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某款轎車焊裝生產(chǎn)線上，總拼工位采用點焊機器人焊接工藝，實現(xiàn)了焊接產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定和提高，保證了均勻一致性;一天24h連續(xù)生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)率;降低了對工人操作技術(shù)難度的要求，改善了員工工作質(zhì)量;可實現(xiàn)小批量產(chǎn)品焊接自動化，并為焊接柔性生產(chǎn)線提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

焊接機器人系統(tǒng)的優(yōu)點

1.焊接機器人系統(tǒng)

焊接機器人是在工業(yè)機器人基礎(chǔ)上發(fā)展起來的本體獨立、動作自由度多、程序變更靈活、自動化程度高且柔性程度極高的先進焊接設(shè)備，具有多功能、重復(fù)精度高、焊接質(zhì)量高、抓取重量大、運動速度快和動作穩(wěn)定可靠等特點。在此，以KUKA六軸機器人為例介紹其運動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和特點，其六軸從基座往上，分別為A1、A2、A3、A4、A5和A6軸，每個軸都可以前進和旋轉(zhuǎn)，且為AC伺服電動機驅(qū)動，都帶有抱閘，防止機器人突然斷電。

2.機器人伺服焊鉗的優(yōu)點

（1）每個焊點的焊接周期可大幅度降低。由于焊鉗的張開程度是由機器人精確控制的，機器人在點與點之間的移動過程中，焊鉗可以開始閉合；焊完一點后，焊鉗可以隨著機器人位移張開。

（2）焊鉗張開度可以根據(jù)工件的情況任意調(diào)整，只要不發(fā)生碰撞或干涉，可盡可能減小張開度，以節(jié)省焊鉗開度，節(jié)省焊鉗開合所用的時間。

（3）焊鉗閉合加壓時，不僅壓力大小可以調(diào)節(jié)，而且在閉合時兩電極是輕輕閉合的，可減少撞擊變形和噪聲。

焊接機器人應(yīng)用實例

該機器人焊接生產(chǎn)線完全解決了人工焊接勞動強度大、節(jié)拍低以及質(zhì)量不能保證等問題。具有以下特點：車身下部線和主焊線采用輥床、滑撬自動輸送，滑撬前進、后退往返運動。其中，主焊線有9個工位，總拼工位（MB30工位）設(shè)有5臺六軸高精度焊接機器人，重復(fù)精度小于±0.12mm，擁有7把伺服焊鉗、4套機器人焊鉗存放架、5個機器人焊鉗電極帽自動修磨器、機器人控制柜以及機器人操作示教器等附屬設(shè)備（見圖3）。主焊線及機器人工位布置。

總拼工位為Open Gate（側(cè)圍合拼）的一種方式，通過拓展可實現(xiàn)4款不同側(cè)圍總成的車型生產(chǎn)；KUKA焊接機器人、OBARA中頻伺服焊機系統(tǒng)、GRACO自動加熱涂膠系統(tǒng)、自循環(huán)滑撬系統(tǒng)以及400kg大壓力焊鉗的使用為整車焊接品質(zhì)的提升打下了堅實的硬件基礎(chǔ)，該車型整車精度高達81.35%，位居行業(yè)前列。總拼前一工位將地板總成、左/右側(cè)圍總成以及頂蓋前/后橫梁總成預(yù)裝完成后，摁下完成按鈕，輥床上升，滑撬帶動車身輸送到總拼工位；輸送到位后輥床下降，車身定位到基準上，反饋完成信號給Open Gate，之后將側(cè)圍定位、夾緊；待所有定位、夾緊到位后，PLC反饋信號給機器人，機器人接收到信號后，按前期調(diào)試的路徑對車身進行焊接工作，可滿足15JPH節(jié)拍生產(chǎn)。

