焊接机器人系统在汽车底盘焊接中的应用

焊接机器人系统在汽车底盘焊接中的应用

发表时间：2020-03-17T13:35:58.860Z 来源：《电力设备》2019年第21期作者：赵缘元

[导读] 摘要：目前，焊接机器人技术已普遍应用于汽车生产制造业中，在汽车零部件生产中看到明显效果后，又逐渐将其引入了汽车底盘的焊接生产线中，并也能够看到非常明显的效果。

（重庆智能机器人研究院）

摘要：目前，焊接机器人技术已普遍应用于汽车生产制造业中，在汽车零部件生产中看到明显效果后，又逐渐将其引入了汽车底盘的焊接生产线中，并也能够看到非常明显的效果。本文基于焊接机器人技术的几点概念，重点探讨了在汽车底盘焊接生产中对焊接机器人的具体应用，以供参考。

关键词：焊接机器人；汽车工业；底盘焊接生产线；应用

焊接机器人最适用于多品种、高质量的生产行业中，目前已广泛应用于汽车制造、汽车底盘、座椅骨架、导轨等焊接件均引入了焊接机器人技术，尤其是本文重点研究的汽车底盘，应用效果最为显著。像是国内生产的桑塔纳、帕萨特、别克等轿车底盘零件大多是以焊接工艺为主，而引入焊接机器人技术不仅能够最大程度地保证汽车产品质量的稳定性，也能够节省企业员工的劳动强度，同时，保证劳动环境。

1工业机器人技术与汽车底盘焊接生产线分析

1.2工业机器人技术

顾名思义，机器人能够代替人类灵活地完成各种危险生产或是具有重复性质工作的机器，主要包括检测系统、执行装置、驱动系统和控制系统四部分。机器人技术的是一种比较复杂的综合性技术，包括信息技术、传感技术、机构学、仿生学等，这得益于现代信息技术和学术研究的突破，逐渐成为国家发展的一种象征性的标志性，也是国家先进制造技术领域所必需的自动化设备。工业机器人是其所属部分，具有重复编程、自动控制和多功能等特点，主要是由驱动装置、能源装置、控制装置、机座、机械手臂等部分组成的。焊接机器人在汽车焊接中应用得比较广泛一些，可以代替人工完成一些比较高难度的作业，达到重复精准度高、生产自动化的目的，同时，也能够参与对固定车型程式的编写，投入柔性化生产中。

1.2汽车底盘焊接生产线分析

1.2.1汽车底盘焊接的特点

汽车底盘车架和后桥的结构比较复杂，对部件的精确度要求也比较高，要确保焊接时的接头和焊缝的尺寸均要符合工艺要求。但实际上，零部件间的焊缝大多是以搭接接头和角接接头为主，这对人工施焊而言是一个不小的挑战。需要明确的一点是，焊接质量的好坏直接影响着对整台车的质量的评定指标，也直接影响着车辆在行驶过程中的稳定性与安全性，如若在这个环节中出现错误，后果将不堪设想。

1.2.2汽车底盘焊接生产线

汽车底盘焊接生产线上的机器人需要配备iWeld5程序软件作为机器人的系统大脑，并且要借助网络互联的优势对二、四工位的机器人系统进行升级，实时在线监测每台机器人及其周边设备的运行状态，随时收集焊接过程中产生的各项数据，还要不断进行信息化升级以满足技术部门采集焊接设备数据的要求，便于对焊接设备进行集中的管理，一方面能够实现制造汽车的过程中每道工艺的一致性，另一方面也能够通过对这些数据的分析进一步提高设备的利用率。

