汽车底盘件机器人柔性焊接生产线的设计

　　近年来，焊接机器人在我国汽车工业中得到了大量应用，每年有近千台的焊接机器人投入汽车生产中。近年來，焊接機器人在我國汽車工業中得到了大量應用，每年有近千台的焊接機器人投入汽車生產中。除了汽车整装厂使用大量机器人焊接外，在汽车零部件工厂也有大量的应用，特别是在汽车底盘件的生产。除了??汽車整裝廠使用大量機器人焊接外，在汽車零部件工廠也有大量的應用，特別是在汽車底盤件的生產。由于底盘件是汽车的重要结构安全件，其焊接质量对汽车的安全性起决定作用，因此大都采用机器人来焊接。由於底盤件是汽車的重要結構安全件，其焊接質量對汽車的安全性起決定作用，因此大都採用機器人來焊接。

　　机器人焊接生产线设备构成该机器人焊接生产线主要用于轿车底盘件的左右控制臂总成、副车架总成、左右后拖曳臂总成的焊接，工件如图1，图2，图3所示。機器人焊接生產線設備構成該機器人焊接生產線主要用於轎車底盤件的左右控制臂總成、副車架總成、左右後拖曳臂總成的焊接，工件如圖1，圖2，圖3所示。在选择生产线的设备时主要考虑以下几个方面：在選擇生產線的設備時主要考慮以下幾個方面：

　　（1）满足生产纲领；（1）滿足生產綱領；

　　（2）生产线具有很好的柔性；（2）生產線具有很好的柔性；

　　（3）焊接质量满足产品要求；（3）焊接質量滿足產品要求；

　　图2，控制臂图3，后拖曳臂圖2，控制臂圖3，後拖曳臂

　　对于副车架总成的焊接，根据其焊缝的分布特点，采用双机器人同时对称施焊，可有效控制焊接时产生的扭曲变形。對於副車架總成的焊接，根據其焊縫的分佈特點，採用雙機器人同時對稱施銲，可有效控制焊接時產生的扭曲變形。通过对三种工件总成焊接时焊缝数量、焊缝长度的统计，以及对焊缝分布特点的分析，结合机器人焊接的特点，为了满足单班制、251天，年产6万套/年的生产纲领，该机器人焊接生产线共由8套机器人焊接工作站组成。通過對三種工件總成焊接時焊縫數量、焊縫長度的統計，以及對焊縫分佈特點的分析，結合機器人焊接的特點，為了滿足單班制、251天，年產6萬套/年的生產綱領保鲜盒盖注塑模设计，該機器人焊接生產線共由8套機器人焊接工作站組成。其中左右控制臂总成的焊接由4套单机器人焊接工作站完成，副车架总成的焊接由3套双机器人焊接工作站完成，左右后拖曳臂总成的焊接由一套双机器人焊接工作站完成。其中左右控制臂總成的焊接由4套單機器人焊接工作站完成，副車架總成的焊接由3套雙機器人焊接工作站完成，左右後拖曳臂總成的焊接由一套雙機器人焊接工作站完成。各机器人焊接工作站的焊缝数量及焊接节拍如表1所示。各機器人焊接工作站的焊縫數量及焊接節拍如表1所示。每个机器人焊接工作站都配置有焊枪清理器和一套头尾架焊接变位机，变位机可与机器人之间协调运动。每個機器人焊接工作站都配置有焊槍清理器和一套頭尾架焊接變位機，變位機可與機器人之間協調運動。

　　其中辅助时间包括机器人空行程时间、装卸件时间和焊枪清理时间。其中輔助時間包括機器人空行程時間、裝卸件時間和焊槍清理時間。机器人空行程时间按照每条焊缝3s计算，装卸件时间和焊枪清理时间按30s计算。機器人空行程時間按照每條焊縫3s計算，裝卸件時間和焊槍清理時間按30s計算。计算机器人的焊接时间时取机器人的焊接速度为8mm/s。計算機器人的焊接時間時取機器人的焊接速度為8mm/s。