機器人焊接工藝的應(yīng)用帶來了如下改善：

（1）應(yīng)用機器人焊接工藝，可滿足15JPH生產(chǎn)的節(jié)拍，即4min一臺車（人工焊接是24min一臺車），同時為后期節(jié)拍提升打下基礎(chǔ)。總拼工位為節(jié)拍提升時的瓶頸工位，節(jié)拍提升尤為困難，而采用機器人焊接工藝后，因機器人的操作柔性好，焊接姿勢易于實現(xiàn)，一臺機器人可應(yīng)用2～4把焊鉗焊接，更能滿足焊接位置的操作。同時機器人調(diào)試后軌跡為最優(yōu)化，對瓶頸工位的節(jié)拍提升更易實現(xiàn)。

（2）采用機器人焊接工藝，解決了部分焊接困難的問題。如側(cè)圍總成輪罩處與地板總成搭接的焊點，采用喉深為600mm、喉寬為450mm的大C焊鉗，人工焊接需要兩人操作一把人工焊鉗，且焊接操作姿勢困難，易發(fā)生人身安全事故，機器人的應(yīng)用可完全避免此類事故的發(fā)生。

（3）采用機器人焊接工藝解決了占地空間大的問題。頂蓋前、后橫梁與側(cè)圍搭接焊點采用人工焊接的話，需要增設(shè)人工塔臺，左右各增加高1.5m、長6m且寬2m的塔臺占地面積大，對后期焊裝廠以及物流輸送的規(guī)劃等都會產(chǎn)生影響；采用機器人焊接工藝后能減少一側(cè)的占地面積，使后期規(guī)劃更具備考慮空間。

（4）提升焊接質(zhì)量，保證焊接精度。機器人的運動軌跡精準，機器人電極帽與板件的接觸性良好，可以避免出現(xiàn)人工焊接時產(chǎn)生的半點、馬蹄點和焊接分流等焊接缺陷。根據(jù)焊接部位和焊接參數(shù)的不同，機器人焊鉗電極帽的磨損不同，采用機器人工藝可制定機器人修磨頻率，在焊接一定的焊點之后對電極帽自動修磨。通過PLC程序?qū)更c數(shù)量進行計數(shù)，達到要求后，PLC反饋給機器人信號，機器人接收信號后自動根據(jù)前期設(shè)定好的程序路徑進行修磨，更好地保障了焊接質(zhì)量。焊接位置的準確性及焊接參數(shù)的穩(wěn)定性可以保證焊接后車身的精度穩(wěn)定、一致。

（5）采用機器人焊接工藝，可實現(xiàn)一個總拼工位、多車型共線生產(chǎn)。人工操作焊接工藝，因總拼工位各車型焊接結(jié)構(gòu)不同，對焊接設(shè)備及焊接參數(shù)要求不同，而同一工位空間有限，會與新引進的焊接設(shè)備產(chǎn)生矛盾；采用機器人焊接工藝，其操作的柔性更容易實現(xiàn)一個總拼工位的多車型生產(chǎn)工藝。焊接機器人的現(xiàn)場應(yīng)用如圖7所示。目前改公司正基于機器人焊接工藝的柔性化，開發(fā)Cross車型，這是與該車型共線生產(chǎn)、同總拼工位的另一款車型，準備采用3臺機器人對車門實施滾邊新工藝。

問題及解決對策

該生產(chǎn)線引進機器人焊接工藝技術(shù)之后，在機器人軌跡調(diào)試階段，工作人員的機器人專業(yè)知識薄弱、隊機器人操作不熟練且對機器人程序的修改不完善、不嚴謹，同時車身調(diào)試過程中，板件存在異常變形等問題，導(dǎo)致機器人工作中出現(xiàn)異常故障。出現(xiàn)問題不怕，我們要針對問題找出真因并解決，避免后期再次出現(xiàn)同類異常故障。我們在引進機器人工作時，對易發(fā)生并對日常生產(chǎn)影響較大的問題進行了統(tǒng)計，針對故障發(fā)生的原因制定了相關(guān)整改對策，為后續(xù)引入機器人提供專業(yè)經(jīng)驗知識。我們制作的故障履歷如表所示，參考故障履歷可以避免發(fā)生同類故障。同時在調(diào)試階段，工藝人員與電氣人員要密切配合，避免交叉作業(yè)，產(chǎn)生安全隱患。

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