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        基于Robot Studio焊接項(xiàng)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(jī)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?jiǎng)?wù),在這個(gè)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(jìn)生產(chǎn)線的節(jié)拍和設(shè)備,適當(dāng)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(jī)器人 編程與優(yōu)化 焊槍

        中圖分類號(hào):TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0745(2020)04-0036-01

        1 前言

        車身車間某工段,50機(jī)器人工位是瓶頸。攜帶一把移動(dòng)焊槍、一把固定焊槍和一套移動(dòng)抓手。因?yàn)楹附雍更c(diǎn)較多,而且需要頻繁更換工具,導(dǎo)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(jìn)行了全面的分析與調(diào)研,包括硬件設(shè)備的可靠性,站點(diǎn)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(fù)責(zé)的工作分配給節(jié)拍較快的其他工位的機(jī)器人和焊槍來完成。需要移動(dòng)2個(gè)產(chǎn)品的焊點(diǎn)共計(jì)22+3個(gè),與此項(xiàng)目相關(guān)的焊槍和機(jī)器人5套。

        2 焊接機(jī)器人的工作原理和工作流程

        焊接機(jī)器人的基本工作原理是示教再現(xiàn),即由用戶導(dǎo)引機(jī)器人按實(shí)際任務(wù)操作一遍,機(jī)器人在導(dǎo)引過程中按照示教程序完成每個(gè)動(dòng)作的位置、姿態(tài)、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。完成示教后,只需給機(jī)器人一個(gè)起動(dòng)命令,機(jī)器人將精確地按示教動(dòng)作自動(dòng)工作。

        焊接機(jī)器人的工作流程,機(jī)器人持焊槍移動(dòng),到工件的準(zhǔn)確位置,信號(hào)驅(qū)動(dòng)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(shí)間基于板材厚度和板材層數(shù)而變化。點(diǎn)焊具有大電流、短時(shí)間、工件變形及應(yīng)力小的特點(diǎn),同時(shí)操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。點(diǎn)焊是汽車生產(chǎn)中最廣泛應(yīng)用的工藝方法。

        3 焊接項(xiàng)目的優(yōu)化

        3.1 項(xiàng)目的前期準(zhǔn)備與備份

        生產(chǎn)線節(jié)拍的測(cè)試,發(fā)現(xiàn)瓶頸工位,找到瓶頸的根源。做優(yōu)化項(xiàng)目的計(jì)劃,可行性分析,上報(bào)管理層批準(zhǔn),成立項(xiàng)目小組,并將當(dāng)前運(yùn)行程序進(jìn)行備份。

        3.2 軟件優(yōu)化

        PLC程序的優(yōu)化,優(yōu)化50機(jī)器人主程序和輔助程序,取消50機(jī)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(tái)上,跳過焊槍二的焊接程序。

        機(jī)器人的程序在Robot Studio中編程,程序可以控制機(jī)器人運(yùn)行軌跡,精確移動(dòng)機(jī)器人攜帶的設(shè)備,控制工具焊槍開口開合大小,控制移動(dòng)抓手和固定夾具臺(tái)定位銷和夾爪開合。ABB機(jī)器人的編程軟件是Robot Studio,對(duì)于一個(gè)新程序的開發(fā),可以在PC端軟件中編程;對(duì)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(cè)試,而且可以節(jié)省PC和示教器切換時(shí)間和站內(nèi)站外行走的時(shí)間。

        UIR焊點(diǎn)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(shí)間等。焊接時(shí)間又分為預(yù)焊接,爬坡,主焊接,冷卻時(shí)間等。為了達(dá)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(xiàng)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(hào)線取消,信號(hào)和直流交匯模塊接口重新布局。

        3.4質(zhì)量的驗(yàn)收與最終確認(rèn)

        項(xiàng)目和產(chǎn)品質(zhì)量的驗(yàn)收與確認(rèn)。1)手動(dòng)操作機(jī)器人程序進(jìn)行焊接,產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)合格;2)低速自動(dòng)程序焊接,產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)合格;3)正常速度機(jī)器人程序焊接,產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)合格。產(chǎn)品通過三次的樣件測(cè)試合格后方可正式切換新項(xiàng)目。

        4 項(xiàng)目?jī)?yōu)化目的與意義

        此優(yōu)化項(xiàng)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間,節(jié)省工位空間,減少設(shè)備成本投入。詳細(xì)細(xì)節(jié)包括:

        (1)節(jié)拍優(yōu)化,提高效率;

        (2)縮短焊槍移動(dòng)軌跡,焊槍開口行程的優(yōu)化;

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

        (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(xiàn):

        [1] 盧本,盧立楷.汽車機(jī)器人焊接工程[M].北京:機(jī)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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