　　副车架机器人工作站布局图如下所示。副車架機器人工作站佈局圖如下所示。

　　图4，副车架双机器人焊接工作站平面布局图圖4，副車架雙機器人焊接工作站平面佈局圖

　　机器人焊接工装夹具设计要点機器人焊接工裝夾具設計要點

　　（1）机器人焊接夹具采用标准化、模块化设计，电控气动夹紧的定位方式。（1）機器人焊接夾具採用標準化、模塊化設計，電控氣動夾緊的定位方式。由人工装卸工件，操作完毕，发出允许工作的信号后自动控制夹紧、放松动作；由人工裝卸工件，操作完畢，發出允許工作的信號後自動控制夾緊、放鬆動作；

　　（2）采用标准接口，水、电、气采用快换接头，满足柔性生产的要求；（2）採用標準接口，水、電、氣採用快換接頭，滿足柔性生產的要求；

　　（3）左右控制臂总成、副车架及左右后拖曳臂总成三种工件的共同特点就是焊缝长度长、数量多。（3）左右控制臂總成、副車架及左右後拖曳臂總成三種工件的共同特點就是焊縫長度長、數量多。由于焊接时有大量的热输入，如果夹具设计不合理，焊接后会产生很大的焊接变形，影响尺寸精度。由於焊接時有大量的熱輸入，如果夾具設計不合理，焊接後會產生很大的焊接變形，影響尺寸精度。因此如何控制焊接变形是焊接夹具设计的关键。因此如何控制焊接變形是焊接夾具設計的關鍵。在夹具设计时采用以下几个措施：在夾具設計時採用以下幾個措施：

　　（a）在长焊缝的定位夹紧部位采用整体铜材，并通水冷却，提高夹具的散热效果；（a）在長焊縫的定位夾緊部位採用整體銅材，並通水冷卻，提高夾具的散熱效果；

　　（b）采用具有自锁功能的压紧气缸；（b）採用具有自鎖功能的壓緊氣缸；

　　（c）副车架壳体由高强钢冲压而成，难免有很大的弹性变形，在总成夹具中采用TOX气-液转换缸压紧，足够的压紧力。（c）副車架殼體由高強鋼沖壓而成，難免有很大的彈性變形，在總成夾具中採用TOX氣-液轉換缸壓緊，保證足夠的壓緊力。

　　（4）为了装卸工件方便，装卸工件时有很大的开敞性，将夹具体安装在滑动导轨上，通过气缸带动，工件安装好后，焊接时夹具体自动滑入压紧区压紧，焊接完成后夹具自动打开，夹具体滑出到装卸工位。（4）為了裝卸工件方便，保證裝卸工件時有很大的開敞性，將夾具體安裝在滑動導軌上，通過氣缸帶動，工件安裝好後，焊接時夾具體自動滑入壓緊區壓緊，焊接完成後夾具自動打開，夾具體滑出到裝卸工位。

　　机器人焊接工作站的控制系统機器人焊接工作站的控制系統

　　PLC控制系统用于机器人系统及其周边装置的协调与控制，可实现参数设定、系统编程、工作状态显示及故障报警显示。PLC控制系統用於機器人系統及其周邊裝置的協調與控制，可實現參數設定、系統編程、工作狀態顯示及故障報警顯示。

　　PLC采用SIMATICS7-300，通过ProfibusDP总线与夹具上两个ET200S远程I/O模块互联。PLC採用SIMATICS7-300，通過ProfibusDP總線與夾具上兩個ET200S遠程I/O模塊互聯。采用这种结构既可减少现场接线，又可提高系统的稳定性；同时由于ET200S具有热插拔和易于扩展的特点，使系统扩展和非常方便。採用這種結構既可減少現場接線，又可提高系統的穩定性；同時由於ET200S具有熱插拔和易於擴展的特點，使系統擴展和維護非常方便。其中一个ET200S模块用于夹具信号连接及动作控制，另一个ET200S模块用于夹具自动识别（通过短线短接不同的输入信号区别不同的夹具，简单又可靠），通过HMISIMATIC-TP-170B触摸屏作为人机界面，实时显示系统各部分的状态，提高系统诊断和故障排除速度。其中一個ET200S模塊用於夾具信號連接及動作控制，另一個ET200S模塊用於夾具自動識別（通過短線短接不同的輸入信號區別不同的夾具，簡單又可靠），通過HMISIMATIC-TP-170B觸摸屏作為人機界面，實時顯示系統各部分的狀態，提高系統診斷和故障排除速度。

