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機(jī)器人自動(dòng)焊接生產(chǎn)線在鈑金行業(yè)應(yīng)用
隨著鈑金行業(yè)制件高品質(zhì)，精益化生產(chǎn)的日益提升，機(jī)器人自動(dòng)化焊接技術(shù)在行業(yè)得到了推廣和應(yīng)用，本文中筆者要介紹的是LAG 葛世國際的一款機(jī)器人自動(dòng)焊接生產(chǎn)線。
該機(jī)器人自動(dòng)焊接生產(chǎn)線（圖1）主要用于電梯行業(yè)下橫梁和轎底梁的自動(dòng)化焊接，焊接時(shí)先將工件采用人工、懸臂吊或叉車方式上料，然后通過人工對(duì)下橫梁或轎底梁進(jìn)行拼裝，拼裝后的工件也可利用旋轉(zhuǎn)變位機(jī)進(jìn)行焊接位置調(diào)整，旋轉(zhuǎn)至焊接工位，機(jī)器人焊接系統(tǒng)可自動(dòng)完成工件的焊接。
機(jī)器人自動(dòng)焊接生產(chǎn)線主要由拼裝工位、拼裝夾具、焊接工位（工業(yè)機(jī)器人、焊機(jī)、自動(dòng)清槍剪絲器、焊接工裝、工作臺(tái)）、除塵系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)和安全防護(hù)系統(tǒng)組成。
機(jī)器人自動(dòng)焊接生產(chǎn)線功能及組成部分
（1）拼裝夾具。使用通用夾具設(shè)計(jì)，通過人工調(diào)節(jié)夾具，適合多規(guī)格工件的焊接。工件裝夾平臺(tái)如圖2 所示。
（2）焊機(jī)。Fronius MIG TPS400i 焊機(jī)，配有焊槍清潔及焊絲剪切功能。具有模擬控制模式，數(shù)字化監(jiān)控焊接過程，快速對(duì)焊接過程的任何變化做出反應(yīng)，確保理想的焊接效果。可根據(jù)實(shí)際焊接工藝需求選配LSC 低飛濺模式、PMC 高性能脈沖焊模式，可通過U 盤形式或者網(wǎng)絡(luò)在線升級(jí)。
（3）移動(dòng)滑臺(tái)。移動(dòng)滑臺(tái)參數(shù)如表1所示。
（4）焊槍。采用世界知名品牌氣體保護(hù)焊槍。
（5）焊接氣體。由80%氬氣和20%二氧化碳組成的混合氣體。
（6）焊接工位。工業(yè)機(jī)器人（包括焊機(jī)和焊槍）采用世界知名品牌關(guān)節(jié)式機(jī)器人。伺服滑軌方便機(jī)器人前后移動(dòng)，靈活焊接工件各部分；采用焊接工裝，可實(shí)現(xiàn)工件的精確快速定位夾緊；自動(dòng)清槍剪絲器可自動(dòng)清理焊槍表面焊渣。
（7）搬運(yùn)機(jī)械手地軌。搬運(yùn)機(jī)械手地軌參數(shù)如表2所示。
（8）焊接變位機(jī)。焊接變位機(jī)上全焊夾具經(jīng)過組裝點(diǎn)焊的工件再裝入全焊夾具在變位機(jī)上對(duì)各處焊點(diǎn)進(jìn)行焊接。焊接變位機(jī)參數(shù)如表3所示。
（9）控制系統(tǒng)。機(jī)器人焊接線分為中央控制和在線控制二級(jí)控制：中央控制控制整個(gè)生產(chǎn)線；在線控制分別控制各機(jī)器人和焊機(jī)。
（10）除塵系統(tǒng)。采用高負(fù)壓真空除塵裝置捕捉焊接過程中產(chǎn)生的亞微米級(jí)焊接煙塵顆粒，達(dá)到室內(nèi)排放標(biāo)準(zhǔn)。
（11）安全防護(hù)系統(tǒng)。整個(gè)生產(chǎn)線設(shè)有安全防護(hù)系統(tǒng)，在生產(chǎn)過程中不允許人員進(jìn)入。防護(hù)欄按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，造型美觀，安全可靠。安全檢修門配置電控安全鎖，在門打開狀態(tài)下，機(jī)器自動(dòng)停止運(yùn)行，并聲光報(bào)警。
（12）安全。設(shè)備設(shè)計(jì)符合規(guī)范，提供和安裝有安全操作所必需的安全設(shè)施。
機(jī)器人焊接生產(chǎn)線應(yīng)用案例
下面以電梯轎底梁組件為例介紹機(jī)器人焊接生產(chǎn)線典型應(yīng)用案例：
（1）工件材料及厚度。
