李晶晶

【摘 要】汽車行業(yè)是推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的支柱性行業(yè)，它也被當(dāng)成衡量是否是工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，在國(guó)家實(shí)力增長(zhǎng)和社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮著非常重要的作用。在汽車行業(yè)領(lǐng)域中，底盤(pán)件則是汽車重要的結(jié)構(gòu)安全件，其焊接質(zhì)量對(duì)汽車的安全性起著決定性作用，因此焊接機(jī)器人則在汽車行業(yè)里得到了廣泛應(yīng)用[1]。本文中先論述了焊接機(jī)器人系統(tǒng)在汽車底盤(pán)焊接應(yīng)用的發(fā)展現(xiàn)狀，再來(lái)論述焊接機(jī)器人工作結(jié)構(gòu)工作原理和優(yōu)勢(shì)，分析汽車底盤(pán)焊接的生產(chǎn)線，最后討論焊接機(jī)器人在汽車底盤(pán)焊接中的具體實(shí)踐。

【關(guān)鍵詞】焊接機(jī)器人；汽車底盤(pán)焊接；汽車行業(yè)

一、焊接機(jī)器人在汽車底盤(pán)焊接應(yīng)用的發(fā)展前景

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與人們生活水平的提高，我國(guó)汽車行業(yè)也在不斷地?cái)U(kuò)大。各種國(guó)產(chǎn)汽車不僅在國(guó)內(nèi)有著良好的銷售量，在國(guó)際市場(chǎng)也有著廣闊前景。這就要求著汽車生產(chǎn)線也要跟著人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的生活物質(zhì)需求一起增長(zhǎng)，汽車作為人們出行必需品更是要求高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)。所以，在汽車生產(chǎn)線上就要用到各種機(jī)器人，來(lái)代替人工作業(yè)，節(jié)約生產(chǎn)成本與時(shí)間，從而為企業(yè)帶來(lái)豐厚的利益。汽車底盤(pán)焊機(jī)作為汽車行業(yè)的重要結(jié)構(gòu)安全件，則需要更精準(zhǔn)的零件生產(chǎn)與組裝，焊接機(jī)器人的出現(xiàn)在則滿足了這個(gè)需求。焊接機(jī)器人是從事焊接（包括切割與噴涂）的工業(yè)機(jī)器人，它在大工廠模式中為企業(yè)節(jié)省了一定的生產(chǎn)成本，并提高了工作效率，節(jié)省了工作時(shí)間[2]。所以焊接機(jī)器人在汽車底盤(pán)焊接應(yīng)用中有著廣闊的前景，在得到利潤(rùn)的同時(shí)又節(jié)省了時(shí)間，提高效率。

二、焊接機(jī)器人工作原理工作結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

（一）焊接機(jī)器人的工作原理

焊接機(jī)器人是一種具有多功能的，可依據(jù)自己的需求來(lái)編輯的控制操縱機(jī)。它是一個(gè)采用機(jī)器人來(lái)代替手工焊接作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人，具有提高焊接汽車底盤(pán)質(zhì)量，降低工業(yè)成本，提高利潤(rùn)，改善工作環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。機(jī)器人焊接工作系統(tǒng)已PLU為總控制，通過(guò)輸入設(shè)備對(duì)子CPU進(jìn)行操控，其他設(shè)施則執(zhí)行命令，完成工作。動(dòng)作再現(xiàn)是焊接機(jī)器人的基本工作原理。第一步先讓用戶來(lái)導(dǎo)引機(jī)器人，一步步按人工操作的步驟來(lái)操作一遍，機(jī)器人在使用過(guò)程中會(huì)自動(dòng)記憶輸入的每個(gè)動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)參數(shù)、焊接參數(shù)等，并自動(dòng)生成一個(gè)連續(xù)執(zhí)行全部操作的程序。在實(shí)踐中工人可以采用焊接機(jī)器與專機(jī)組合的流水線，結(jié)合模塊化的焊接夾具。

（二）焊接機(jī)器人的組成結(jié)構(gòu)

