弧焊工藝分類

　　排氣系統(tǒng)是排放和消聲的重要部分镣逃，主要由歧管、催化凈化器凸脚、波紋管事晶、中消和后消等部件組成。主要功能是把發(fā)動(dòng)機(jī)在燃燒過程中產(chǎn)生的廢氣從多個(gè)氣缸內(nèi)收集裂更、通過催化凈化器凈化并消聲后引到車后排放。其整體結(jié)構(gòu)如圖2所示夏哭。

　　按照主要功能模塊距離發(fā)動(dòng)機(jī)的遠(yuǎn)近检柬，排氣系統(tǒng)可劃分為熱端和冷端兩部分。

　　熱端部分直接連接發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口竖配，主要包括歧管何址、凈化器、波紋管进胯、二級(jí)凈化器以及掛鉤法蘭等附屬部件用爪。因其所處底盤位置空間緊湊，所以其部件外形變化較大胁镐，焊縫分布復(fù)雜偎血。同時(shí)，因其主要功能為凈化尾氣盯漂，故焊縫密封性要求高颇玷。

　　冷端部分承接熱端，主要包括中消、后消以及掛鉤法蘭等附屬部件帖渠。冷端總成通常尺寸較長谒亦，焊縫多為小直徑環(huán)縫。當(dāng)后消聲器包為焊接結(jié)構(gòu)時(shí)旬效，通常要求壓裝焊接炬费，其焊縫量較大。消聲器包進(jìn)出氣管處焊縫為三層薄板焊接讯匈，焊縫成形要求高艾蜓。

　　焊接單元的典型布局

　　排氣零部件機(jī)器人焊接單元主要由弧焊機(jī)器人、焊接設(shè)備师赂、清槍剪絲機(jī)構(gòu)蘑瓢、變位機(jī)、焊接夾具镶悟、安全防護(hù)系統(tǒng)梦铭、電氣控制系統(tǒng)、工件檢測設(shè)備以及物流系統(tǒng)等組成辙哪。按照不同種類工件的焊接特性垦祭，其布局形式主要有以下幾種：

　　1. 彎管類歧管焊接單元布局

　　彎管類歧管的焊縫空間分布較復(fù)雜，需要使用2臺(tái)機(jī)器人協(xié)調(diào)焊接或應(yīng)用雙軸變位機(jī)取得合適的焊接姿態(tài)沽澜。其布局如圖3和圖4所示籍胯。

　　2. 沖壓半殼類歧管、凈化器和波紋管焊接單元布局

　　沖壓半殼類歧管的焊縫主要分布在半殼一側(cè)的弧面上离福，應(yīng)用單軸變位機(jī)即可達(dá)到合適的焊接位置杖狼。此類工件和凈化器、波紋管等尺寸小妖爷、焊縫分布單一的工件一起蝶涩，可使用單座單軸變位機(jī)雙工位布局。

　　3. 熱端總成焊接單元布局

　　熱端工件是由歧管絮识、凈化器绿聘、波紋管、二級(jí)凈化器次舌、掛鉤法蘭等分總成工件焊接在一起的總成工件熄攘，是轎車排氣零部件焊接工件中最復(fù)雜的一種，通常需分3～4道工序焊接完成彼念。

　　其多道工序夾具分布在單個(gè)機(jī)器人焊接單元內(nèi)的緊湊型布局挪圾。當(dāng)產(chǎn)量需求大時(shí)，可以用多個(gè)機(jī)器人焊接單元組成U型線国拇，優(yōu)化物流洛史。

　　4. 半殼類消聲器大包焊接單元布局

　　半殼類消聲器大包在焊接過程中需要加壓80kN以上郭宪，需要使用可安裝液壓模具的特殊雙軸變位機(jī)實(shí)現(xiàn)焊接。其布局如圖6所示枕详。

　　5. 冷端總成焊接單元布局

　　排氣系統(tǒng)冷端總成工件通常由法蘭息扶、進(jìn)出氣管、消聲器大包弹扩、掛鉤支架等部件焊接組成纫脚。按排量大小需要可分為單、雙系統(tǒng)兩種形式眶逐。

　　冷端總成工件的長度通常為2～3m况颈，常用布局為立式翻轉(zhuǎn)3軸變位和水平回轉(zhuǎn)3軸變位兩種。雙系統(tǒng)冷端總成焊縫分布范圍較大洗吉，更適用于水平回轉(zhuǎn)3軸變位布局勾奇。

　　系統(tǒng)特點(diǎn)

