隨著汽車(chē)制造技術(shù)的發(fā)展伏嗜，焊接產(chǎn)品制造的自動(dòng)化、柔性化與智能化成為必然的發(fā)展趨勢(shì)伐厌。焊接機(jī)器人由于具有通用性強(qiáng)承绸、工作可靠的優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到人們的重視，目前伸危，機(jī)器人系統(tǒng)已在轎車(chē)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用殊馋。某汽車(chē)生產(chǎn)集團(tuán)與唐山松下產(chǎn)業(yè)機(jī)器有限公司共同開(kāi)發(fā)的橋殼生產(chǎn)線，完全替代了其原有的手工生產(chǎn)線欺邻，成為目前國(guó)內(nèi)自動(dòng)化程度最高的橋殼生產(chǎn)線之一嗤舀。

焊接機(jī)器人由于具有通用性強(qiáng)、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)橘抵，越來(lái)越受到人們的重視攒筛。目前，機(jī)器人系統(tǒng)已在轎車(chē)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用午禽，為汽車(chē)制造業(yè)進(jìn)行大批量、高效率究勺、高質(zhì)量流水線制造提供了有利保障绿锋。

生產(chǎn)線機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)成

該生產(chǎn)線主要用于輕型卡車(chē)車(chē)橋橋殼的生產(chǎn)，在選擇生產(chǎn)線設(shè)備時(shí)酱劫，需要考慮的主要內(nèi)容包括：

1澄港、提高生產(chǎn)效率，滿足用戶生產(chǎn)要求柄沮，達(dá)到預(yù)期產(chǎn)量回梧。

2、生產(chǎn)線柔性化祖搓，可實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)在多個(gè)產(chǎn)品類(lèi)型之間快速切換狱意。

3、以高度自動(dòng)化降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度拯欧，改善工作環(huán)境详囤。

4、提升產(chǎn)品品質(zhì)镐作，增加用戶產(chǎn)品在同行業(yè)內(nèi)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力藏姐。

在生產(chǎn)線中主要采用了“Y”形焊縫/三角板內(nèi)焊縫焊接機(jī)器人工作站、機(jī)器人等離子切割工作站和彈簧座/減震器支架/法蘭盤(pán)焊接機(jī)器人工作站该贾。

機(jī)器人工作站

1羔杨、“Y”形焊縫/三角板內(nèi)焊縫焊接機(jī)器人工作站。

圖1“Y”形焊縫/三角板內(nèi)焊縫焊接機(jī)器人工作站

根據(jù)橋殼“Y”形焊縫/三角板內(nèi)焊縫的分布特點(diǎn)杨蛋，采用三機(jī)器人同時(shí)施焊兜材，這樣可以有效控制焊接變形，并在很大程度上提高生產(chǎn)效率蛹段。該機(jī)器人工作站采用自動(dòng)上款萎、下料。作業(yè)時(shí)，待焊工件由自動(dòng)輸送線流入相應(yīng)的位置饭里，裝卸工件處自動(dòng)對(duì)中定位裝置將其定位辞垦、舉升分中裝置分中并舉升、電動(dòng)卡盤(pán)夾緊健乾，分中裝置放松怎棋、舉升裝置落下，水平回轉(zhuǎn)工位變換裝置180°變位煌害，將工件送入到焊接工位（同時(shí)將已焊接完成的工件送出到裝卸位置）象人，三臺(tái)機(jī)器人系統(tǒng)開(kāi)始自動(dòng)焊接，上面“Y”形焊縫焊接完成后芦惧，氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)180°蜀谤，三臺(tái)機(jī)器人系統(tǒng)開(kāi)始自動(dòng)焊接另一面“Y”形焊縫。焊接結(jié)束后耙替，水平回轉(zhuǎn)工位變換裝置再次180°變位亚侠，將工件送入到焊接工位軸向定位及舉升裝置舉升并分中、電動(dòng)卡盤(pán)松開(kāi)俗扇，軸向定位及舉升裝置落下并退回硝烂，工件落在動(dòng)力滾道上，由動(dòng)力輥道后段將其送出工作站铜幽。同時(shí)滞谢，待焊工件由自動(dòng)輸送線流入相應(yīng)的位置，開(kāi)始進(jìn)入下一循環(huán)除抛。

