胡連

摘 要：現(xiàn)階段由于我國生產(chǎn)能力的提升、勞動力紅利的比較優(yōu)勢逐漸下降，在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的政策之下，一些企業(yè)紛紛引入機器人代替原來的人工作業(yè)。所謂"機器人"多以"機械手臂居多"，主要是指一種智能化的生產(chǎn)工具。本次研究選擇焊接機械器作為研究對象，探討其在汽車生產(chǎn)領(lǐng)域中的廣泛應用。

關(guān)鍵詞：焊接機器人；汽車生產(chǎn)；應用

在新一輪的世界制造業(yè)改革升級中，選擇的發(fā)展主題多集中于“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”方向，因此，工業(yè)自動化生產(chǎn)成為了必然選擇與發(fā)展趨勢。比如，在汽車生產(chǎn)領(lǐng)域，德國、法國、美國、日本多已實現(xiàn)機器人生產(chǎn)，而中國當前一部分崗位已經(jīng)實現(xiàn)，正在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的政策指導下大力向汽車行業(yè)的其它領(lǐng)域拓展。其中由于焊接機器人的應用較為廣泛，可以減少生產(chǎn)中的非安全因素、提高生產(chǎn)效果與工作需求，所以是應用中的首選。下面對其進行具體說明。

一、焊接機器人

1、工人原理與流程

從應用的角度觀察，焊接機器人的工作原理相對簡單，主要代替原來的人工勞作，但其特征主要體現(xiàn)在連續(xù)性、系統(tǒng)性、編程控制方面。其原理主要是通過電腦編程，在視頻監(jiān)控或數(shù)據(jù)監(jiān)控狀態(tài)下實現(xiàn)單軸運動、系統(tǒng)協(xié)調(diào)運動，以達到生產(chǎn)工藝要求；操作過程中需要確定工作位置、操作參數(shù)、工作姿態(tài)的定位，程序命令啟動等。目前的焊接機器人的工作原理應用主要動力來自于電力和壓力，其工作方法以機械運動為準。從流程觀察，需要建立操作系統(tǒng)、傳感器控制、生產(chǎn)線狀態(tài)信號連接、異常信號警報。在具體的焊接操作中，根據(jù)編程可以對機器人實施相應的工作狀態(tài)檢測、故障或錯誤自動化控制。概括起來講，焊接機器人的工作原理及應用主要是通過PLC機器人按照焊接生產(chǎn)工藝完成汽車相關(guān)部件生產(chǎn)的焊接動作，完成焊接任務。

2、焊接機械人的兩大類型

目前，根據(jù)焊接要求可以分為步進控制型、連續(xù)軌跡控制型。具體如下：

以步進控制類型為例，主要是點焊機器人，由點焊系統(tǒng)，主要通過編程器、夾具、轉(zhuǎn)臺、焊接系統(tǒng)等共同構(gòu)成，在實踐中的工作站設置通常采用的通信以數(shù)字I/O完成。它采用氣動焊鉗，通過氣缸開閉帶動焊鉗動作，包括大開、小開、閉合三種動作。該類型的焊接機器人配備有由于點焊機器人安裝了自動電極修磨器，因此當其工作生產(chǎn)中出現(xiàn)電極頭工作面氧化磨損后可以實現(xiàn)自動修復。

以連續(xù)軌跡控制類型為例，主要應用弧焊機器人，它由控制系統(tǒng)、示教器、自動送絲裝置、機器人本體、焊接設備等共同組成，其作業(yè)可以劃分為兩大類，一類是熔化極焊接，另一類是非熔化極焊接。該類型以機械手完成預期軌跡、速度運動。由于弧焊機器人從事的生產(chǎn)工作相對復雜，因此，在整個終端運動軌跡中要求更高的精確控制，包括重復精度、焊槍姿態(tài)、焊接參數(shù)等方面的控制等。其中比較突出的特點在于它能夠?qū)崿F(xiàn)終端橫向擺動，從而在頻繁引弧、收弧情況下較好的實現(xiàn)焊縫、焊道方面的焊接成形要求。為了保證工作的安全性，其中設置有調(diào)整焊接參數(shù)的自動化系統(tǒng)，可以通過自動停車、報警等功能實時的監(jiān)控、檢測故障。