　　首鋼莫托曼機(jī)器人有限公司依托日本安川電機(jī)MOTOMAN弧焊專用機(jī)器人的技術(shù)優(yōu)勢，與全球兩大排氣系統(tǒng)供應(yīng)商FAURECIA和TENNECO緊密協(xié)作蔼魁，不斷以最新技術(shù)推出優(yōu)質(zhì)的排氣零部件機(jī)器人弧焊線和焊接裝備摆野，使其具有技術(shù)領(lǐng)先、系統(tǒng)安全可靠和快換性能強(qiáng)的特點(diǎn)凛驮。

　　1. 技術(shù)優(yōu)勢

　　日本安川電機(jī)于2001年底研制推出了世界上首臺(tái)弧焊專用機(jī)器人MOTOMAN-EA1400裆站，并于2002年在中國銷售。EA1400機(jī)器人將焊槍電纜與焊槍內(nèi)置在機(jī)器人臂中黔夭，避免了焊槍電纜和焊槍與周圍物體的相互干擾宏胯，使機(jī)器人示教過程變得更為簡單，同時(shí)大大增強(qiáng)了焊槍的可達(dá)性本姥。該機(jī)器人一經(jīng)推出肩袍，便迅速在汽車車橋、消音器等排氣系統(tǒng)零部件以及座椅骨架等焊接領(lǐng)域受到了好評(píng)婚惫。多家焊槍生產(chǎn)企業(yè)都為該機(jī)器人研制了專用焊槍了牛。目前除了空冷焊槍和伺服焊槍進(jìn)行焊接以外，還可以使用水冷焊槍實(shí)現(xiàn)較高電流的連續(xù)焊接辰妙。

　　2007年初，MOTOMAN-SSA2000型機(jī)器人問市甫窟。SSA2000在保持EA1400結(jié)構(gòu)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上大幅提高了軸動(dòng)作速度密浑，單軸速度同比最大提高40%，焊接速度最大可同比提高15%粗井，成為世界最快的弧焊機(jī)器人之一秤暮。

　　2008年底，安川公司又推出了新一代機(jī)器人控制器DX100趁吭，同時(shí)將SSA2000機(jī)器人進(jìn)化為世界第一臺(tái)7軸弧焊專用機(jī)器人MOTOMAN-VA1400歧织。VA1400在傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人第一俯仰臂上增加了1個(gè)回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)亏的，具有冗余的自由度，使機(jī)器人本體的機(jī)動(dòng)性和可達(dá)性提升到了前所未有的高度地混。在保持同一焊槍角度的情況下胆中，其他手臂可以自由地采用多種姿態(tài)。焊接過程中不會(huì)因?yàn)楸倔w和夾具的干涉而改變焊槍和工件的夾角庆牵。新的7軸機(jī)器人為焊接工裝設(shè)計(jì)橡收、生產(chǎn)空間布局以及焊接姿態(tài)優(yōu)化增加了更多的優(yōu)化空間。

　　MOTOMAN機(jī)器人不斷推出的領(lǐng)先技術(shù)遏填，使其目前穩(wěn)居弧焊機(jī)器人世界年銷售量首位配评，是首鋼莫托曼在轎車排氣零部件焊接領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)。

　　2. 可靠的安全性能

　　機(jī)器人自動(dòng)焊接技術(shù)為汽車制造業(yè)帶來勞動(dòng)條件改善氛赞、生產(chǎn)能力可控再拴、生產(chǎn)效率更高和產(chǎn)品質(zhì)量有保證等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也存在著不可忽視的安全隱患赔癌〉猓弧光輻射、有害氣體污染届榄、操作機(jī)本體碰撞浅乔、變位機(jī)動(dòng)作、夾具壓手等諸多因素對(duì)操作工的傷害都時(shí)有發(fā)生铝条。

　　首鋼莫托曼設(shè)計(jì)制造的排氣零部件機(jī)器人弧焊系統(tǒng)在以下幾方面制訂了嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)靖苇，為用戶提供了安全可靠的應(yīng)用系統(tǒng)。

　“噻帧（1）操作區(qū)域的安全防護(hù)設(shè)計(jì)贤壁。操作區(qū)域與工作維護(hù)區(qū)域是否完全隔離，是判斷安全防護(hù)空間是否安全的重要指標(biāo)埠忘。安全圍欄的設(shè)計(jì)中嚴(yán)格要求操作工無法從操作安全區(qū)域直接進(jìn)入到工作維護(hù)區(qū)域脾拆。安全圍欄與地面間縫隙小于180mm，確保維護(hù)人員只能從維護(hù)門進(jìn)入工作維護(hù)區(qū)域莹妒。此外名船，操作工進(jìn)出操作安全區(qū)域處設(shè)還設(shè)置了光柵保護(hù)。當(dāng)操作安全區(qū)域范圍可允許操作工停留時(shí)追祈，必須設(shè)區(qū)域掃描傳感器保護(hù)返乏。在操作工的正常操作安全區(qū)域與機(jī)器人的動(dòng)作范圍重合時(shí)，必須在機(jī)器人本體的水平第一軸處增設(shè)原點(diǎn)檢測傳感器俐番。

