基于汽車車架機(jī)器人焊接工作站的研究與應(yīng)用

孫海軍

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)器人的技術(shù)也開(kāi)始在工業(yè)化中廣泛應(yīng)用，特別是在汽車制造領(lǐng)域，機(jī)器人的焊接工作將人從比較有危險(xiǎn)性的崗位中解放出來(lái)。本文對(duì)于汽車車駕機(jī)器人焊接工作進(jìn)行了分析和研究以供參考。

關(guān)鍵詞：汽車車架;機(jī)器人;焊接工作

隨著機(jī)械生產(chǎn)的規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化的發(fā)展，我國(guó)汽車生產(chǎn)的進(jìn)程越來(lái)越快，機(jī)器人焊接工作站的應(yīng)用也越來(lái)越多，已經(jīng)成為了汽車生產(chǎn)的主要模式。

1 焊接機(jī)器人的發(fā)展

焊接機(jī)器人技術(shù)的研究和發(fā)展在歷經(jīng)了幾十年的過(guò)程目前已經(jīng)到了第三代，最初開(kāi)始的第一代是有記憶裝置的焊接機(jī)器人，主要是由人來(lái)操作機(jī)械進(jìn)行姿勢(shì)模仿，待記憶裝置開(kāi)始使用時(shí)就能夠再現(xiàn)這些動(dòng)作并且能夠重復(fù)進(jìn)行，所以就能執(zhí)行簡(jiǎn)單的焊接工作。第二代的機(jī)器人就開(kāi)始使用傳感器的技術(shù)，此時(shí)的機(jī)器人就具有了感知能力，在進(jìn)行工作時(shí)根據(jù)傳感器中獲得的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)類對(duì)工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，甚至通過(guò)實(shí)體的建模能夠?qū)崿F(xiàn)離線的自動(dòng)編程，節(jié)省了大量的時(shí)間。第三代則是在傳感器上進(jìn)行了升級(jí)，而且機(jī)器人在接收到指令時(shí)還能夠根據(jù)客觀的環(huán)境進(jìn)行適應(yīng)型的自動(dòng)調(diào)整，屬于半自主或者全自主工作的服務(wù)機(jī)器人，在焊接時(shí)就能夠更為廣泛的應(yīng)用。

2 焊接機(jī)器人的表現(xiàn)優(yōu)點(diǎn)

2.1 能夠提高焊接的質(zhì)量

焊接工作一般都要求焊工能夠有非常熟練的操作技能、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及高超穩(wěn)定的焊接水平;但同時(shí)因?yàn)楹附庸ぷ鳝h(huán)境差、煙塵多、而且熱輻射大、危險(xiǎn)系數(shù)很高，焊接機(jī)器人能夠代替人的手工焊接，從而減輕焊工的工作強(qiáng)度，并且因?yàn)闄C(jī)器人焊接的參數(shù)是由控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行調(diào)整的，所以焊接的尺寸是能夠滿足工藝的要求，不會(huì)出現(xiàn)人工焊接中出現(xiàn)的焊縫尺寸過(guò)大或者不足的情況，而且還能夠保證每條焊的焊接參數(shù)都是一致，這一點(diǎn)是人工焊工無(wú)法做到的，所以說(shuō)，機(jī)器人焊接提高了焊接的質(zhì)量。

2.2 提高焊接的生產(chǎn)效率

焊接機(jī)器人在作業(yè)時(shí)還可以采用雙工位的焊接，這樣可以提高設(shè)備的使用效率，并且減少不必要的輔助時(shí)間，而且在選擇參數(shù)的范圍人可以比手工的焊接要更寬一點(diǎn)，這樣可以用較高的速度來(lái)提高整體的效率，而且機(jī)器人不存在有疲勞的情況，能夠24小時(shí)連續(xù)作業(yè)，從而提高整體的生產(chǎn)效率。

2.3 改善勞動(dòng)安全衛(wèi)生條件

當(dāng)下國(guó)家要求提高勞動(dòng)環(huán)境要求，焊接本身環(huán)境比較差，有強(qiáng)光和熱輻射，而且還有飛濺及有害煙塵，但是在采用焊接機(jī)器人后，焊工就從這種惡劣的環(huán)境中解放出來(lái)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看改變勞動(dòng)安全的衛(wèi)生條件能夠讓勞動(dòng)者的身體更健康，減少傷病的可能。

2.4 增強(qiáng)生產(chǎn)管理的計(jì)劃性及可預(yù)見(jiàn)性

對(duì)于焊接機(jī)器人的生產(chǎn)計(jì)劃是能夠進(jìn)行計(jì)算的，其產(chǎn)量也是能夠預(yù)見(jiàn)，在這種情況下，焊接機(jī)器人對(duì)于批量較小、品種較多的生產(chǎn)是非常有利的。

2.5 可準(zhǔn)確預(yù)估材料的消耗量及成本

焊接機(jī)器人的作業(yè)是標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)，其焊絲的消耗量比起人工焊接要快，但也是可控的，所以，在對(duì)于材料的消耗量，比如焊絲、氣體以及導(dǎo)電嘴的消耗都能夠進(jìn)行精準(zhǔn)的預(yù)估，更能夠有效的控制生產(chǎn)的成本。

