基于汽車車架機器人焊接工作站的研究與應用

孫海軍

摘 要：隨著科學技術的飛速發展，機器人的技術也開始在工業化中廣泛應用，特別是在汽車制造領域，機器人的焊接工作將人從比較有危險性的崗位中解放出來。本文對于汽車車駕機器人焊接工作進行了分析和研究以供參考。

關鍵詞：汽車車架;機器人;焊接工作

隨著機械生產的規?；?、標準化和自動化的發展，我國汽車生產的進程越來越快，機器人焊接工作站的應用也越來越多，已經成為了汽車生產的主要模式。

1 焊接機器人的發展

焊接機器人技術的研究和發展在歷經了幾十年的過程目前已經到了第三代，最初開始的第一代是有記憶裝置的焊接機器人，主要是由人來操作機械進行姿勢模仿，待記憶裝置開始使用時就能夠再現這些動作并且能夠重復進行，所以就能執行簡單的焊接工作。第二代的機器人就開始使用傳感器的技術，此時的機器人就具有了感知能力，在進行工作時根據傳感器中獲得的視覺、聽覺和觸覺類對工作狀態進行調整，甚至通過實體的建模能夠實現離線的自動編程，節省了大量的時間。第三代則是在傳感器上進行了升級，而且機器人在接收到指令時還能夠根據客觀的環境進行適應型的自動調整，屬于半自主或者全自主工作的服務機器人，在焊接時就能夠更為廣泛的應用。

2 焊接機器人的表現優點

2.1 能夠提高焊接的質量

焊接工作一般都要求焊工能夠有非常熟練的操作技能、豐富的實踐經驗以及高超穩定的焊接水平;但同時因為焊接工作環境差、煙塵多、而且熱輻射大、危險系數很高，焊接機器人能夠代替人的手工焊接，從而減輕焊工的工作強度，并且因為機器人焊接的參數是由控制系統來進行調整的，所以焊接的尺寸是能夠滿足工藝的要求，不會出現人工焊接中出現的焊縫尺寸過大或者不足的情況，而且還能夠保證每條焊的焊接參數都是一致，這一點是人工焊工無法做到的，所以說，機器人焊接提高了焊接的質量。

2.2 提高焊接的生產效率

焊接機器人在作業時還可以采用雙工位的焊接，這樣可以提高設備的使用效率，并且減少不必要的輔助時間，而且在選擇參數的范圍人可以比手工的焊接要更寬一點，這樣可以用較高的速度來提高整體的效率，而且機器人不存在有疲勞的情況，能夠24小時連續作業，從而提高整體的生產效率。

2.3 改善勞動安全衛生條件

當下國家要求提高勞動環境要求，焊接本身環境比較差，有強光和熱輻射，而且還有飛濺及有害煙塵，但是在采用焊接機器人后，焊工就從這種惡劣的環境中解放出來，從長遠來看改變勞動安全的衛生條件能夠讓勞動者的身體更健康，減少傷病的可能。

2.4 增強生產管理的計劃性及可預見性

對于焊接機器人的生產計劃是能夠進行計算的，其產量也是能夠預見，在這種情況下，焊接機器人對于批量較小、品種較多的生產是非常有利的。

2.5 可準確預估材料的消耗量及成本

焊接機器人的作業是標準的重復，其焊絲的消耗量比起人工焊接要快，但也是可控的，所以，在對于材料的消耗量，比如焊絲、氣體以及導電嘴的消耗都能夠進行精準的預估，更能夠有效的控制生產的成本。

3 汽車車架機器人焊接工作站的應用

汽車車架機器人焊接工作站主要涉及到電子、機械、信息以及數據庫和控制等各種不同的學科領域，而且由電氣、機械、及焊接三大部分構成。根據選用的焊接機器人的系統不同，以及是否選用外部軸，或者焊接夾具有不同的情況將焊接機器人的工作站形式也會有不同，因為汽車產品的車型多、結構復雜、零部件要求標準非常專業，同時對于汽車制造在質量、成本、效率的綜合要求，決定了汽車的焊接加工過程是跨領域的、多學科的、技術集成性很強的。

3.1 汽車焊接領域的應用

（1）維修方面的應用。在汽車駕駛的過程中，難免會出現有碰撞的現象，從而導致車身或者是其它方面配件的損壞，遇到這種情況，就需要采用機器人焊接工作站來將損壞的部分采用焊接的方式進行汽車的維修。（2）汽車改裝或美容方面的應用。許多的車主非常熱衷于對汽車進行改裝或者進行裝飾，較常見的就是加裝汽車尾翼，許多人認為安裝尾翼后顯得具有運動動感，就會對外觀進行改裝，讓個性更為鮮明，在這個過程里就需要用焊接技術來加裝尾翼，保證尾翼的牢固和穩定。

3.2 提高焊接工作站工作效率的策略

（1）控制焊件的前期質量。首先要保證機器人的焊接質量，就必須要做好焊件的前期質量的控制，制規定相應的焊接工藝、裝配尺寸、焊縫坡口以及對沖壓件，設計精度較高的裝配工裝，同時要保證沖壓件的尺寸，就必須引進相關的配套設備，比如數控剪板機和數控折彎機等，能夠更好的控制沖壓件尺寸，從而提高機器人的焊接質量。（2）增加機器人的清槍程序。在進行焊接長焊縫時，在進行了短焊縫過后需要增加清槍程序，去除槍內的飛濺物，讓保護氣體能夠正常的吹出，從而不會出現擊穿保護罩的現象，大大改善焊縫的質量。（3）控制氣壓。在使用過程中，要注意機器人會因為壓縮空氣不足的情況而出現了停機的現象，所以需要使用較大功率的空氣壓縮機，而控制好壓縮空氣。（4）及時進行清理。定期清理焊絲導管等積屑，這樣可以保證機器人在工作的過程中焊絲能夠持續的送出，提高工作的效率。（5）提高編程的效率。在編程時也要采取完全離線編程的方法，讓機器人焊接程序的編制或者焊縫軌跡坐標位置的獲取以及其它相應的調試都能夠在一臺計算機上完成，在三維圖形環境下，直接用鼠標點擊虛擬環境中工件的焊接部位就可以直接的生成焊縫的軌跡，然后生成程序來進行控制，提高編程效率也減輕工件強度。

4 結束語

汽車的加工及維修等領域都會涉及到汽車的焊接技術，隨著技術的發展，汽車制造業已經實現了汽車的車身以及相關配件能夠做到無縫焊接的技術。而且車身的加工也開始采用了模具化加工的各種形式，從根本上減少了因為焊接而引起的不足因素。目前，機器人焊接工作站的應用越來越廣泛，同時隨著各企業的跨越式發展，也為機器人焊接工作站提供了各種的機遇和挑戰，各企業需要不斷的進入高新科學技術，從而保證汽車焊接工藝能夠更為精湛，更好的實現汽車制造和維修的高精度及高密度，從而全面提升汽車的質量。

參考文獻：

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