焊接機(jī)器人進(jìn)行焊接工作，還需要配備外圍設(shè)備。一般的焊接機(jī)器人由五部分組成，具有6軸的關(guān)節(jié)式操作機(jī)的機(jī)器人本機(jī)；機(jī)器人的神經(jīng)中樞計(jì)算機(jī)控制柜，它來(lái)負(fù)責(zé)管理機(jī)器人執(zhí)行的全部信息和動(dòng)作；焊接電源系統(tǒng)；焊接傳感器；焊接工裝。

（三）焊接機(jī)器人的特點(diǎn)

1、焊接機(jī)器人是機(jī)械自動(dòng)化比較好操控，大工廠模式下可以節(jié)省工人焊接的時(shí)間，工廠也可以節(jié)省工人焊接費(fèi)用，提高工廠效率；焊接機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用在汽車底盤(pán)焊接中，可以提高焊接汽車底盤(pán)的精準(zhǔn)度，減少出錯(cuò)提高質(zhì)量；焊接機(jī)器人在生產(chǎn)線工作，可以使工廠更穩(wěn)定更可靠；大規(guī)模的購(gòu)買焊接機(jī)器人，在售后維修方面也有了保障，設(shè)備也更容易維修，產(chǎn)品的故障率也會(huì)大幅度降低；在工廠中，由于焊接機(jī)器人的操作區(qū)與控制區(qū)是分割開(kāi)來(lái)的，所以，保障了操作工人的安全，在電腦上就可以展開(kāi)工作。

2、焊接機(jī)器人具有較高的安全性。焊接機(jī)器人操縱設(shè)備與其他的焊接機(jī)器用鋼化玻璃墻隔開(kāi)，這樣就可以保證工人在工作時(shí)被機(jī)器誤傷；同時(shí)焊接設(shè)施也為了防止公認(rèn)的誤觸所以設(shè)置了雙層保險(xiǎn)的開(kāi)關(guān)措施；在焊接生產(chǎn)線中，機(jī)器工作會(huì)產(chǎn)生弧光，而弧光會(huì)對(duì)工人健康造成危害，鋼化玻璃墻則解決了這個(gè)問(wèn)題。

三、汽車底盤(pán)焊接

在汽車制造業(yè)中，汽車的底盤(pán)車架與后橋結(jié)構(gòu)都是比較復(fù)雜的部件總成，所以汽車底盤(pán)焊接必須要求高質(zhì)量與高標(biāo)準(zhǔn)，焊接時(shí)接頭與焊縫的尺寸標(biāo)準(zhǔn)必須達(dá)到精準(zhǔn)數(shù)值，搭接接頭和角接接頭的施工難度更艱巨。但一輛車質(zhì)量的好壞與汽車焊接技術(shù)有著直接的關(guān)系，所以，汽車底盤(pán)焊接決定著一輛車質(zhì)量的好壞。Weld5程序是汽車底盤(pán)焊接生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)，它來(lái)進(jìn)行對(duì)機(jī)器人和焊接數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)，這樣有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)工程的集中管理，提高工程中產(chǎn)品的質(zhì)量；汽車底盤(pán)稍有差池那么一輛車的駕駛性和安全性則會(huì)受到影響，壽命也會(huì)大大減少。那么汽車底盤(pán)焊接的工程則顯得尤為重要，其工藝開(kāi)發(fā)過(guò)程難度較大，過(guò)程復(fù)雜，是汽車行業(yè)一直以來(lái)的難題，在汽車底盤(pán)焊接總應(yīng)用到焊接機(jī)器人則可以減少成本，減輕負(fù)擔(dān)，節(jié)省人力，提高效率。

四、焊接機(jī)器人應(yīng)用到汽車底盤(pán)焊接的好處與優(yōu)點(diǎn)

（一）工人在進(jìn)行汽車底盤(pán)焊接工作時(shí)往往在環(huán)境惡劣的地方，身體健康得不到保障，使用焊接機(jī)器人則可以解決這個(gè)問(wèn)題，讓焊接機(jī)器人代替工人工作可以保障工人的問(wèn)題。

（二）工人在進(jìn)行汽車底盤(pán)焊接工作時(shí)需要長(zhǎng)時(shí)間的專注于工作，往往會(huì)浪費(fèi)很多精力，使用了焊接機(jī)器人則可以節(jié)省工人的時(shí)間，有效的降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；同時(shí)機(jī)器不需要休息，可以長(zhǎng)時(shí)間工作，提高工廠的生產(chǎn)效率[3]。