2狮杨、機(jī)器人等離子切割工作站。

圖2  機(jī)器人等離子切割工作站

采用機(jī)器人空氣等離子切割機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工火焰切割到忽，切割速度快禾酱、切口表面光滑、垂直度好绘趋，切割效率有大幅度提高颤陶。該機(jī)器人工作站采用自動(dòng)上、下料静冯。作業(yè)時(shí)肿功，待割工件由自動(dòng)輸送線流入相應(yīng)的位置，自動(dòng)對(duì)中定位裝置將其定位狱鼎、舉升分中裝置分中并舉升卸矾、電動(dòng)卡盤(pán)夾緊，分中裝置放松篷浅、舉升裝置落下填庄，機(jī)器人切割系統(tǒng)開(kāi)始自動(dòng)切割婿孟，上面切割完成后，氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)180°题琅，機(jī)器人切割系統(tǒng)開(kāi)始自動(dòng)切割另一面孟盅。切割結(jié)束后，軸向定位及舉升裝置舉升并分中歉活、電動(dòng)卡盤(pán)松開(kāi)悠怕，舉升分中裝置退回并落下，殼體落在固定滾道上莉歼，由人工將殼體從固定滾道滾入線外隶谒， 一個(gè)循環(huán)結(jié)束。

3火架、彈簧座/減震器支架/法蘭盤(pán)焊接機(jī)器人工作站鉴象。

圖3  彈簧座/減震器支架/法蘭盤(pán)焊接機(jī)器人工作站

根據(jù)該工件焊縫布局，采用雙機(jī)器人同時(shí)焊接何鸡，可有效提高焊接效率纺弊、保證焊接質(zhì)量。該機(jī)器人工作站采用自動(dòng)上音比、下料。作業(yè)時(shí)氢惋，待焊工件由工裝板自動(dòng)輸送線流入相應(yīng)的位置洞翩，移載機(jī)將工裝板上殼體夾持住并移到焊接夾具上，夾具自動(dòng)分中并兩端定位焰望，夾緊兩端骚亿，雙機(jī)器人系統(tǒng)開(kāi)始自動(dòng)焊接。焊接結(jié)束后熊赖，夾具松開(kāi)来屠，分中裝置退回，移載機(jī)夾持住殼體并移載到工裝板自動(dòng)輸送線相應(yīng)的位置咱窜，經(jīng)檢測(cè)開(kāi)關(guān)確認(rèn)后囚请，工裝板自動(dòng)輸送線移動(dòng)并輸送至下一工序，一個(gè)循環(huán)結(jié)束寂逛。

電器控制系統(tǒng)

1缚扩、采用日本三菱FX2N系列作為控制核心；

2亏铃、系統(tǒng)配有人機(jī)交互界面（觸摸屏為PRO FACE）闪妓，能夠完成工作類(lèi)型選擇、運(yùn)行狀態(tài)顯示穴眼、系統(tǒng)信息顯示甚庇、手動(dòng)控制系統(tǒng)腿扑、緊急停止、報(bào)警解除等操作葵嗦；

3陆拐、具有保護(hù)氣壓力異常、PLC異常等異常情況的聲光報(bào)警功能暂畴；

4段直、主要由系統(tǒng)控制柜、操作盤(pán)（觸摸屏）等構(gòu)成溶诞。

為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠鸯檬，PLC采用I/O與機(jī)器人進(jìn)行信號(hào)交互和對(duì)系統(tǒng)夾具的控制，避免了外界干擾帶來(lái)的影響螺垢。

機(jī)器人焊接與切割系統(tǒng)

機(jī)器人型號(hào)為Pana-Robot VR-006GⅡ喧务，該型號(hào)具有6軸獨(dú)立關(guān)節(jié)，運(yùn)動(dòng)平滑靈活枉圃，效率高功茴、可靠性好，動(dòng)作范圍更廣泛孽亲。在業(yè)內(nèi)最先采用裝載Windows CE系統(tǒng)的控制器：大型液晶顯示畫(huà)面更加清晰坎穿，中英文顯示，配備IT通信接口返劲，可聯(lián)網(wǎng)玲昧，使用64位CPU處理速度更快，通過(guò)選裝最多可控制27軸篮绿，標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)容量更大（可達(dá)40000點(diǎn)）孵延，并可以與先進(jìn)的數(shù)字焊機(jī)通信，數(shù)字化設(shè)定焊接條件羽剪。高性能茸例、數(shù)字化的機(jī)器人焊接系統(tǒng)具有焊接品質(zhì)監(jiān)測(cè)功能（CO2/MAG焊接時(shí)）、焊接擺動(dòng)功能（6種類(lèi)型）殴燃、再引弧功能（CO2/MAG焊接時(shí)）偷逆、粘絲自動(dòng)解除功能（CO2/MAG焊接時(shí)）、搭接功能斯荒、焊槍校正功能及其它擴(kuò)展功能杆谓。“Y”形焊縫/三角板內(nèi)焊縫焊接機(jī)器人工作站中险丧，三臺(tái)機(jī)器人全部采用天吊安裝模式歼虽，大大節(jié)省了工作站的空間，使得整個(gè)系統(tǒng)更加緊湊愧鹊。

