焊接机器人工作站的设计和应用.pdf

焊接机器人工作站的设计和应用 林啸虎 (南京依维柯汽车有限公司车身厂) 体％妻】：本文以汽车焊接作业为对象．分析了机器入应用的优点和限制，对时下流行的各种机器人工作站的筛 置形式进行了详细的讨论，提出了机器人选型的若十原则，介绍了几种机器人的未来焊接作业模式。 关键词：机器人焊接工作站 汽车工业自机器人问世以来一直是它最大的用 再者，使用机器人可以明显地减少能耗，以同体 户，统计资料表明，汽车制造业中的机器人数量占其 式焊钳为例，其能耗一般仅为手工悬挂式焊钳的I／ 总数的65％左右，特别是80年代以来，汽车市场的3左右。对于大尺寸的工件而言，机器人的使用还 竞争愈加激烈，用户对汽车的品种和质量要求越来 大大减轻了工人的劳动强度，加快了生产节拍。 越高，促使厂商广泛采用柔性制造技术，以满足小批 正是由于上述原因，目前国外轿车厂的车身焊 量，多品种和高质量的要求，因此作为FMS核心的 接约70％的焊点(焊缝)是由机器人完成的。 T业机器人得到了广泛的和大量的应用。 众所周知，焊接作业(尤其是点焊作业)在车身 2机器人应用的限制 制造中有着十分重要的地位，同时它也是比较苦脏 重的工作，因此无论从技术上或从经济、劳保或环保 最影响机器人应用的最大问题就是冲压件的精 的角度上看，在此工作中应用机器人都是十分合适 度。由于车体大部分由08～2rnm的薄板件组成， 的，目前国外的汽车厂中从事焊接作业的机器人约 因此在制造、贮存和搬运过程中极易产生不规则变 占60％～80％。因此，本人愿借此机会，根据自己形，由于目前实用的机器人一般没有视觉系统(主要 的一点经验和见识，就机器人在焊接作业中应用的 是价格较高)，因此对实际工件与样件之间的差别是 有关问题发表几点意见，以期抛砖引玉并求教于各 不可能进行自动补偿的，所以要获得满意的焊接效 位专家。 果，冲压件的质量必须严格受控，至少每批工件之间 应有很好的同一性。根据经验，点焊工件的误差不 1机器人应用的好处 应大干焊钳电极直径的1／4，焊边宽度不应小于电 极的l2～1．4倍，焊缝偏差不应大于焊丝的1／2。 应用机器人最大的好处就是可以实现混流生 否则质量是难以保证的。 产，仅仅需要在生产前将各种车型的数据存人机器 其次分总成的质量，尤其是从人工夹具上完成 人中即可，然后由自动车型识别系统根据不同的车 点定的分总成，对总成件的机器人作业影响也很大， 型来调用不同的程序，理论上讲不会产生任何工艺 而且分总成尺寸越大影响也越明显。因此在应用机 错误，免去了人员培训和人为的失误。当前正在兴 器入的同时也要充分重视相关的非机器人作业工 起的同步工程和全数模产品开发模式，又为机器人 序。 的应用提供了更加广阔的舞台。 夹具的形式对机器人工作也有影响，不良的夹 其次产品的换型对机器人几乎没有影响，也就 具设计可能大大地限制了机器人的可达性，同时对 是说不会因为产品的彻底改变而使设备报废(如多 机器人的运动也有潜在的危险，最少也要增加机器 点焊机)，因此设备的刹用率非常高。 人的辅助运动时间．从而延长了生产节拍。国外的 此外，由于机器人的一切作业是严格由程序控 机器人夹具一般采用开放式，在机器人的运动范围 制的，从理论上讲可以接近最优(如点距、焊接规范 之内基本无障，并且机器人间均有安全联锁，这在人 等)，并且由反馈系统