基于汽车车架机器人焊接工作站的研究与应用

孙海军

摘 要：随着科学技术的飞速发展，机器人的技术也开始在工业化中广泛应用，特别是在汽车制造领域，机器人的焊接工作将人从比较有危险性的岗位中解放出来。本文对于汽车车驾机器人焊接工作进行了分析和研究以供参考。

关键词：汽车车架;机器人;焊接工作

随着机械生产的规模化、标准化和自动化的发展，我国汽车生产的进程越来越快，机器人焊接工作站的应用也越来越多，已经成为了汽车生产的主要模式。

1 焊接机器人的发展

焊接机器人技术的研究和发展在历经了几十年的过程目前已经到了第三代，最初开始的第一代是有记忆装置的焊接机器人，主要是由人来操作机械进行姿势模仿，待记忆装置开始使用时就能够再现这些动作并且能够重复进行，所以就能执行简单的焊接工作。第二代的机器人就开始使用传感器的技术，此时的机器人就具有了感知能力，在进行工作时根据传感器中获得的视觉、听觉和触觉类对工作状态进行调整，甚至通过实体的建模能够实现离线的自动编程，节省了大量的时间。第三代则是在传感器上进行了升级，而且机器人在接收到指令时还能够根据客观的环境进行适应型的自动调整，属于半自主或者全自主工作的服务机器人，在焊接时就能够更为广泛的应用。

2 焊接机器人的表现优点

2.1 能够提高焊接的质量

焊接工作一般都要求焊工能够有非常熟練的操作技能、丰富的实践经验以及高超稳定的焊接水平;但同时因为焊接工作环境差、烟尘多、而且热辐射大、危险系数很高，焊接机器人能够代替人的手工焊接，从而减轻焊工的工作强度，并且因为机器人焊接的参数是由控制系统来进行调整的，所以焊接的尺寸是能够满足工艺的要求，不会出现人工焊接中出现的焊缝尺寸过大或者不足的情况，而且还能够保证每条焊的焊接参数都是一致，这一点是人工焊工无法做到的，所以说，机器人焊接提高了焊接的质量。

2.2 提高焊接的生产效率

焊接机器人在作业时还可以采用双工位的焊接，这样可以提高设备的使用效率，并且减少不必要的辅助时间，而且在选择参数的范围人可以比手工的焊接要更宽一点，这样可以用较高的速度来提高整体的效率，而且机器人不存在有疲劳的情况，能够24小时连续作业，从而提高整体的生产效率。

2.3 改善劳动安全卫生条件

当下国家要求提高劳动环境要求，焊接本身环境比较差，有强光和热辐射，而且还有飞溅及有害烟尘，但是在采用焊接机器人后，焊工就从这种恶劣的环境中解放出来，从长远来看改变劳动安全的卫生条件能够让劳动者的身体更健康，减少伤病的可能。

2.4 增强生产管理的计划性及可预见性

对于焊接机器人的生产计划是能够进行计算的，其产量也是能够预见，在这种情况下，焊接机器人对于批量较小、品种较多的生产是非常有利的。

2.5 可准确预估材料的消耗量及成本

焊接机器人的作业是标准的重复，其焊丝的消耗量比起人工焊接要快，但也是可控的，所以，在对于材料的消耗量，比如焊丝、气体以及导电嘴的消耗都能够进行精准的预估，更能够有效的控制生产的成本。

3 汽车车架机器人焊接工作站的应用

汽车车架机器人焊接工作站主要涉及到电子、机械、信息以及数据库和控制等各种不同的学科领域，而且由电气、机械、及焊接三大部分构成。根据选用的焊接机器人的系统不同，以及是否选用外部轴，或者焊接夹具有不同的情况将焊接机器人的工作站形式也会有不同，因为汽车产品的车型多、结构复杂、零部件要求标准非常专业，同时对于汽车制造在质量、成本、效率的综合要求，决定了汽车的焊接加工过程是跨领域的、多学科的、技术集成性很强的。

3.1 汽车焊接领域的应用

（1）维修方面的应用。在汽车驾驶的过程中，难免会出现有碰撞的现象，从而导致车身或者是其它方面配件的损坏，遇到这种情况，就需要采用机器人焊接工作站来将损坏的部分采用焊接的方式进行汽车的维修。（2）汽车改装或美容方面的应用。许多的车主非常热衷于对汽车进行改装或者进行装饰，较常见的就是加装汽车尾翼，许多人认为安装尾翼后显得具有运动动感，就会对外观进行改装，让个性更为鲜明，在这个过程里就需要用焊接技术来加装尾翼，保证尾翼的牢固和稳定。

3.2 提高焊接工作站工作效率的策略

（1）控制焊件的前期质量。首先要保证机器人的焊接质量，就必须要做好焊件的前期质量的控制，制规定相应的焊接工艺、装配尺寸、焊缝坡口以及对冲压件，设计精度较高的装配工装，同时要保证冲压件的尺寸，就必须引进相关的配套设备，比如数控剪板机和数控折弯机等，能够更好的控制冲压件尺寸，从而提高机器人的焊接质量。（2）增加机器人的清枪程序。在进行焊接长焊缝时，在进行了短焊缝过后需要增加清枪程序，去除枪内的飞溅物，让保护气体能够正常的吹出，从而不会出现击穿保护罩的现象，大大改善焊缝的质量。（3）控制气压。在使用过程中，要注意机器人会因为压缩空气不足的情况而出现了停机的现象，所以需要使用较大功率的空气压缩机，而控制好压缩空气。（4）及时进行清理。定期清理焊丝导管等积屑，这样可以保证机器人在工作的过程中焊丝能够持续的送出，提高工作的效率。（5）提高编程的效率。在编程时也要采取完全离线编程的方法，让机器人焊接程序的编制或者焊缝轨迹坐标位置的获取以及其它相应的调试都能够在一台计算机上完成，在三维图形环境下，直接用鼠标点击虚拟环境中工件的焊接部位就可以直接的生成焊缝的轨迹，然后生成程序来进行控制，提高编程效率也减轻工件强度。

4 结束语

汽车的加工及维修等领域都会涉及到汽车的焊接技术，随着技术的发展，汽车制造业已经实现了汽车的车身以及相关配件能够做到无缝焊接的技术。而且车身的加工也开始采用了模具化加工的各种形式，从根本上减少了因为焊接而引起的不足因素。目前，机器人焊接工作站的应用越来越广泛，同时随着各企业的跨越式发展，也为机器人焊接工作站提供了各种的机遇和挑战，各企业需要不断的进入高新科学技术，从而保证汽车焊接工艺能够更为精湛，更好的实现汽车制造和维修的高精度及高密度，从而全面提升汽车的质量。

参考文献：

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