接精度和速度等指标提出越来越高的要求，一般工人已经难以胜任这一工作;此外，焊接时的火花及粉尘等，对人体造成危害，因此，焊接过程的完全自动化已成为重要的研究课题，其中，最为重要的就是要应用焊接机器人。现在工业生产中，各种焊接工艺和过程都可以使用工业机器人来执行，以取代操作工人在恶劣的焊接环境下工作。
2.2涂胶机器人
在车身上应用的胶是密封和减震降噪的作用，其作用非常重要，这就对胶条的质量提出了很高的要求。所以采用机器人涂胶，能更好的保证胶的质量。涂胶质量的好坏决定着整台车的密封性，同时影响着整个汽车品牌的价值和口碑。
2.3检测机器人
为了保证车身的整体焊接质量，在车身焊接的过程中或整个焊接工作完成之后，需要对车身上的一些重要部位的焊缝和螺柱进行检查。焊缝位置和形状的复杂性给检测工具的适应性提出了要求。在自动化程度很高的车身车间焊装生产线上，可以使用动作灵活的机器人代替工人携带专用的检测装置进行焊缝检测，一般的机械装置就很难像机器人那样执行这一任务。
2.4搬运机器人
在车身车间，焊接前物料的搬运与转移是一项很繁琐繁重的任务，这大部分都由专用叉车来完成，但专用叉车做的工作主要是将大量工件从储存车间搬运到焊装生产线的缓存区，将工件从生产线的缓存区搬运到生产线的焊接夹具上以及工件在生产线上的传递工作都需要由动作灵活的工业机器人来完成。这不仅提高了生产效率，又减轻了工人的劳动强度。
在汽车生产制造领域，机器人除了在焊接工艺过程中有主要应用之外，还在工件夹持定位中有着广泛的应用。在实现汽车车身焊接生产的车身车间中，要实现车身工件高质量的焊接，就要求必须对焊接过程进行准确的控制，一方面要求焊接机器人对焊枪的姿态和运动轨迹进行准确控制，另一方面要求各种夹具对待焊接工件进行夹持定位。夹具种类很多，大部分的专用夹具只能用来实现非移动工件的定位，但不能实现移动工件的定位，这需要采用抓手机器人才能实现。
3机器人的编程
某公司车身车间采用的是西门子S400系列PLC控制的ABB机器人。如某工位的一台机器人的焊接和运动轨迹包括机器人的主程序：移动焊枪焊接夹具台，抓手搬运零件，夹持零件固定焊枪焊接，放焊接完成的零件;辅助程序：手动和自动焊枪电极的修磨，焊枪的维修位置，抓手的维修位置，抱闸测试等。
4结语
在可预见的未来，焊接机器人的应用空间将更广阔，应用技术将更先进。具体来说，焊接机器人综合性能不断提升，故障诊断系统功能更强大，故障率更低;机械结构设计的进步，使焊接机器人更紧凑，所占空间更小;焊接机器人的虚拟现实技术从仿真、预演向过程控制技术发展;机器人智能化程度越来越高，拥有焊缝质量诊断功能;机器人适应环境的能力越来越强，能适用于非常恶劣的工况。
工业机器人技术的进步与应用，有力地推动了世界工业技术的进步。焊接机器人在高质量、高效率的焊接生产中，发挥了极其重要的作用。
参考文献
[1] 李道霖.电气控制与PLC原理及应用[M].北京：电子工业出版社，2004.
[2] 孙树栋.工业机器人基础[M].西北工业大学出版社，2006.
[3] 黄金河，刘国山，许嘉平.中国汽车焊接技术的探究[J].汽车工艺与材料，2014（05）.
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