3 汽車車架機(jī)器人焊接工作站的應(yīng)用

汽車車架機(jī)器人焊接工作站主要涉及到電子、機(jī)械、信息以及數(shù)據(jù)庫(kù)和控制等各種不同的學(xué)科領(lǐng)域，而且由電氣、機(jī)械、及焊接三大部分構(gòu)成。根據(jù)選用的焊接機(jī)器人的系統(tǒng)不同，以及是否選用外部軸，或者焊接夾具有不同的情況將焊接機(jī)器人的工作站形式也會(huì)有不同，因?yàn)槠嚠a(chǎn)品的車型多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件要求標(biāo)準(zhǔn)非常專業(yè)，同時(shí)對(duì)于汽車制造在質(zhì)量、成本、效率的綜合要求，決定了汽車的焊接加工過(guò)程是跨領(lǐng)域的、多學(xué)科的、技術(shù)集成性很強(qiáng)的。

3.1 汽車焊接領(lǐng)域的應(yīng)用

（1）維修方面的應(yīng)用。在汽車駕駛的過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)有碰撞的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致車身或者是其它方面配件的損壞，遇到這種情況，就需要采用機(jī)器人焊接工作站來(lái)將損壞的部分采用焊接的方式進(jìn)行汽車的維修。（2）汽車改裝或美容方面的應(yīng)用。許多的車主非常熱衷于對(duì)汽車進(jìn)行改裝或者進(jìn)行裝飾，較常見(jiàn)的就是加裝汽車尾翼，許多人認(rèn)為安裝尾翼后顯得具有運(yùn)動(dòng)動(dòng)感，就會(huì)對(duì)外觀進(jìn)行改裝，讓個(gè)性更為鮮明，在這個(gè)過(guò)程里就需要用焊接技術(shù)來(lái)加裝尾翼，保證尾翼的牢固和穩(wěn)定。

3.2 提高焊接工作站工作效率的策略

（1）控制焊件的前期質(zhì)量。首先要保證機(jī)器人的焊接質(zhì)量，就必須要做好焊件的前期質(zhì)量的控制，制規(guī)定相應(yīng)的焊接工藝、裝配尺寸、焊縫坡口以及對(duì)沖壓件，設(shè)計(jì)精度較高的裝配工裝，同時(shí)要保證沖壓件的尺寸，就必須引進(jìn)相關(guān)的配套設(shè)備，比如數(shù)控剪板機(jī)和數(shù)控折彎?rùn)C(jī)等，能夠更好的控制沖壓件尺寸，從而提高機(jī)器人的焊接質(zhì)量。（2）增加機(jī)器人的清槍程序。在進(jìn)行焊接長(zhǎng)焊縫時(shí)，在進(jìn)行了短焊縫過(guò)后需要增加清槍程序，去除槍內(nèi)的飛濺物，讓保護(hù)氣體能夠正常的吹出，從而不會(huì)出現(xiàn)擊穿保護(hù)罩的現(xiàn)象，大大改善焊縫的質(zhì)量。（3）控制氣壓。在使用過(guò)程中，要注意機(jī)器人會(huì)因?yàn)閴嚎s空氣不足的情況而出現(xiàn)了停機(jī)的現(xiàn)象，所以需要使用較大功率的空氣壓縮機(jī)，而控制好壓縮空氣。（4）及時(shí)進(jìn)行清理。定期清理焊絲導(dǎo)管等積屑，這樣可以保證機(jī)器人在工作的過(guò)程中焊絲能夠持續(xù)的送出，提高工作的效率。（5）提高編程的效率。在編程時(shí)也要采取完全離線編程的方法，讓機(jī)器人焊接程序的編制或者焊縫軌跡坐標(biāo)位置的獲取以及其它相應(yīng)的調(diào)試都能夠在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上完成，在三維圖形環(huán)境下，直接用鼠標(biāo)點(diǎn)擊虛擬環(huán)境中工件的焊接部位就可以直接的生成焊縫的軌跡，然后生成程序來(lái)進(jìn)行控制，提高編程效率也減輕工件強(qiáng)度。

4 結(jié)束語(yǔ)

汽車的加工及維修等領(lǐng)域都會(huì)涉及到汽車的焊接技術(shù)，隨著技術(shù)的發(fā)展，汽車制造業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了汽車的車身以及相關(guān)配件能夠做到無(wú)縫焊接的技術(shù)。而且車身的加工也開(kāi)始采用了模具化加工的各種形式，從根本上減少了因?yàn)楹附佣鸬牟蛔阋蛩?。目前，機(jī)器人焊接工作站的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，同時(shí)隨著各企業(yè)的跨越式發(fā)展，也為機(jī)器人焊接工作站提供了各種的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，各企業(yè)需要不斷的進(jìn)入高新科學(xué)技術(shù)，從而保證汽車焊接工藝能夠更為精湛，更好的實(shí)現(xiàn)汽車制造和維修的高精度及高密度，從而全面提升汽車的質(zhì)量。

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