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这才叫机械手,这才叫自动化

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发表于 2016-6-8 11:40 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
目前,随着国内汽车制造业的迅速发展,机器人在汽车焊接中的运用也越来越广泛,现在机器人焊接技术已经作为一种先进的生产技术被广泛采用,尤其在汽车焊接生产线中最为突出。
机器人在车身焊接生产线中的作用

工业机器人在汽车生产中的冲压、焊装、涂装、总装四大生产工艺过程中都有广泛应用,具体在汽车车身焊装生产线中的应用主要有:点焊、弧焊、搬运、装配、检测等。工业机器人已经成为具有柔性制造系统、计算机集成制造系统的主要自动化工具。在发达国家,工业机器人自动化生产线成套装备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。

工件焊接

工件焊接是目前最大的工业机器人应用领域。由于汽车制造业对许多构件的焊接精度和速度等指标提出越来越高的要求,一般工人已难以胜任这一工作;此外,焊接时的火花及烟雾等,对人体造成危害,因此,焊接过程的完全自动化已成为重要的研究课题,其中,最为重要的就是要应用焊接机器人。现在工业生产中,各种焊接工艺和过程都可以使用工业机器人来执行,以取代使用工人在实际恶劣的焊接环境下工作。机器人在点焊和弧焊过程中的应用最为广泛,在其他一些工艺焊接过程中的应用还处在起步或摸索的阶段。


工件夹持

在汽车生产制造领域,机器人除了在焊接工艺过程中有主要应用之外,还在工件加持定位中有着广泛的应用。在实现汽车车身焊接生产的焊装车间中,要实现车身工件高质量的焊接,就要求必须对焊接过程进行准确的控制,一方面要求焊接机器人对焊钳的姿态和运动轨迹进行准确控制,另一方面要求各种夹具对待焊接工件进行夹持定位。夹具种类很多,大部分的专用夹具只能用来实现非移动工件的定位,但不能实现移动工件的定位,这需要采用夹持机器人(一种将工业机器人同小型夹具结合起来的,具有实现工件的定位和运动功能的机器人)才能实现。


工件搬运

在汽车车身焊装生产车间,焊接前物料的搬运与转移是一项很繁琐的任务,这大部分都由专用叉车来完成,但专用叉车做的工作主要是将大量工件从储存车间搬运到焊装生产线的两侧,将工件从生产线的两侧搬运到生产线上的焊接夹具上以及工件在顺序工位夹具上的传递工作都需要由动作灵活的工业机器人来完成,这不仅提高了生产效率,又减轻了工人的劳动强度。在自动化程度较低的车身焊装生产车间里,这项工作都要通过人工来完成。

焊点检测

为了保证车身的整体焊接质量,在车身焊接的过程中或整个焊接工作完成之后,需要对车身上的一些重要部位的焊缝进行检查,又称焊缝检测。焊缝位置和形状的复杂性给检测工具的适应性提出了要求。在自动化程度很高的焊装生产线上,可以使用动作灵活的机器人代替工人携带专用的检测装置进行焊缝检测,一般的机械装置就很难像机器人那样执行这一任务。

焊接机器人应用中的焦点问题

虽说焊接机器人在汽车制造生产中得到了广泛应用,不仅汽车焊接质量得到了极大改善,而且有效提高了企业的劳动生产效率。但目前焊接机器人在汽车制造生产中的应用仍有诸多问题有待解决,以下就几个方面的问题做一讨论。


焊接机器人在线示教问题

对于示教再现型焊接机器人而言,如果在焊接时发生焊接位置偏移,必须停止机器人乃至整个生产线的工作,进行机器人在线示教后再现运行,这个工作现在需要占用大量的生产时间。这类问题还需进一步研究解决。

焊接机器人焊缝跟踪问题

目前,生产中所用的示教再现型弧焊机器人在进行弧焊时,大多数情况是不能对焊缝进行实时动态的跟踪反馈,而实际焊缝与示教所用样本焊缝必然存在着细微的差异,这样焊缝质量就难以得到保证。这类问题还需进一步研究解决。

焊接机器人失位校正问题

目前市场上所应用的多数机器人产品,其轴的失位校正过程均需耗费比较长的时间,对于流水化的自动生产线来说,其停机所造成的经济损失是巨大的。这类问题还需进一步研究解决。


焊接机器人电器故障

焊接机器人本体的机械可靠性相当高,本体出现机械故障的概率极小。相比之下,机器人的电器控制系统的电器故障率却非常高,最容易出现故障的部分是驱动器的电路及元器件,此外接插件的故障频率也相当高。目前国际上的机器人控制电路集成化程度越来越高,控制技术的不断进步已使控制部分故障率大为降低。但对于汽车制造中的环境恶劣、作业强度极大、电压波动较大的焊接作业来说,还需进一步研究解决。

焊接机器人安全使用

汽车车身焊装生产线上的焊接机器人数量很大,有时在一个焊装工位上就有多个焊接机器人,为了节省时间提高效率,同一工位上的多个机器人并行工作同时运行。因信号交换失误而出现的机器人与机器人碰撞、机器人与其它设备或障碍物碰撞的事故时有发生。经分析,发现目前机器人控制系统在处理信号交换时,都采用外部I/O信号来交换彼此的工作状态,信号检测还只是以一个“点”的方式测量,即在某一运动程序行中,确认某一个交换信号是否存在来决定机器人是否继续下面的工作,而不是在一个运动区域中持续检测其它障碍物或机器人状态,这样,一旦检测过程结束而机器人的运动轨迹发生错误或信号交换不正常时,碰撞就发生了。这类问题还需进一步研究解决。

电路组态

目前所有知名汽车厂家的汽车车身焊装生产线上都大量应用了焊接机器人及其他自动化设备,并通过离线编程以实现自动化与柔性化的车身焊装生产。但带来的问题是,在生产现场,软管、电缆掉落的到处都是,很容易被进入现场的工作人员或器械钩住,以致发生故障或事故。从集成观点看,这是因为没能很好的进行电路组态和建模。目前比较可行的解决方法是为机器人配备集成外罩,避免零部件线路外露随处掉落的问题。但若要从根本上解决问题,还需在设计之初就做好组态和建模工作,这是一项复杂的工作。

文章来源:焊接切割联盟


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