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        基于Robot Studio焊接項目的編程與優(yōu)化

        2020-06-15 03:59:03于安洲
        科海故事博覽·中旬刊 2020年4期
        關(guān)鍵詞:焊接機器人焊槍

        于安洲

        摘 要 在汽車工業(yè)制造領(lǐng)域,保證生產(chǎn)安全和產(chǎn)品質(zhì)量是第一要務(wù),在這個基礎(chǔ)上就要考慮效率和成本。既要保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠,又要保證高效和低成本。所以在生產(chǎn)過程中,要不斷改進生產(chǎn)線的節(jié)拍和設(shè)備,適當做出一些優(yōu)化,包括硬件設(shè)備的優(yōu)化和軟件程序的優(yōu)化,以保證生產(chǎn)線最大輸出,提高生產(chǎn)效率,創(chuàng)造更大收益。

        關(guān)鍵詞 Robot Studio 示教器 焊接機器人 編程與優(yōu)化 焊槍

        中圖分類號:TP242 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0745(2020)04-0036-01

        1 前言

        車身車間某工段,50機器人工位是瓶頸。攜帶一把移動焊槍、一把固定焊槍和一套移動抓手。因為焊接焊點較多,而且需要頻繁更換工具,導致50工位是此工段生產(chǎn)線的瓶頸,影響整體生產(chǎn)效率。在這種背景下,我們進行了全面的分析與調(diào)研,包括硬件設(shè)備的可靠性,站點的空間可行性等。最后決定取消50工位的一把固定焊槍,并將此焊槍負責的工作分配給節(jié)拍較快的其他工位的機器人和焊槍來完成。需要移動2個產(chǎn)品的焊點共計22+3個,與此項目相關(guān)的焊槍和機器人5套。

        2 焊接機器人的工作原理和工作流程

        焊接機器人的基本工作原理是示教再現(xiàn),即由用戶導引機器人按實際任務(wù)操作一遍,機器人在導引過程中按照示教程序完成每個動作的位置、姿態(tài)、運動參數(shù)、焊接參數(shù)等,并自動生成一個連續(xù)執(zhí)行全部操作的程序。完成示教后,只需給機器人一個起動命令,機器人將精確地按示教動作自動工作。

        焊接機器人的工作流程,機器人持焊槍移動,到工件的準確位置,信號驅(qū)動焊槍夾持工件,兩層或者三層板材,置于兩電極之間壓緊,焊槍電極臂釋放電流,電流通過電極臂電極頭平面段到板材,電能轉(zhuǎn)化為熱能,將板材瞬間融化,冷卻之后形成焊核,完成焊接,焊接時間基于板材厚度和板材層數(shù)而變化。點焊具有大電流、短時間、工件變形及應(yīng)力小的特點,同時操作簡單、生產(chǎn)效率高、易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。點焊是汽車生產(chǎn)中最廣泛應(yīng)用的工藝方法。

        3 焊接項目的優(yōu)化

        3.1 項目的前期準備與備份

        生產(chǎn)線節(jié)拍的測試,發(fā)現(xiàn)瓶頸工位,找到瓶頸的根源。做優(yōu)化項目的計劃,可行性分析,上報管理層批準,成立項目小組,并將當前運行程序進行備份。

        3.2 軟件優(yōu)化

        PLC程序的優(yōu)化,優(yōu)化50機器人主程序和輔助程序,取消50機器人焊槍二的焊接程序和修磨程序。在完成焊槍一的焊接之后,更換抓手抓取工件直接放到夾具臺上,跳過焊槍二的焊接程序。

        機器人的程序在Robot Studio中編程,程序可以控制機器人運行軌跡,精確移動機器人攜帶的設(shè)備,控制工具焊槍開口開合大小,控制移動抓手和固定夾具臺定位銷和夾爪開合。ABB機器人的編程軟件是Robot Studio,對于一個新程序的開發(fā),可以在PC端軟件中編程;對于現(xiàn)有程序的優(yōu)化,也可以在示教器上直接編程,這樣操作可以提高效率,方便優(yōu)化和直接測試,而且可以節(jié)省PC和示教器切換時間和站內(nèi)站外行走的時間。

        UIR焊點參數(shù)的優(yōu)化,通過Bosch控制柜控制焊接的參數(shù),根據(jù)焊接板材的厚度,板材的層數(shù)及板材的材料,合理設(shè)置焊接參數(shù)。設(shè)置參數(shù)包括焊接的額定電流,焊接時間等。焊接時間又分為預(yù)焊接,爬坡,主焊接,冷卻時間等。為了達到近乎完美的焊接,參數(shù)的合理設(shè)置至關(guān)重要。

        3.3硬件優(yōu)化

        此項目中,取消焊槍二和焊槍二的修磨器。交直流電源線重新布局,傳感器感應(yīng)位置調(diào)整,焊槍二信號線取消,信號和直流交匯模塊接口重新布局。

        3.4質(zhì)量的驗收與最終確認

        項目和產(chǎn)品質(zhì)量的驗收與確認。1)手動操作機器人程序進行焊接,產(chǎn)品質(zhì)量檢測合格;2)低速自動程序焊接,產(chǎn)品質(zhì)量檢測合格;3)正常速度機器人程序焊接,產(chǎn)品質(zhì)量檢測合格。產(chǎn)品通過三次的樣件測試合格后方可正式切換新項目。

        4 項目優(yōu)化目的與意義

        此優(yōu)化項目的目的是為了節(jié)約成本,提高生產(chǎn)線工作效率??s短設(shè)備運轉(zhuǎn)時間,節(jié)省工位空間,減少設(shè)備成本投入。詳細細節(jié)包括:

        (1)節(jié)拍優(yōu)化,提高效率;

        (2)縮短焊槍移動軌跡,焊槍開口行程的優(yōu)化;

        (3)相同參數(shù)焊點,焊點就近原則焊接,減少不必要的行程浪費;

        (4)減少工具切換次數(shù);

        (5)減少工作站和設(shè)備,節(jié)約資源。

        參考文獻:

        [1] 盧本,盧立楷.汽車機器人焊接工程[M].北京:機械工業(yè)出版社,2006.

        (華晨寶馬汽車有限公司,遼寧 沈陽 110000)

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