（三）焊接機(jī)器人作為機(jī)器，沒(méi)有疲憊時(shí)間和休息時(shí)間，可以一天二十四小時(shí)連續(xù)工作，增強(qiáng)工作實(shí)效性。

（四）焊接機(jī)器人通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算和精確地機(jī)械來(lái)進(jìn)行操作，具有極高的準(zhǔn)確性，提高汽車底盤(pán)焊接的質(zhì)量與速度。

（五）焊接機(jī)器人連續(xù)工作時(shí)能同時(shí)做好更多的汽車底盤(pán)焊接工作，工作數(shù)量也大大提高。

五、焊接機(jī)器人在汽車底盤(pán)焊接中的應(yīng)用實(shí)踐

焊接機(jī)器人改變汽車底盤(pán)外觀，也提高了汽車底盤(pán)的質(zhì)量。

（一）滑軌和焊接機(jī)器人的結(jié)合。例如桑塔納的后橋焊接生產(chǎn)線，兩套夾具固定在小車上，兩個(gè)夾具輪依次進(jìn)入機(jī)器人焊接區(qū)進(jìn)行工作，這樣使上料，下料同時(shí)進(jìn)行，節(jié)約變位器的旋轉(zhuǎn)時(shí)間，可靠性較高。

（二）利用單（雙）夾具固定式和焊接機(jī)器人工作站。例如，在帕薩特后橋焊接和桑塔納前懸掛焊接和生產(chǎn)線的焊接，變位機(jī)改變夾具的位置，然后改變焊接機(jī)器人焊槍的位置，優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)故障率低。

（三）帶變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和焊接機(jī)器人工作站。這種模式在別克福車架焊接線和賽歐后橋焊接線等都廣泛應(yīng)用，利用兩副夾具帶變?yōu)槠骱娃D(zhuǎn)臺(tái)組成，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，可以實(shí)現(xiàn)不同的工藝要求，而且也是目前使用最廣泛的一種形式。

（四）使用搬運(yùn)機(jī)器人和焊接機(jī)器人。優(yōu)點(diǎn)是能適應(yīng)各種不規(guī)則的焊縫焊接，合理的安排機(jī)器人能夠最大限度的提高生產(chǎn)率。

（五）協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)式外軸和焊接機(jī)器人工作臺(tái)。帕薩迪后橋穩(wěn)定桿焊接和波羅后橋的焊接，這種形式可以實(shí)現(xiàn)任何角度的環(huán)焊縫的焊接，應(yīng)用廣泛。

（六）機(jī)器人中置式工作臺(tái)。該模式對(duì)空間資源占用大，目前沒(méi)有廣泛應(yīng)用，僅在派力奧與SIENA；此外還有機(jī)器人焊接自動(dòng)線[4]。

六、結(jié)束語(yǔ)

與人工化的汽車底盤(pán)焊接工程相比來(lái)說(shuō)，焊接機(jī)器人使用的是數(shù)字化方案，而人工焊接的參數(shù)多為人工隨意設(shè)置，準(zhǔn)確性低工作效率也會(huì)大幅減小。人工進(jìn)行焊接汽車底盤(pán)的焊接時(shí)間也不是完全準(zhǔn)確，由機(jī)器人進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的時(shí)間會(huì)更準(zhǔn)確更符合。所以說(shuō)焊接機(jī)器人在汽車底盤(pán)焊接的作用非常重要，能夠減少工作的時(shí)長(zhǎng)，提高工作的效率。

參考文獻(xiàn)：

{1}孫牧原.汽車三元催化器焊接機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究[D].河北工程大學(xué)，2017.

{2}林遠(yuǎn)長(zhǎng)，王銳，石珍，等.輕量化汽車焊接機(jī)器人視覺(jué)測(cè)量及焊接軌跡跟蹤[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與研究，2018（2）.

{3}林海，陳俊同，陳家裕，等.基于ROS的無(wú)線圖傳小車設(shè)計(jì)研究[J].機(jī)械工程師，2016（5）：106-107.

[4]焊接機(jī)器人若干優(yōu)化技術(shù)研究[D].沈陽(yáng)理工大學(xué)，2016.

（作者單位：上海匯眾薩克斯減振器有限公司沈陽(yáng)分公司）