　　焊接生产线的特点焊接生產線的特點

　　在生产线的设计过程中，生产线的柔性和安全性是两个重要的原则。在生產線的設計過程中，生產線的柔性和安全性是兩個重要的原則。

　　1、生产线的柔性，主要体现在下列几个方面：1、生產線的柔性，基于插头壳体注塑工艺分析及模具设计（四侧抽芯）。主要體現在下列幾個方面：

　　（1）所有焊接设备及工装夹具具有互换性、通用性，通过更换夹具即可快速实现多种产品的生产要求，更换时间不超过10分钟；（1）所有焊接設備及工裝夾具具有互換性、通用性，通過更換夾具即可快速實現多種產品的生產要求，更換時間不超過10分鐘；

　　（2）机器人工作站具有互换性、通用性，整个焊接区有一个公用底板，底板上各方向均设有标准5吨叉车搬运孔，易搬运；（2）機器人工作站具有互換性、通用性，整個焊接區有一個公用底板，底板上各方向均設有標準5噸叉車搬運孔，易搬運；

　　（3）工装夹具与安装支座连接标准化，水、电、气等采用标准快速连接，以适应柔性生产的要求；（3）工裝夾具與安裝支座連接標準化，水、電、氣等採用標準快速連接，以適應柔性生產的要求；

　　（4）柔性控制。（4）柔性控制。更换不同夹具时，只需要在触摸屏上选择相应的工件号即可，通过与夹具自动识别系统进行比较，如果相同，则自动调用焊接程序，如果选择错误，则报警提示。更換不同夾具時，只需要在觸摸屏上選擇相應的工件號即可，通過與夾具自動識別系統進行比較，如果相同，則自動調用焊接程序，如果選擇錯誤，則報警提示。

　　2、生产线的安全性设计主要体现在下列几个方面：2、生產線的安全性設計主要體現在下列幾個方面：

　　（1）采用封闭式机器人焊接防护房，配有焊接烟尘净化装置；（1）採用封閉式機器人焊接防護房，配有焊接煙塵淨化裝置；

　　（2）机器人程序启动采用双手按钮；（2）機器人程序啟動採用雙手按鈕；

　　（3）焊接房安装有自动卷帘门，焊接时关闭，防止焊接弧光对人员的，在门的上下分别设有到位开关以检测门的工作状态（开/关），同时在门的开关两个分别设有锁（防止松动装置及门的误动作）；（3）焊接房安裝有自動捲簾門，焊接時關閉，防止焊接弧光對人員的傷害，在門的上下分別設有到位開關以檢測門的工作狀態（開/關），同時在門的開關兩個分別設有鎖（防止鬆動裝置及門的誤動作）；

　　（4）在自动卷帘门内地面300mm高度设有安全光幕，采用30o倾斜布置，光幕长度600mm，在自动工作状态下，如有人进入焊接房或在夹具操作有人，机器人及变位机自动停止运转。（4）在自動捲簾門內地面300mm高度設有安全光幕，採用30o傾斜佈置，光幕長度600mm，在自動工作狀態下，如有人進入焊接房或在夾具操作有人，機器人及變位機自動停止運轉。

　　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，从焊接工装夹具设计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。通過對機器人周邊裝置及控制系統的柔性設計，焊接機器人的柔性特點會得到更充分的發揮，從而滿足日益加劇的多品種、小批量的生產要求，為企業參與激烈的市場競爭提供有利的加工手段。

　　this.p={m:2，b:2，id:fks_095074080095087070092084084095085084089069080085084075081，blogTitle:汽车底盘件机器人柔性焊接生产线的设计，blogAbstract:近年来，焊接机器人在我国汽车工业中得到了大量应用，每年有近千台的焊接机器人投入汽车生产中。近年來，焊接機器人在我國汽車工業中得到了大量應用，每年有近千台的焊接機器人投入汽車生產中。除了汽车整装厂使用大量机器人焊接外，在汽车零部件工厂也有大量的应用，特别是在汽车底盘件的生产。除了??汽車整裝廠使用大量機器人焊接外，在汽車零部件工廠也有大量的應用冲压毕业设计，特別是在汽車底盤件的生產。由于底盘件是汽车的重要结构安全件，其焊接质量对汽车的安全性起决定作用，因此大都采用机器人来焊接。由於底盤件是汽車的重要結構安全件，其焊接質量對汽車的安全性起決定作用，因此大都採用機器人來焊接。