点焊机器人系统应用特点.doc

图1 抱闸释放装置 图2 连接器 点焊机器人系统应用特点 一汽轿车股份有限公司 （吉林长春 130011） 赵 卯 孙国林 随着我国汽车制造行业的快速发展，工业机器人 被广泛地应用于白车身制造领域，在自动生产线中以点 焊机器人系统为主。国内汽车厂家在自动生产线设计 上，多采用机器人厂家的标准机器人，由生产线的制造 商进行整体设计；而国外的汽车公司多数都有自己的机 器人标准。也就是说，机器人厂家是按照汽车厂家的要 求，制造符合生产企业使用习惯的机器人系统。 汽车生产企业制定自己的机器人系统标准，可以 保证机器人的功能与生产线的其他电气设备系统之间的 接口保持一致，保证操作习惯的一致性，这些都可以减 少培训、维护成本，提高机器人系统的使用效率。 这里介绍我公司点焊机器人与标准机器人的区 别，以及点焊机???人系统应用特点。 晰，运行维护相对简单 （2）机器人配置Profi bus DP、Device net网络模 块，生产线PLC与机器人之间通过Profi bus DP通信，与 生产线通信是受生产线P L C系统的要求；机器人与焊接 控制器通过Device net通信。 （3）机器人内部配置64/64点的I/O接口模块及继 电器，并在机器人控制箱上配连接器，这样既减少生产 线集成商的工作量，又便于统一标准。 （4）机器人配置抱闸释放装置（见图1），当机 器人伺服电动机出现故障时，可以手工释放电磁抱闸， 尤其是机器人伺服焊钳。在焊钳轴出现故障时，可以方 便地进行相关维修操作。 一、点焊机器人特点 1. 系统主要构成 点焊机器人系统由机器人、伺服焊钳、焊接控制 器、电极修磨器及水气盘等构成。 生产线P L C与机器人之间采用PROFIBUS D P通 信；焊接控制器、电极修磨器、水气盘等由机器人进行 控制。 2. 特点 根据我公司机器人系统的具体应用需求，机器人 制造公司增加一些选项单元或进行特殊设计，制造了符 合我公司应用标准需求的机器人。 （1）机器人控制器中配置内置P L C，该P L C可由 用户进行编程，对电极修磨器、焊接控制器、水气盘等 机器人附属设备进行控制，与机器人的附属设备由生 产线P L C控制相比，这种控制结构机器人与生产线P L C 控制之间通信少，使控制单元缩小，控制层级关系清 （5）机 器人管线采用 分段结构，衔 接位置采用连 接器（见图 2、3）。机器 人系统管线故 障常发部位为 C 段，采用分 段方式，可以 【摘要】介绍白车身焊装自动生产线机器人系统的集成应用，以一汽轿车公司的机器人系统应 用的结构和特点进行说明。  减少管线更换时间和维护成本。 所造成的压痕，减小对工件的冲击力，压接速度快，可 提高焊接质量和焊接效率。 （2）伺服焊钳电极帽长度检测和自动补偿功能。 在电极修磨器上装有用于电极检测的压板，通过机器人 上下电极加压，检测固定和移动电极磨损量的总和；通 过移动电极压板方式检测移动电极的长度，再通过与新 电极记忆的位置进行比较，从而精确地计算出固定和移 动电极的实际磨损量。见图6。 （6）机器人示教盒采用触摸屏，并在触摸屏中编 写用于机器人系统应用的操作按钮和指示灯，使机器人 系统状态可视化，如图4所示。 机器人根据电极的磨损量，在焊接时自动进行位 置补偿，保证焊钳与工件的位置，在电极磨损的情况 下，保持相对位置关系不变，保证焊接质量，见图7。 图7b显示为固定侧电极极向工具坐标系z轴＋方向修正 5mm，图7c显示焊钳行程修正5＋3＝8mm。 （7）机器人示教程序共255个，程序之间相对独 立，生产线P L C可以单独选择程序，这体现在给操作人 员的是完全独立的程序形式。与标准机器人主程序调用 子程序的结构相比，操作人员不需要了解各种车型程序 之间的调用关系，可以简化操作人员工作量和降低对机 器人程序的掌握深度。 （8）机器人控制柜加装3色灯，显示机器人状 态，方便地判断机器人的运行状态，提高维修效率，尤 其是出现故障时，可以在很远的距离判断出是哪台机器 人有故障。 二、点焊机器人系统的应用 我公司点焊机器人系统，采用了伺服焊钳、中频 焊接控制器及自动电极修磨器等装置，下面逐项进行介 绍。 1. 采用伺服焊钳特点 （1）伺服焊钳（见图5）由伺服电动机驱动焊钳 的移动电极，电极对工件可以柔性接触，减轻电极冲击 2. 中频焊接控器特点 焊钳焊接电流为直流，焊接效率高，焊接质量 好，同时采用3相电源供电，与单相电源相比对电网的 冲击小，输出相对稳定，见图8。 （下转第36页） 热加工  HYPERLINK /  焊接与切割 2010年 第8期 31  显，仍然需要进口，影响了我国焊接机器人的价格竞争力。 第二，中国的焊接机器人还没有形成自己的品 牌。虽然已经拥有一批企业从事机器人的