車身車間PLC控制機器人的應用

于安洲

摘 要 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展與自動化水平的提高，機器人在汽車制造業(yè)的使用越來越廣泛，特別是對于車身車間，機器人可以用于車身的焊接、螺栓螺柱的焊接、零件的涂膠、板材與零件的搬運等。機器人不但可以代替人完成繁重和機械性重復的勞動，而且完成精度和效率更高、更穩(wěn)定。焊接機器人在車身車間的廣泛應用，滿足并提升了車身工藝要求和焊接質(zhì)量，更有效提高了生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞 車身焊接 PLC 機器人

中圖分類號：TP273.5文獻標識碼：A

0引言

汽車制造業(yè)中使用工業(yè)機器人不僅可以節(jié)約人力，降低企業(yè)成本，提高設(shè)備利用率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，更重要的是它可以保障工人安全，改善工作條件，減輕勞動強度，減少人員風險，提高工作效率。

機器人在車身車間的應用，大大減輕了操作工人的工作強度。對于某公司車身車間來說，車身車間所有的焊接，包括點焊、弧焊和激光焊接都是由機器人完成的，白車身的涂膠和大部分零件的搬運也都是由機器人來完成的。焊接機器人的投入使用，不僅保證了焊接的精度和質(zhì)量，有效地替代了操作工人;而且具有比操作工人更快的速度和工作持久性，提高了生產(chǎn)節(jié)拍。

1六軸機器人的特點

（1）可編程：讓工業(yè)機器人功能更多樣化，可以根據(jù)用戶的需要進行編程。

（2）可靠性強：正常運行時間長，六軸工業(yè)機器人堅固耐用，可靠性強、維護周期長。

（3）速度快：操作周期時間短，六軸工業(yè)機器人，優(yōu)化了機器人的加減速性能，使機器人工作節(jié)拍時間降至最短。

（4）精度高：工業(yè)機器人可以模仿人進行行走、旋轉(zhuǎn)，可以全方位立體覆蓋每個角落，零件生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定;具有最佳的軌跡精度和重復定位精度;可以提高生產(chǎn)效率。

（5）通用性強：工業(yè)機器人，具有較好的通用性。可以根據(jù)需要更換工業(yè)機器人末端工具，俗稱（換槍盤）。如焊槍，抓手，涂膠機等。功率大，并適合惡劣生產(chǎn)環(huán)境。

2車身車間機器人的應用范圍

2.1工件焊接

工件焊接包括點焊、弧焊和激光焊，是目前最大的工業(yè)機器人應用領(lǐng)域。由于汽車制造業(yè)對許多構(gòu)件的焊接精度和速度等指標提出越來越高的要求，一般工人已經(jīng)難以勝任這一工作;此外，焊接時的火花及粉塵等，對人體造成危害，因此，焊接過程的完全自動化已成為重要的研究課題，其中，最為重要的就是要應用焊接機器人。現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中，各種焊接工藝和過程都可以使用工業(yè)機器人來執(zhí)行，以取代操作工人在惡劣的焊接環(huán)境下工作。

2.2涂膠機器人

在車身上應用的膠是密封和減震降噪的作用，其作用非常重要，這就對膠條的質(zhì)量提出了很高的要求。所以采用機器人涂膠，能更好的保證膠的質(zhì)量。涂膠質(zhì)量的好壞決定著整臺車的密封性，同時影響著整個汽車品牌的價值和口碑。

2.3檢測機器人

為了保證車身的整體焊接質(zhì)量，在車身焊接的過程中或整個焊接工作完成之后，需要對車身上的一些重要部位的焊縫和螺柱進行檢查。焊縫位置和形狀的復雜性給檢測工具的適應性提出了要求。在自動化程度很高的車身車間焊裝生產(chǎn)線上，可以使用動作靈活的機器人代替工人攜帶專用的檢測裝置進行焊縫檢測，一般的機械裝置就很難像機器人那樣執(zhí)行這一任務(wù)。

2.4搬運機器人

在車身車間，焊接前物料的搬運與轉(zhuǎn)移是一項很繁瑣繁重的任務(wù)，這大部分都由專用叉車來完成，但專用叉車做的工作主要是將大量工件從儲存車間搬運到焊裝生產(chǎn)線的緩存區(qū)，將工件從生產(chǎn)線的緩存區(qū)搬運到生產(chǎn)線的焊接夾具上以及工件在生產(chǎn)線上的傳遞工作都需要由動作靈活的工業(yè)機器人來完成。這不僅提高了生產(chǎn)效率，又減輕了工人的勞動強度。

在汽車生產(chǎn)制造領(lǐng)域，機器人除了在焊接工藝過程中有主要應用之外，還在工件夾持定位中有著廣泛的應用。在實現(xiàn)汽車車身焊接生產(chǎn)的車身車間中，要實現(xiàn)車身工件高質(zhì)量的焊接，就要求必須對焊接過程進行準確的控制，一方面要求焊接機器人對焊槍的姿態(tài)和運動軌跡進行準確控制，另一方面要求各種夾具對待焊接工件進行夾持定位。夾具種類很多，大部分的專用夾具只能用來實現(xiàn)非移動工件的定位，但不能實現(xiàn)移動工件的定位，這需要采用抓手機器人才能實現(xiàn)。

3機器人的編程

某公司車身車間采用的是西門子S400系列PLC控制的ABB機器人。如某工位的一臺機器人的焊接和運動軌跡包括機器人的主程序：移動焊槍焊接夾具臺，抓手搬運零件，夾持零件固定焊槍焊接，放焊接完成的零件;輔助程序：手動和自動焊槍電極的修磨，焊槍的維修位置，抓手的維修位置，抱閘測試等。

4結(jié)語

在可預見的未來，焊接機器人的應用空間將更廣闊，應用技術(shù)將更先進。具體來說，焊接機器人綜合性能不斷提升，故障診斷系統(tǒng)功能更強大，故障率更低;機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的進步，使焊接機器人更緊湊，所占空間更小;焊接機器人的虛擬現(xiàn)實技術(shù)從仿真、預演向過程控制技術(shù)發(fā)展;機器人智能化程度越來越高，擁有焊縫質(zhì)量診斷功能;機器人適應環(huán)境的能力越來越強，能適用于非常惡劣的工況。

工業(yè)機器人技術(shù)的進步與應用，有力地推動了世界工業(yè)技術(shù)的進步。焊接機器人在高質(zhì)量、高效率的焊接生產(chǎn)中，發(fā)揮了極其重要的作用。

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