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        焊接機器人在汽車座椅生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

        2018-08-15 02:18:08魏安平
        關(guān)鍵詞:汽車座椅骨架機器人

        魏安平

        (華菱星馬汽車(集團)股份有限公司,馬鞍山 243000)

        當(dāng)工業(yè)革命不斷深化和廣泛運用的背景下,我國汽車行業(yè)的焊接技術(shù)正在向智能化、信息化、環(huán)?;姆较虬l(fā)展和邁進,隨著汽車行業(yè)的競爭日趨激烈,汽車零部件生產(chǎn)面臨更多的商機和挑戰(zhàn)。我們要在現(xiàn)代工業(yè)機器人技術(shù)快速發(fā)展的前提下,思考和探索焊接機器人在汽車座椅生產(chǎn)中的應(yīng)用,更好地縮短汽車座椅零件產(chǎn)品的開發(fā)周期,降低生產(chǎn)工人的勞動強度,更好地提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

        1 焊接機器人技術(shù)

        焊接機器人是一種極其典型的工業(yè)機器人,以焊接工作為主,并必要時進行切割、噴涂等操作,是一種可重復(fù)編程、多功能的自動控制設(shè)備??梢栽跈C器的最后一個連接法蘭配置不同的執(zhí)行裝置和工具。機器人由軟硬件系統(tǒng)構(gòu)成,焊接裝置則分為點焊和弧焊裝置。焊接機器人的主要焊機方式為熔化極、非熔化極、釬焊、火焰切割、機器人點焊等。

        2 焊接機器人在汽車座椅生產(chǎn)中的應(yīng)用分析

        由于汽車座椅的生產(chǎn)材料大多是薄壁的板材零件,如果采用人工焊接的方式極易出現(xiàn)氣孔、夾渣、咬邊、裂紋、焊瘤、弧坑、焊穿等缺陷,而且人工焊接的勞動強度極大、工作環(huán)境較為惡劣。為此,可以在汽車座椅生產(chǎn)過程中采用自動化焊接方式,引入焊接機器人的技術(shù)和手段。將勞動者脫離繁重、有毒的工作環(huán)境,也較好地提升汽車座椅骨架、總成尺寸的精度,確保汽車座椅生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和效率,滿足人們的乘坐舒適性、安全性需求。

        2.1 汽車座椅骨架焊接工藝研究

        汽車座椅骨架是汽車座椅總成中的核心零部件,其生產(chǎn)相對復(fù)雜和專業(yè)。汽車座椅生產(chǎn)的總體流程,如圖1所示。

        圖1 汽車座椅生產(chǎn)總體流程

        2.2 汽車座椅骨架焊接工藝

        汽車座椅骨架的焊接工序較多,其焊接工藝流程如圖2所示。

        圖2 汽車座椅骨架的焊接工序

        在汽車座椅骨架的生產(chǎn)流程之中,要采用焊接機器人、鋼絲彎曲機等主要設(shè)備。要根據(jù)汽車座椅焊接的具體情況,添加點焊機器人、弧焊機器人,并采用雙工位設(shè)計模式,從而較好地保證生產(chǎn)節(jié)拍的需求,更好地提升焊接的效率。同時,在進行汽車座椅骨架焊接的工位之中,還可以配置焊接胎夾具。對于焊接機器人來說主要采用氣動夾緊模式,并配置相應(yīng)的快速更換接頭,可以根據(jù)生產(chǎn)工作的實際需求更換,較好地保證機器人焊接的精度和效率。另外,可以運用叉車裝置和設(shè)備移動原料,使之準確快速地到達相應(yīng)的工位,并且,還要設(shè)置相應(yīng)的滑道,可以將總成的產(chǎn)品移送到存放區(qū)域。

        2.3 焊接機器人工作站分析

        在焊接機器人應(yīng)用于汽車座椅的生產(chǎn)之中,焊接機器人工作站是極其關(guān)鍵的部分,主要由OTC焊接機器人、OTC電源、送絲裝置及預(yù)熱裝置、變位機、OTC伺服變壓器、WID夾具、WID操作臺等構(gòu)成。具體的系統(tǒng)配置主要包括:

        (1)總?cè)萘繛?0kVA的供電系統(tǒng)。

        (2)供氣系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)之中,空氣壓縮流量要大于300L/min,壓力要達到0.5MPa,同時還要過濾出水及油體。

        (3)機器人控制裝置及接口。焊接機器人的操作間由線纜實現(xiàn)連接,在配置相應(yīng)的送絲裝置的條件下,可以實現(xiàn)對焊接機器人的控制??梢砸鰴C器人的6軸伺服電機碼盤信號電纜及動力電纜,與航空插座相對接;引出焊接機器人的外部伺服對應(yīng)的信號和動力電纜,與電機航空插座相對接。并將機器人的輸出輸入接口與可編程設(shè)備相對接,可以使系統(tǒng)處于預(yù)設(shè)狀態(tài)。

        機器人工作站的主要工作機制和原理,具體包括以下內(nèi)容:

        (1)明確示教軌跡。要預(yù)先對機器的示教程序進行軌跡設(shè)定,校準焊槍及基準點的位置,做好示教的程序編寫,在PLC裝置及示教程序的共同管控下實現(xiàn)。同時,焊接機器人控制器內(nèi)部的交流伺服單元可以控制變位機。

        (2)優(yōu)化焊接參數(shù)。在焊接機器人應(yīng)用于汽車座椅骨架的過程中,要考慮到汽車座椅的骨架厚度不一致的現(xiàn)象,采用分區(qū)段設(shè)置電弧電壓、焊接電流的措施,實現(xiàn)對不同地點的焊接速度的設(shè)置,以有效地實現(xiàn)對焊接終端及熄弧過程的管控。同時,要在焊接操作之前重置用戶坐標(biāo)系,準確地感應(yīng)和探測需要焊接的工件位置,確定其水平位及垂直位,并在焊接系統(tǒng)中進行自動校正和調(diào)整,以規(guī)避位置不準確而引發(fā)的焊接問題,較好地保證焊接的精度。值得一提的是,焊接機器人具有極高的再現(xiàn)精度,可以對于相同的焊接元件重復(fù)同樣的焊接程序,從而減少示教過程,極大地提高了生產(chǎn)效率。

        2.4 焊接機器人的輕量化設(shè)計應(yīng)用

        為了更好地提升焊接機器在汽車座椅中的生產(chǎn)應(yīng)用,還要對焊接機器人的整體結(jié)構(gòu)進行適宜的輕量化優(yōu)化和設(shè)計。在確保機器原有的負載能力不變的前提下,利用機電一體化的思想,多采用一些模塊化的輕型旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié),可以較好地保證焊接機器人生產(chǎn)中的靈活性和輕量化。

        3 結(jié)語

        總之,在汽車行業(yè)零部件的生產(chǎn)應(yīng)用過程中,可以引入焊接機器人的先進裝置和流程。通過不斷優(yōu)化和改進焊接機器人在汽車座椅骨架焊接的工藝和工裝,更好地提升汽車座椅的生產(chǎn)加工效率,降低生產(chǎn)作業(yè)成本,提升汽車座椅生產(chǎn)的整體產(chǎn)品質(zhì)量。

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