汽车后桥壳 焊接

第
-- 卷 第 2 期 1$$- 年 2 月
电焊机
=K<AMPGA Z<KIG78 [?A>G7<
Y6KL-- D6L2 /B8L1$$-
汽车后桥壳总成自动化焊接 生产线的研制
郭 勇， 帅 业， 何长春， 张舫舟， 姚 志， 江 云
四川 成都 "#$$%#& !成都焊研科技有限责任公司，
介绍了微型 !越野车后桥壳总成自动化焊接生产的工艺流程， 自动化焊接生产线的设计 摘要： 思想， 结构原理、 特点以及控制、 管理系统， 证明了该焊接生产线及设备是一套适用于微型 !越野 车后桥总成焊接生产的自动化程度高、 生产效率高、 控制、 管理方便的设备。 汽车后桥壳总成； 自动焊； 机器人； 机械手 关键词： ’()； 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： *+,-； *+,$. / #$$#01-$-!1$$-&$20$$1.0$%
&
控制系统
整个焊接生产线由中央控制器系统进行控制，
采 用 -./ 可 编 程 控 制 器 作 为 主 控 单 元 ， 焊接过程 的设定、 显示、 参数的设置以及控制过程的监控在 人机界面上完成。 在人机界面上可存储和调用 0+ 套 焊接专家程序和参数。 独立的中央控制柜通过标准 线槽与各个工序设备和传输线联结， 集中控制各个 工序设备的起动、 停止， 机械手起动、 停止， 传输线 的起动、 停止等， 以及程序联动。 设置成品计数器， 每 )+ 根自动停机一次。 动力传输线的起动、 停止由中央控制柜控制， 在 传输线前、 末端设置有操作盒。 传输线的步进速度 预先设定， 停留时间根据最慢工序的工作时间而定。 各个工序设备的起动、 停止控制由中央控制柜 控制， 中央控制器根据传输线的工件到位检测信号 进行程序控制。 每台工序设备即可以与整条传输线 联动， 也可以在调整状态进行单台生产。 在中央控 制柜上均设置有工序设备的工作状态指示灯。 各个工序设备均设置有操作盒， 具体操作动 作均在此完成， 操作盒设置有起动、 急停开关。 操作 任一操作盒上的急停， 均可以停止传输线及设备的 动作。 机械手起动、 停止控制由主控制柜根据传输 线的工件到位检测信号进行程序控制。 各个机械手 的具体气缸动作控制由中央控制器进行系统程序 控制。 故障报警功能： 在正常焊接生产过程中， 如果 单台工序设备发生故障则自动停机报警， 其余工序 设备在完成当前工作过程后， 自动停机等待， 故障 排除 后 ， 即可重新工作。 如果 传 输 线 发 生 故 障 ， 则 整 个系统自动停机报警， 故障排除后即可进行正常 焊接生产。 焊接故障诊断功能： 在焊接过程中发生故障! 如 堵丝、 粘丝以及无焊丝 " 时， 自动 停 机 报 警 ， 故障排 除后反转搭接长度， 自动焊接。
焊接机器人工作站示意图
该设备采用全封闭式结构，双装夹焊接工位， % 套焊接机器人和变位机。 % 装夹焊接工位随焊接变 位机对称分部在主传输线两侧， % 台机器人设置在 传输线的中轴线上， 并设置在左右两边。 机械手设置 在传输线上方， 在设 备 中 心 位 置 ， 该机械手采用 $ 位置定位传输方式， 一般情况机械手在传输线正上 方等待。 在传输线两侧、 % 个焊接工位之间设置有双 上下升降式防护隔板， 以避免焊接时相互干扰。 封闭 式防护罩两面操作位设置气动升降式防护门。 对有些无该工序后桥， 控制系统根据设定， 由传 输线和机械手配合， 工件就可以不进入该焊接机器 人工作站进行焊接。
!"#$%&’$ (#")’*+ ,-$.’*#
・ $+ ・
!"#
自动校直专机
该设备是对焊接完成的桥壳总成进行自动校
直， 为后续的机械加工作准备。 采用龙门式结构。 机械手将工件放置在气动送料机构的 & 型架 上， 通过气动送料机构将工件送入工作区， 左右气 动定紧机构将工件定紧， 气动升降机构将工件初始 位置定位， 检测传感头升起对工件加强环进行 $ 点 检测， 通过检测结果， 数字控制系统控制液压系统 使液压头对桥壳 $ 个方向进行校直。
AP6OO@A6B7MPJ V<>GAK< ’ O， ?KO6 R6G7MO 6BM ?7 GI<? ， M>< OMPBAMBP< RPG7AGRK< ， M>< A>?P?AM<P 6S M>< ?BM6 Q<KIG78 RP6IBAMG67 KG7< ?7I M>< >G8> RP6IBAMG67 <SSGAG<7AJ ?7I <?OJ M6 U?7?8< OJOM<UL;M GO RP6V<I M>?M M>GO RP6IBAMG67 KG7< GO M>< <WBGRU<7M QGM> >G8> ?BM6U?MGF?MG67， A67MP6K ?7I U?7?8< S6P UG7G@V?7 ?7I AP6OO@A6B7MPJ V<>GAK<L
