焊接机器人在汽车制造中的应用

文章来源:百度百科 OFweek机器人网 点击数:20 发布时间:2017-05-02
焊接技术作为制造业的传统基础工艺与技术,在工业中应用的历史并不长,但它的发展非常迅速。随着电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展,自动焊接机器人技术已日益成熟...
焊接机器人在汽车制造中的应用

焊接技术作为制造业的传统基础工艺与技术,在工业中应用的历史并不长,但它的发展非常迅速。随着电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展,自动焊接机器人技术已日益成熟,具有提高和稳定焊接质量,将焊接质量以数值的形式反映出来;提高劳动生产率;可在有害环境下工作,改善工人劳动强度;降低对工人操作技术的要求;缩短了产品改型换代的准备周期,减少相应的设备投资等优点。在汽车生产的冲压、焊装、涂装、总装四大生产工艺过程都有广泛应用,其中应用最多的以弧焊、点焊为主。

典型的焊接机器人系统有如下几种形式:

焊接机器人工作站、焊接机器人生产线、焊接专机。焊接机器人系统一般适合中、小批量生产,被焊工件的焊缝可以短而多,形状较复杂。柔性焊接线特别适合产品品种多,每批数量又很少的情况下采用。焊接专机适合批量大、改型慢的产品,对焊缝数量较少、较长,形状规矩的工件也较为适用,至于选用哪种自动化焊接生产形式,需根据企业的实际情况而定。

焊接机器人在汽车制造车间的具体工作可以分为汽车车身装焊和汽车零部件装焊两大类。

汽车车身装焊

(1)电阻点焊汽车车身装焊包括车架、地板、侧围、车门及车身总成合焊等的装配焊接,在装焊生产过程中大量采用了电阻点焊工艺。据统计每辆汽车车身上,大约有3000~4000个电阻点焊焊点。在汽车车身装焊工艺中,点焊工艺仍处于主导地位,电阻点焊技术的应用实现了汽车车身制造的量产化与自动化。

在汽车车身装焊生产线上使用的电阻点焊设备,主要有以下三类:

①悬挂式点焊机主要应用于车身装焊生产线上的定位焊工位,或者是用于焊点位置复杂(不宜实现自动化)部件的焊接。手工作业,自动化程度低。

②多点焊专机多点焊工艺的优点是生产效率高,焊接变形小。其缺点是不能适应于多种车型的生产,柔性差。

③点焊机器人点焊机器人在现代化车身装焊生产线上被大量采用,可以提高装焊生产的自动化程度,减轻操作者的劳动强度,提高生产效率,保证焊接质量。点焊机器人主要用于车身装焊的补焊工位、车身总成合焊工位等。而且,由于点焊机器人的采用,实现了车身装焊的柔性化生产方式--多品种、少批量混线生产。

点焊机器人通常由机器人本体、机器人控制装置、点焊钳及电阻焊控制器(时控器)构成。目前的点焊机器人系统应用了以下先进技术:

第一,逆变焊接电源减小了焊接变压器的重量和体积,将变压器与焊钳制成一体式机器人点焊钳。一体式焊钳的应用,有利于点焊机器人在其运动范围内实现轨迹运动及姿态变化。采用逆变焊接电源还可以改善焊机的电气性能,提高电源的热效率,达到节能的目的。

第二,焊钳自动更换装置通过模块化设计,使机器人焊钳与一次侧水电气配管的连接接口实现标准化。在装置装有几把不同形式的焊钳,点焊机器人按照程序在几秒钟的时间内就可以完成自动更换。实现焊钳快速自动更换,达到使用一台点焊机器人就能够适应车身各部位焊接的要求,也可适应多品种车型生产的需要。

第三,机器人控制系统采用该系统不仅可以控制机器人本体的运动,而且,还可对电阻焊时控器进行自动控制,发出焊接开始指令,自动控制和调整焊接参数(电压、电流、加压力、时间周波),控制点焊钳的大小行程及夹紧松开动作。同时,也具有自动故障诊断、报警等功能,例如:电极与被焊工件粘连、压缩空气气压过低时的故障报警。

(2)电弧焊汽车车身装焊生产中,主要在车架、地板等的主焊工位进行手工补焊作业,在副车架等分总成工件的焊接工位有孤焊机器人的应用。

汽车零部件焊接

在汽车零部件的生产中广泛地采用了点焊、凸焊、缝焊、对焊及电弧焊等焊接工艺。例如:横梁总成托架点焊,传动轴平衡片凸焊,汽车燃油箱缝焊,汽车轮圈连续闪光对焊,汽车转向臂、消声器、净化器壳体的电弧焊等。

相对于人工焊接,应用焊接机器人焊接效率和质量都能得到明显提高;且降低工人劳动强度,为企业自动化、智能化和高效化焊接机器人的全面投入使用,奠定的良好的应用基础。