焊接机器人在汽车零部件生产中的应用实例分析
刘歆鲍鸿春
（机械工业第五设计研究院，天津，300190）
摘要关键词
1、引言
在中国的汽车零部件生产中，多年来一直是由手工焊、专机焊占据焊接生产的主导地位，劳动强度大，作业环境恶劣，焊接质量不易保证，而且生产的柔性也很差，无法适应现代生产的需要。焊接机器的大量应用，提高了零部件生产的自动化水平及生产效率，同时使生产更具有柔性，焊接质量也得到了保证机器焊接最适合于多品种高质量生产方式
机器人工作站 焊缝段数 焊缝长度（mm） 跳转、双工位机构行走时间(s) 节拍(s) 1 14 340 34 12 46 2 10 260 26 8 34 3 4（点） 4（点） 20 10 30 （6）机器人夹具：采用标准化、模块化设计，电控气动夹紧的定位方式。两副夹具带变位器和一个转台组成结构紧凑。两副夹具可以进行不同的焊接程序以实现不同的工艺要求。机器人在其中一副夹具上焊接工件时，操作工可以在另一副夹具上装卸工件利用率焊接质量要求相当高，其质量的好坏直接影响到车的安全性能焊接主要以搭接、角接接头形式为主
（2）工艺过程：
凸焊螺母→小支架分总成焊接→前横梁上下板焊接→后横梁上下板焊接→小框架分总成焊接→框架分总成焊接→套管及部分安装支架、加强板焊接→主减及安装支架、护板焊接。
（3）焊接工作量：每个前车架焊缝3130mm，焊点8个。
（4）生产节拍3min/套。
（5）机器焊接生产线布置：根据前车架焊缝的分布特点，对总成焊接采用双机器人同时对称施焊，有效控制焊接时产生的扭曲变形，每个工位按照所含的焊缝数较平均，对工件焊接变形影响小的原则进行分配，通过对焊缝数量、长度、分布特点分析，该生产线采用双机弧焊机器人工作站7套，每套双机弧焊机器人工作站都配有焊枪清理器和焊接变位机。总成前的螺母凸焊采用凸焊机人工操作完成，总成前的拼合焊缝和总成后的补焊采用手工CO2气体保护焊完成。前车架总成各套机器人焊接工作站的焊缝统计和焊接节拍如下：
机器人工作站 焊缝段数 焊缝长度（mm） 跳转、双工位机构行走时间(s) 节拍(s) 1 2 1000 100 42 142 2 2 1095 110 42 152 3 3 685 69 61 130 4 11 855 86 89 175 5 10 822 83 90 173 6 12 433 44 92 136 7 9 754 76 80 156 （6）机器人夹具：采用标准化、模块化设计，电控气动夹紧的定位方式。因为弹性变形较大，必要时可采用气、液转换缸夹紧。工作站两侧布置两个单轴变位夹具，夹具由变位机进行变位，来实现机器人焊枪不同位置的焊接。机器人自动焊接劳动条件改善、生产能力可控、生产效率更高和产品质量有保证可靠的安全性操作区域与工作维护区域完全隔离。夹具防夹手安全设计便捷的快换功能大大提高了设备的利用率，使用户根据需求可以随时调整，单套夹具更换时间可控制在10min以内。通过对机器人周边装置及控制系统的柔性设计，焊接机器人的柔性特点会得到更充分的发挥，从而满足日益加剧的多品种、小批量的生产要求，为企业参与激烈的市场竞争提供有利的加工手段。随着市场竞争加剧，汽车行业面临品种多、批量少的改型性的新车型需求，要求焊接机器人系统必须高度柔性化。焊接机器人系统的柔性化，即：适应于不同零件的焊接夹具；能短时间内快速调换气、电信号、配管、配线快速改换；控制程序必须能预置和快速转换，最大程度地发挥机器人特点以使一套机器人系统能根据需要焊接多种零件和适应产品多样化和改进的要求。汽车使用机器人焊接系统时间不长，应用面还不广，还有待于在实践中累更多经验。
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