收稿日期： 1$$-0$20$% 作者简介： 郭 勇 !#."% —&， 男， 四川资中人， 高级工程师， 硕
士， 主要从事专用自动焊接设备的设计、 开发研 究工作。
野车桥壳总成的生产采用的是单机生产方式， 生产 工艺落后、 生产效率低、 产品质量不稳定。 而国外对 后桥壳总成的生产基本上采用了自动流水线的生 产方式， 以满足对后桥壳的规模化生产的要求。 在 这 种情况下， 根据我国的工业生产方式， 结合国外 的生产经验， 我们研制了这套后桥壳总成自动焊接 生产线。 该生产线是以后桥壳总成定位点定开始， 上臂! 减震器支 经过 , 环缝 ! 或 1 环缝 & 的自动焊接、 架焊接、 校直上料缓冲、 焊后自动校直、 校直下料缓 冲、 自动充气水下试漏检查到自动下线。这 2 个 工位由传输线和机械手连接， 除点定工位采用人工 上料外， 其他工位均采用机械手自动上料， 下料全 部采用机械手自动下料。 通过中央控制系统程序控 制自动传输线、 机械手、 自动焊接设备以及自动检 测设备。 同时， 利用工控机对生产现场进行有效地 监 控和管理。
・ () ・ 图(
# 环缝自动焊机示意图
!"#$%&’$ (#")’*+ ,-$.’*#
研究与设计
郭
勇等： 汽车后桥壳总成自动化焊接生产线的研制
第*期
该自动焊机完成后桥壳总成后桥壳与轴管总 成、 法兰 ! 条环缝的自动 焊 接 " 也 可 进 行 双 段 环 缝 桥的焊接#。 设备采用全封闭式结构。 设置在桥壳总成 ! 环缝自动焊专机上往复式 自动上下料机构， 自动将已经点定好的桥壳总成从 主传输线上取下并将工件送入该焊机的焊接位置； 焊接完成后， 该往复式自动上下料机构再将工件从
电焊机
研究与设计
第 (( 卷
二次校直。
检测。 在极限位置均设置有到位缓冲器。 机械手的主要动作为 ( 部分： ! 向行走， " 向提 升、 抓取。 其中抓取手指采用 ) 个气动连杆机构动作， 手指可以作为易损件更换。 该部分机械手有 ( 部带 旋转关节， 即绕 " 轴 *+,往复转动运动。 旋转关节采 用回转轴、 齿轮副传动， 传动动力由一旋转摆动气 缸完成。
!"#$%&’#( )’(* +#" ,*)$’(- "*." /#%0’(- .001 #+ .%&#2#3’)*
+34 5678， 9:3/; 5<， := )>?78@A>B7 ， C:/D+ E?78@F>6B， 5/4 C>G， H;/D+ 5B7 !)><78IB :?7J?7 *<A>76K68J )6L ， (MIL， )><78IB "#$$%# ， )>G7?& /NOMP?AM ： *>GO ?PMGAK< G7MP6IBA<O M>< ?BM6 Q<KIG78 RP6IBAMG67 KG7<’ O M<A>76K68GA?K RP6A<OO 6S P<?P ?TK< >6BOG78 ?OOJ S6P UG7G@V?7!
X<J Q6PIO： P<?P ?TK< >6BOG78 ?OOJ 6S ?BM6U6NGK< ； ?BM6@Q<KIG78 ； ’() ； P6N6M； U?7GRBK?M6P
十 七 届 中 国 焊 接 博 览 会 学 术 论 坛
序言
随着我国加入 Z*4， 国外各大汽车生产厂商进 入我国， 给我国带来了先进的汽车制造技术， 促进 了我国汽车工业的高速发展。据统计， 最近几年我 国轿 车 、 微型车以及越野车等小型车的销量以每 年 ,$\]%$\ 的 速度发 展 。 随 着 引 进 汽 车 国 产 化 提高的要求， 整车的发展给相关的汽车零部件的生 产带来很大的需求， 因此， 对汽车零部件的规模化 生产的要求就越来越高。 汽车后桥是汽车最重要的 组成部分之一。 目前， 国内外对汽车后桥的生产 几 乎 全部采用的是焊接， 对微型车、 越野车更是如此。 根据现行后桥焊接生产工艺要求， 后桥壳焊接生产 采用 )41 气体保护焊接方法完成桥壳总成的点定、 环缝的焊接。 除此之外， 对焊接完成的后桥壳总成 需进行校直和检漏。 目前， 国内对该类似微型车、 越
十 七 届 中 国 焊 接 博 览 会 学 术 论 坛
下料缓冲区装置由机械手和传输线组成， 它将 对工件自动检漏的上料进行缓冲。
!"#
自动检漏设备
该设备是为焊接后的桥壳总成检查焊缝接头