　∠惴獭（2）夾具的防夾手安全設(shè)計(jì)。在常用的氣動(dòng)夾具操作順序中撇熬，操作工需要安裝完一個(gè)零件后庐丁，按一個(gè)按鈕使氣缸夾緊仓煌，此操作過程中，如將手放在夾具上榨凭，容易發(fā)生手夾傷事故熔徊。

　　為避免此類安全事故，夾具設(shè)計(jì)中采用了以下方法：操作工進(jìn)入安全區(qū)域時(shí)村参，所有夾具控制電磁閥處于中位排氣狀態(tài)穷抹，安裝工件散件后，先手動(dòng)試壓緊梳附，將壓頭按在零件上获印，所有工件均安裝并試壓緊后，再雙手按動(dòng)啟動(dòng)按鈕街州。此時(shí)電磁閥為氣缸供氣兼丰，使氣缸夾緊，檢查零件安裝夾緊狀態(tài)唆缴，退出操作安全區(qū)域鳍征，按預(yù)約啟動(dòng)鈕啟動(dòng)焊接。其中面徽，所有的電磁閥均使用三位五通中位排氣型電磁閥艳丛，所有夾緊機(jī)構(gòu)采用帶手柄可手動(dòng)自鎖壓緊式夾緊機(jī)構(gòu)。例如DESTACO 手柄型趟紊。此種夾緊機(jī)構(gòu)在斷氣狀態(tài)下可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)自鎖壓緊氮双，發(fā)現(xiàn)零件狀態(tài)不合適時(shí)，可以再次手動(dòng)打開霎匈。

　　3. 便捷的夾具快換功能

　　便捷的夾具快換功能大大提高了設(shè)備的利用率戴差，使用戶根據(jù)需求可以隨時(shí)調(diào)整，減少重復(fù)性投資和設(shè)備閑置铛嘱。同時(shí)暖释，利用快換功能，還可實(shí)現(xiàn)在新產(chǎn)品試制和小批量生產(chǎn)階段先投夾具波烘，在現(xiàn)有機(jī)器人焊接生產(chǎn)線上生產(chǎn)在摔，批量生產(chǎn)階段前再投新焊接線，有助于提高用戶的資金利用率亥矿。

　　首鋼莫托曼在大量的應(yīng)用項(xiàng)目中總結(jié)并作為標(biāo)準(zhǔn)固定了以下幾種夾具快換方式：

　痢（1） 整根夾具梁快換的設(shè)計(jì)和快換方式。

　　夾具兩側(cè)安裝定位銷庭匆，變位機(jī)法蘭一側(cè)采用定位銷套，另一側(cè)采用鍵槽的定位方式舌肝。連接時(shí)渗骆，夾具兩側(cè)的定位銷依靠重力插入銷套和鍵槽中定位针蜀，連接板兩側(cè)的翻轉(zhuǎn)螺釘壓緊連接板。

　∠踔稹（2）小件夾具及部件快換的設(shè)計(jì)和快換方式捷仓。

　　當(dāng)單根夾具梁上夾具的互換性高時(shí)，可以使用標(biāo)準(zhǔn)快換式夾具梁足蹋，此時(shí)夾具梁上的定位銷按標(biāo)準(zhǔn)尺寸分布图云，小件夾具可用其底板上的標(biāo)準(zhǔn)尺寸定位套與梁配合定位，使用開口快換墊圈快速夾緊邻邮。當(dāng)夾具需要更換部件以適應(yīng)不同型號(hào)的工件在同一套夾具上生產(chǎn)時(shí)竣况，也可使用同樣的結(jié)構(gòu)。

　　應(yīng)用上述快換結(jié)構(gòu)筒严，單套夾具更換時(shí)間可控制在10min以內(nèi)丹泉。

　　隨著弧焊機(jī)器人在汽車工業(yè)的廣泛應(yīng)用，越來越多的人們對(duì)它的優(yōu)越性也有了更深的了解⊙纪埽現(xiàn)在摹恨，其他應(yīng)用領(lǐng)域?qū)『笝C(jī)器人的需求也越來越多，對(duì)弧焊機(jī)器人的功能也提出了更多的要求娶视。因此晒哄，我們也會(huì)加強(qiáng)弧焊機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā)的力度，逐步完善我們的產(chǎn)品肪获，使其在更多的領(lǐng)域發(fā)揮其更大的優(yōu)勢寝凌。

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