材料Q235-A、ST12冷軋板厚度2mm、2.5mm、3mm；工件******外形尺寸：EMA2為2050mm×2225mm（AA×BB=2000mm×2100mm）、EMA3為
2050mm×2185mm（AA×BB=2000mm×2100mm）；工件最小外形尺寸：EMA2為1050mm×1125mm（AA×BB=1000mm×1000mm）、EMA3為1050mm×1085mm（AA×BB=1000mm×1000mm），工件示意圖如圖3所示。
（2）工件分析。
1）組成工件的零件材質(zhì)為Q235與ST12冷軋板，具有良好的焊接性能。
2）工件規(guī)格品種多，需解決夾具通用性問題，以便適應(yīng)大批量自動(dòng)化生產(chǎn)。
3）工件下料精度需滿足自動(dòng)化焊接需求。
4）工件焊縫周圍10mm內(nèi)不得有影響焊接質(zhì)量的油銹、水分、氧化皮等。
5）工件上不得有影響定位的流掛和毛刺等缺陷因素。
6）工件下料精度誤差不大于±1.0mm。
7）工件位置精度誤差不大于±1.0mm。
8）為保證焊接定位需求，應(yīng)在工件上加工焊接專用定位工藝孔。
（3）工藝流程。
工件生產(chǎn)工藝流程為：上料→人工拼裝→滑臺(tái)移至點(diǎn)焊工位→搬運(yùn)機(jī)械手將點(diǎn)焊件搬至變位機(jī)焊接工位→焊接機(jī)械手焊接→搬運(yùn)機(jī)械手將焊完的工件搬至堆垛工位。
1）在人工拼裝工位（圖4）人工進(jìn)行上料，再將側(cè)梁（事先人工點(diǎn)焊好的）以及底梁裝在底板上，氣動(dòng)夾緊。
2）裝夾好工件移動(dòng)到機(jī)械手點(diǎn)焊工位（圖5），焊接機(jī)器人移動(dòng)到此工位，進(jìn)行點(diǎn)焊。
3）點(diǎn)焊完成，氣動(dòng)夾具自動(dòng)打開。
4）點(diǎn)焊好的工件，由地軌式機(jī)械手搬運(yùn)至機(jī)械手焊接工位（圖6）的旋轉(zhuǎn)變位機(jī)上進(jìn)行自動(dòng)夾緊。
5）焊接機(jī)器人移動(dòng)至機(jī)械手焊接工位，按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行全焊。根據(jù)焊縫位置不同，旋轉(zhuǎn)變位機(jī)進(jìn)行配合旋轉(zhuǎn)。
6）焊完后的工件，由搬運(yùn)機(jī)械手搬運(yùn)至堆垛工位（圖7）。
7）設(shè)備生產(chǎn)情況可通過工作站的顯示器直接看到生產(chǎn)數(shù)量等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)端口開放，滿足與需方MES 系統(tǒng)對(duì)接，需方后期需要的數(shù)據(jù)輸入、輸出由供方配合完成。
（4）焊接工藝方案。
1）除去焊縫周邊油、銹及毛刺（毛刺≤ 0.8mm），確保零件精度符合自動(dòng)化焊接要求。
2）人工通過夾具對(duì)工件進(jìn)行定位組裝，組裝完畢由滑臺(tái)送入焊接區(qū)機(jī)器人點(diǎn)焊；焊接夾具定位工作過程如圖8 所示；
3）工件點(diǎn)焊完畢由搬運(yùn)機(jī)械手抓取工件至變位機(jī)定位夾緊，滑臺(tái)返回組裝下一工件；
4）機(jī)器人自動(dòng)對(duì)變位機(jī)上的工件進(jìn)行全焊，焊接時(shí)變位機(jī)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)變位，使工件焊縫處于******焊接位置，全焊完畢由搬運(yùn)機(jī)械手抓取工件至下料堆垛平臺(tái)；
（5）設(shè)備布置圖及機(jī)器人焊接工作站配置。設(shè)備三維布置圖、二維布置圖如圖9 所示。機(jī)器人焊接工作站配置如表4 所示。
結(jié)束語
該焊接自動(dòng)化生產(chǎn)線是基于電梯行業(yè)鈑金用戶需求的一種定制化產(chǎn)品，解決了用戶焊接質(zhì)量和焊接工藝的難題，提高了焊接效率和焊接質(zhì)量，對(duì)后續(xù)的裝配質(zhì)量有著很好的保障。該焊接自動(dòng)化生產(chǎn)線有著較好的示范性和借鑒性，可以進(jìn)行推廣使用，有著很好的市場(chǎng)。
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