焊接電源的型號(hào)為YD-500RF2而灸。唐山松下引進(jìn)日本先進(jìn)的控制技術(shù)拐尚，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的微機(jī)控制逆變式CO2/MAG半自動(dòng)焊機(jī)采用了IGBT逆變整流電路，控制精度高电湘、焊接穩(wěn)定性強(qiáng)隔节，適合碳鋼、低合金鋼寂呛、不銹鋼等金屬材料的CO2/MAG氣體保護(hù)焊工藝怎诫。

切割機(jī)的型號(hào)為YP-100PS。唐山松下引進(jìn)日本松下的YP-100PS空氣等離子切割機(jī)采用S.C.R（晶閘管）控制高性能的空氣等離子切割電源贷痪，額定負(fù)載持續(xù)率高達(dá)60%幻妓。其性能特點(diǎn)包括：

1、改進(jìn)的新型割炬延長(zhǎng)了割咀劫拢、電極等易耗品的使用壽命肉津；

2、切割口窄小舱沧，切斷面光潔美觀妹沙、無(wú)掛渣，切割速度快熟吏、效率高距糖；

3、加有引導(dǎo)電弧電路蒲龟，由非轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移弧的瞬間引弧性能優(yōu)異慢杜；

4、可采用接觸式或非接觸式切割方式犯渣，可手工切割和沿著軌道進(jìn)行自動(dòng)化切割势嫁，操作簡(jiǎn)便产歧、性能穩(wěn)定甥轿，且切割精度高（非接觸式切割優(yōu)于接觸式切割）；

5品庞、切割速度達(dá)10～330CM/min绿相，鋼板越薄，切割速度越快斋垫，當(dāng)切割電流和切割速度達(dá)到最佳配合時(shí)篷低，切割口質(zhì)量最佳，效果最好届饰。

機(jī)器人工作站特點(diǎn)

作為整條生產(chǎn)線的核心工位其种，這三臺(tái)機(jī)器人工作站的特點(diǎn)得到充分發(fā)揮，其主要包括：

1狸眼、機(jī)器人工作站的無(wú)人化操作藤树。通過(guò)機(jī)器人系統(tǒng)與動(dòng)力滾道和移載機(jī)配合浴滴，實(shí)現(xiàn)了上料、焊接和下料的自動(dòng)化岁钓。系統(tǒng)故障自診斷可通過(guò)聲光報(bào)警及故障代碼顯示升略。

2、機(jī)器人工作站的柔性化屡限。

（1）工裝夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單品嚣、適用范圍廣，在簡(jiǎn)單調(diào)整夾具后可以適應(yīng)用戶的所有工件钧大。

（2）工裝夾具與安裝支座連接標(biāo)準(zhǔn)化翰撑，以適應(yīng)柔性生產(chǎn)的要求。

（3）更換生產(chǎn)工件種類(lèi)時(shí)拓型，只需在觸摸屏上選擇相應(yīng)的工件號(hào)即可额嘿，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)用相應(yīng)的程序。

3劣挫、機(jī)器人工作站的安全性册养。

（1）采用全封閉式機(jī)器人防護(hù)房，配有煙塵凈化裝置险悲。

（2）防護(hù)的安全門(mén)配有檢測(cè)開(kāi)關(guān)修梭。在自動(dòng)工作狀態(tài)下，如果有人進(jìn)入防護(hù)房?jī)?nèi)专勇，機(jī)器人及變位機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)纸级。

在橋殼生產(chǎn)過(guò)程中，松下機(jī)器人的應(yīng)用于克服了以往手工焊接/切割中的不確定性因素對(duì)焊接/切割質(zhì)量的影響客洁，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性描刹，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了工作環(huán)境垢类，并且實(shí)現(xiàn)了焊接參數(shù)的在線調(diào)整和焊縫質(zhì)量的實(shí)時(shí)控制婆崔。由于采用了三機(jī)器人、雙機(jī)器人協(xié)調(diào)同時(shí)焊接革襟，焊接效率大幅提高十卖，焊接變形也得到有效控制。

綜上所述鸭嗡，機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用為汽車(chē)制造業(yè)大批量俘伤、高效率、高質(zhì)量進(jìn)行流水線汽車(chē)制造提供了有利保障份氧。近年來(lái)唯袄，隨著中國(guó)汽車(chē)制造產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化流水線作業(yè)方式逐漸普及，松下機(jī)器人系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)汽車(chē)制造業(yè)的應(yīng)用得到推廣蜗帜，尤其在機(jī)器人焊接領(lǐng)域恋拷，為國(guó)內(nèi)汽車(chē)制造業(yè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持季俩。未來(lái)，我們將不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)梅掠，不斷推出新產(chǎn)品酌住，為中國(guó)汽車(chē)制造業(yè)的快速發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。

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