2焊接机器人系统在汽车底盘焊接中的应用分析

2.1机器人焊接生产线的设计

在对焊接机器人的生产线进行设计之前，需要注意以下几点内容：首先，必须要满足制造纲领提出的要求，同时，生产线必须要具备一定的柔性。其次，生产质量要达标，这也是最重要的一点。由于车架、后桥的焊缝特性，和焊件的焊缝数相同，就可以按照焊接形变小的原则优先安排焊接的顺序。具体而言，可采用双、四工位的焊接机器人具有的柔性系统分别开展施焊工作。当生产纲领提出双班制、27天或是月产8000套的生产计划时，就可以对各部件总成的焊缝数、焊接尺寸和焊缝特性进行综合分析，通过6套焊接机器人系统组成一个工作站完成前车架生产线的生产任务。

2.2机器人焊接生产线的特点分析

2.2.1生产线的特点

机器人焊接生产线的特点相对来说比较零碎，简单总结起来可分为两大类，一是劳动环境比较好，可控制性比较强，在保证高强度的工作效率的同时，也能够保证焊接质量的稳定性。其次，相关的机器设备和系统维修起来也比较简单，同时，故障率也是很低的，给生产线工作的稳定可靠提供了条件。又能实现机动区和维修区的完全隔离，保障了工作的安全性。

2.2.2生产线的安全性设计

焊接机器人生产线在安全方面费了很大的精力，一是体现在隔离方面，利用钢化玻璃墙实现操作系统和机器人与其他焊接设备的隔离，能够有效保证企业员工在操作系统的过程中被机器人误伤的情况，同时，给用来隔离的钢化玻璃墙加入了防弧光的技术，这能够在一定程度上有效地避免弧光对人体产生的伤害。此外，启动焊接程序的开关具有双层保险，也能够避免人的误触。

3机器人焊接新技术的应用

3.1TCP自动校零技术

TCP（ Tool Center Point）工具中心点，焊接机器人的工具中心点就是焊枪的中心点，TCP的零位精度对焊接质量的稳定性有着直接的影响，在实际生产中焊枪与夹具之间产生碰撞是不可避免的，这会导致TCP的位置出现偏离。机器人的作用就是实现TCP的自动校零，并能够大量地节省校零的时间和次数，当焊枪经过TCP的支座时，它能够利用硬件设施中的传感器将记录下的数据传到CPU并与最初的设定值进行比较和计算，位置一旦出现偏移，就会自动调整角度。

3.2等离子弧切割技术

若想进一步地提升机器人的焊接质量，就必须对冲制件的匹配性进行严格要求，即冲制件的匹配轮廓度要小于0.5mm,但是传统的冲压工艺很难做到这一点。引入机器人等离子弧切割技术就能很好地解决这一问题。操作过程也相对比较简单，即由普通的抓举机器人持等离子弧割矩按照机器人的编程轨迹保持匀速进行切割，切割出的轮廓度小于0.3mm，能够保证质量的稳定性。如果想要改变产品的尺寸，只

需要对机器人的切割轨迹进行调整即可，这能够为企业节省大量的生产成本。

结语

综上所述，汽车工业中引入焊接机器人技术能够保证汽车产品的质量，相对于人工而言，机器由精密的程序控制，可实现数据的零误差，同时，又从根本上杜绝了人工操作的随意性，在提高企业的生产效率的同时，也能够使产品的焊接质量和冲压件的质量得到严格的控制。在市场竞争日趋激烈的今天，加速实现焊接机器人的高柔性化，使一套机器人系统能够满足多种零件的焊接和产品的多样化就显得尤为重要了。

参考文献：

[1]芜湖市元山机械制造有限公司.一种汽车底盘机器人焊接系统：CN201610991574.9[P].2017-04-19.

[2]李涛,郝亮,吴犇, 等.焊接机器人系统在汽车底盘焊接中的应用[J].纳税,2017,（020）.

[3]华明财,唐能.焊接机器人系统在汽车底盘焊接中的应用研究[J].科学与信息化,2019,（25）：4,7.

[4]李亚光,周贺.数字化工厂，机器人焊接生产线设计与调试[J].建筑工程技术与设计,2017,（17）：3753-3753.