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焊接机器人在摩托车后摇臂焊接中的应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2013-08-06  浏览次数:1410
核心提示:摩托车后摇臂是用来安装后轮的零部件,焊接质量的好坏直接影响整车的强度以及安全性。若应用弧焊机器人来进行焊接,则能很好的控制焊接质量和良好的外观。

   摩托车后摇臂是用来安装后轮的零部件,焊接质量的好坏直接影响整车的强度以及安全性。若应用弧焊机器人来进行焊接,则能很好的控制焊接质量和良好的外观。为了达到这个目的则需要一整套的焊接体系来完成,即焊接工作站。以某车型的后摇臂(图1)为例进行说明焊接机器人工作站(图2)。

某车型的后摇臂    后摇臂焊接工作站

  后摇臂焊接工作站

  1.后摇臂焊接工作站简介:

  工作站主要包括机器人本体、控制系统、焊接系统、安全系统、应用系统以及辅助部分。简单介绍下各主要组成部分:

  ﹡机器人本体包括焊接机器人本体、机器人控制柜、示教盒。

  ﹡控制系统是连接整个工作站的主控部分,它有PLC、继电器、输入/输出端子组成一个控制柜。它接收外部指令后进行判断然后给机器人本体信号,从而完成信号的过渡、判断和输出,它属于整个焊接工作站的主控单元。

  ﹡焊接系统包括焊接电源、焊枪、送丝机构。选择一个好的焊接电源时关键,能稳定和可靠的进行焊接。

  ﹡安全系统则包括挡光帘、外围工作房、安全光栅。

  ﹡应用系统则是包括变位机、焊接工装、清枪剪丝装置。

  ﹡辅助部分则需要焊丝、焊接保护气、排烟装置等。从焊接质量和焊接成本来综合考虑,焊接保护气应该使用氩气和二氧化碳的混合气体,比例可根据综合的要求来进行调节,优化比例为氩气:二氧化碳=80%:20%。

  2.后摇臂焊接工作站的应用:

  2.1、工作站的前提工作考虑:

  ⑴、后摇臂分解工艺:首先应对后摇臂进行工艺分解,为了最大限度的利用焊接机器人以及为了追求最大的生产效率,则进行分解为四个部分,即左管组合、右管组合,连接盒组合和扭力杆安装板。

  ⑵、零部件状态:对于焊接工作站,必须有准确、稳定的部品才能使焊接机器人发挥最大的效率。故首先应保证零部件的准确性和稳定性,从根本上去避免在焊接过程中出现的配合不良、焊穿等现象。要求零部件的配合间隙应在1mm以内。

  ⑶、焊接工装:为了能达到稳定的焊接状态,焊接工装的式样很重要。

  a、应对后摇臂的轴套和后侧调链长圆孔进行定位,同时内侧应有限位,以保证位置的唯一性。定位轴的直径应比孔直径小0.2mm,以保证精度配合。同时为了保证生产效率应使用气缸定位。在考虑气缸定位时同时也应该考虑气缸信息反馈功能,就是说气缸的运动应该给机器人系统反馈信息,防止由于气缸的不运动而造成撞枪的危险。

  b、连接盒的定位应以前侧面和连接盒上的孔进行左右和前后方向的定位,以保证连接盒的位置唯一性。

  c、而扭力杆安装板的定位需要进行考虑,由于位置是在左管组合和连接盒的焊缝中间,故应设计成气缸伸缩式。同时还应安装传感装置,保证在点焊完后气缸回位后机器人才能运动,以避免碰枪的现象。

  2.2、工作站系统介绍:

  此工作站采用单机器人双工位焊接,各设备需要进行系统的集成。通过PLC系统集成来完成一个有效的工作站。人员通过示教盒与焊接机器人进行人机对话,进行操作机器人运动、编写程序、运行程序、生产操作及查看机器人信息(I/O设置、位置、焊接参数等)。同时在生产操作中方便查看机器人信息,还应有操作显示屏。且每个工位还应有操作面板,面板上有两个启动按钮和一个急停按钮。工人可以通过操作面板来进行启动也可以在显示屏上来启动。当人员按下启动按钮后给PIC控制柜信号,然后PLC进行判断,反馈给机器人本体的控制箱,从而判断能否启动。控制箱判断可以启动后然后发信息给焊接机器人、变位机、以及清枪装置,来进行整个焊接的循环。

  为了能进行机器人的不间断焊接,工作站采用双工位布局。介绍的布局采用的一字形布局,这样操作工人来回的走动相对较小,降低了工人的劳动强度。运动轨迹如下:A工位在焊接时,B工位人工在装夹工件,焊接完毕后,机器人移动至B工位焊接,而A工位人工卸装工件,如此循环,机器人在不停地焊接,以保证机器人的利用率,从而提高生产效率。同时为了保证操作工人的安全性,还应在工作房的前侧增加挡光帘,挡光帘的运动应该和焊接同步,就是在A焊接时挡光帘落下。在操作工人启动B时挡光帘落下,这样来回的运动。使整个的工作站成为一个完整的焊接系统。

  2.3、总结焊接机器人工作站的主要有优点:

  1)稳定和提高焊接质量和焊缝外观;

  2)提高劳动生产效率;

  3)改善工人劳动强度和工作环境;

  4)降低了对工人操作技术的要求;

  5)缩短了产品改型换代的准备周期,减少相应的设备投资。

  同时也存在几项缺点:

  1)对于整个工作站的资金投资较大,不利于普及应用。

  2)对部品的精度要求较高,由于部品的不稳定而造成废品率的升高。

  焊接机器人的应用是一个复杂的、综合的过程,对焊件的设计结构、焊接工艺、零部件质量、焊件的装配质量等各方面提出了新的、更严格的要求。要发挥机器人的最大优势,需达到各设备的最优配置,人机的有效配合,经验的不断积累。

 

 
 
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