二、在汽車生產(chǎn)中的應用實例

焊接機械器人汽車生產(chǎn)中的應用已經(jīng)涉及多個領(lǐng)域，比如，在焊接生產(chǎn)線柔性化中的應用、汽車焊裝中的應用、汽車零部件中的應用、汽車修復中的應用等。為了敘述的明確性，下面選取某類型的汽車作為實例，對其中的司機座座椅骨架產(chǎn)品生產(chǎn)運用焊接機器人從事生產(chǎn)的情況做出具體說明。

1、明確產(chǎn)品生產(chǎn)要求

某汽車座椅骨架產(chǎn)品材料薄、屬于1.5mm到3mm的管材與鋼板材，要求焊接縫數(shù)量大、焊縫短。該產(chǎn)品的工藝生產(chǎn)流程包括調(diào)角度-瓢-套組、組裝彈簧、分焊接-總焊接、彈簧預緊、總成-拉桿、總成焊接、檢驗六個部分。工作量具體為4個焊點、1400mm焊縫、48s/套。

2、使用焊接機器人實踐生產(chǎn)

在焊接機器人使用中，銜進焊接線布置，按照座椅骨架焊縫分布特征、生產(chǎn)量分析決定選擇雙機弧焊機器人開展焊接工作，其中可劃分2個工作站（座椅分總成工位、總成工位）；同時通過點焊機器人建立1個工作站（座椅點焊工位）；小件采用拼焊方法，由人工二氧化碳氣保焊完成生產(chǎn)工作。焊接機器人使用夾具以標準化、模塊化設計為準，定位方式確定為電控氣動夾緊式。其中要求設置2套夾具，一套配合焊接工件任務，一套配合完成裝卸工件任務。其中的生產(chǎn)線上物流運輸通過轉(zhuǎn)運小車獨立完成。

3、注意事項

由于焊接機器人在汽車生產(chǎn)中的應用相對復雜，因此通常會根據(jù)產(chǎn)呂的特征選擇兩種類型共同使用的方法。需要注意的是，由于汽車生產(chǎn)中包括的零件數(shù)量多以萬計，因此，在應用焊接機器人實踐生產(chǎn)工作時，往往需要在整體上做出系統(tǒng)設計，從而在焊接工作、生產(chǎn)線配套工作方面做好協(xié)調(diào)，以此促進焊接機器人工作的有效性、高性化。理由是在這種自動化的生產(chǎn)中若缺少相應的流程配套設置，往往很難達到使用機器人生產(chǎn)所預期的目的，從而也會增加生產(chǎn)成本，減少利潤率。

結(jié)束語：

綜上所述，根據(jù)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的趨勢及實踐觀察，機器人生產(chǎn)必然會越來越多的得到廣泛應用，尤其是在對人體危害較大、安全性較低、生產(chǎn)質(zhì)量要求較高的崗位或生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，使用機械人具有一定的技術(shù)支持與可操作性。因此，在當前的汽車生產(chǎn)中可以嘗試引入焊接機器人，并在這種崗位化、部分化的生產(chǎn)實踐中逐漸摸索、認識機器人應用的優(yōu)勢與不足，從而在未來的汽車行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展為其大范圍的應用積累一些經(jīng)驗，提高應用水平與控制能力。另外，這種自動化生產(chǎn)要求專業(yè)的設計人員、技術(shù)控制人員參與，所以建議增加人力資源方面的培訓與調(diào)整，提高它在汽車生產(chǎn)中應用的專業(yè)化。

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