半掛車車架自動焊接加工單元的設計與應用方法探討

摘? 要：隨著社會的不斷進步，半掛車已成為主要運輸工具之一，而半掛車公司車架焊接量大、耗時較多且需要大量的人力是半掛車生產的主要問題。半掛車車架自動焊接加工單元采用了AGV自動上料裝夾，通過變位機自動更換上料姿態，通過弧焊機器人自動焊接的方式進行車架焊接工作。該焊接方式具有定位精度高，焊接質量高，耗時、耗力少等優點。基于此，本文通過分析半掛車車架自動焊接單元，希望能為半掛車車架自動焊接加工單元提供參考。

關鍵詞：半掛車車架;AGV;弧焊機器人;自動焊接;變位機

1引言

半掛車車架是半掛車的主體與基礎，其與半掛質量存在著較大的關系。在半掛車的生產過程中，車架焊接工作量大，工人勞動強度較大，工作效率難以提高，且產品質量難以保證[1]。基于此，半掛車車架自動焊接加工單元應運而生，該加工方式通過弧焊機器人對焊接電源、焊槍系統、水冷系統、集成控制系統等進行自動化控制，不僅減少了人工焊接操作的焊接工作量，而且提高了半掛車的加工質量與成產效率。

2工藝系統分析與流程設計

2.1半掛車車架結構

半掛車車架結構較為復雜，在焊接生產過程中，需要對半掛車車架外形、車架參數、焊接等進行嚴格要求[2]。在焊接過程中，采用的焊接保護器必須為CO2： Ar（20： 80）的混合氣體，焊接直徑與焊接速度等也要進行嚴格把控;對于車架材料要進行嚴格的篩選，焊縫應當采用角焊縫形式，拼焊組隊精度要控制在一定的范圍內。在焊接過程中要將車架的所有連接件焊在一起，使焊接質量得以保證。

2.2工藝系統整體布局

半掛車車架具有較大的尺寸，且焊縫較多，因此，在焊接過程中需要人工先將整個車架的各個零件進行拼焊，然后利用AGV將車架運送至自動焊接工位，使變位機進行工作，除此之外，車架焊接要采用兩臺弧焊機器人，將機器人安裝在天軌上，使其在變位機兩側進行工作，這樣不僅可以提高焊接效率，而且極大的提高了焊接質量，減少了人力與時間的浪費。

2.3焊接上料流程

AGV在進行焊車架搬運過程中需要對車架進行精確的定位，定位設備包括工裝壓緊、工裝定位等。當焊車架以至緩存臺下方時，液壓舉升裝置會升起，將車架托起使待車架落入導向槽，然后將工裝鎖壓緊，使焊接工位能夠順利進行[3]。此時變位機的狀態為180度的旋轉狀態。當變位機翻轉至0度時，鎖緊裝置將打開，此時會進行二次定位，將車架長度方向進行精準定位并進行液壓裝置工作，與此同時，寬度方向也會進行定位，定位完成后將反變形工裝鎖定裝置啟動，使車架得以鎖定，使AGV退出變位機工作位置。AGV在將車架運至焊接工位下方后會將車架托起，使車架被送往焊接工位。全部準備工作完成后，相關人員就可以將定位完成信號傳輸給焊接工作站，使焊接工作站順利開展工作。

2.4焊接任務流程

在焊接上料完成后，相關人員給出信號，焊接站開始工作，具體的工作流程包括：將變位機的工裝夾具進行裝配;對工件定位并夾緊工件;機器人對焊接區域的工件進行掃描，掃描過程中會識別工件特征;根據工件特征進行焊接任務分配，在焊接過程中，自動焊接加工機制會將焊接起始點進行檢查并及時的修訂;機器人開始具體的焊接工作;焊接工作結束后機器人自動復位。當焊接站街道下一個焊接任務時，直接由機器人進行焊接區域工件掃描，再進行其他的焊接流程，對裝配工作與工件的定位于夾緊工作進行省略，這樣不僅節約了工作時間，而且極大的提高了工作效率，保證了焊接工作質量。

3自動化焊接系統

3.1控制系統集成

半掛車車架自動焊接加工單元將自動焊接機器人系統、天軌行走結構、安全防護等進行有機集成，通過通信接口使各個設備進行相互連接，使其通過系統的控制進行半掛車車架自動焊接加工工作[4]。除此之外，通信接口可以進行延伸與擴展，這使得半掛車車架自動焊接加工單元控制系統更具有多元性。該自動焊接加工單元通過操作臺來進行啟動，當焊接完成時，機器人可自動對焊槍進行清理。焊接機器人通過總線與焊機進行連接，這樣不僅能夠靈活控制焊機的工作狀態，而且可以及時對焊接參數進行調用。系統還可以對分設備的傳感數據進行采集，對有問題的分設備進行及時的檢查與維護，使焊接數據更加安全。

3.2節拍計算

在對半掛車車架自動焊接時，除了有集成系統外，還可以利用自動焊接加工單元進行焊接節拍計算。首先由相關人員對焊縫總長度進行大致估算，通過集成系統對機器人的焊接時間進行嚴格把控，在進行焊接時要保證兩臺機器人同時進行焊接。除此之外，還要對焊縫條數、起弧、收弧時間、機器人輔助移動時間等進行精確的計算。對于機器人的就位和復位時間、清槍簡絲、噴油時間、變位機翻轉時間、循環周期節拍時間、起弧率等進行精確計算。對這些相關節拍進行計算與把控不僅可以提高焊接達標率，而且可以提高焊接工作速率，使半掛車車架自動焊接加工工作質量得以保證。

4結束語

半掛車車架焊接加工單元系統在設計過程中可以將其進行模塊化，使系統的可靠性、安全性、可維修性等得到增強。除此之外，在對半掛車車架自動焊接加工單元進行設計時要采用成熟的焊接技術，使焊接技術風險降低。在對新技術進行研發時要采用成熟的功能對半掛車焊件的尺寸覆蓋范圍進行精準的計算與設計，這樣不僅可以使半掛車車架結構更加多元化，而且可以提高自動焊接效率，提升半掛車車架焊接質量。半掛車車架自動焊接加工單元不僅有超高的焊接工藝，而且其焊接工藝流程較為合理，且具有高柔韌性、高性價比、高可靠性等特點，其在半掛車車架自動焊接加工工作中可以被廣泛應用。該加工單元可進行不斷的更新與升級，具有較高的實用價值。

參考文獻

[1]楊蕾先，呂漢中，李鳴源. 半掛車工字形縱梁埋弧自動焊焊接工藝改進的研究[C]. //2008年中國汽車工程學會年會論文集. 2008：811-813.

[2]梁山通翔專用汽車制造有限公司. 半掛車架大梁組對自動焊接裝置：CN201721034411.8[P]. 2018-02-27.

[3]吳興華. 直梁式半掛車生產流水線改造及工藝分析[C]. //2015年中國汽車工程學會貨運裝備技術分會學術年會暨第二屆中國卡車創新論壇論文集. 2015：70-74.

[4]吳興華. 直梁式掛車生產流水線改造及工藝分析[J]. 機械工程師，2016（8）：198-199.

作者簡介：

李丹玉（出生年：1990年7月），性別：男民族：漢，籍貫：皖·鳳臺，學歷：本科，職稱：助理工程師，研究方向 ：半掛車