焊接机器人在汽车焊装领域中的应用思考

安琪

（天津新玛特科技发展有限公司，天津 300350）

从实践来看，汽车生产过程中焊装不仅是一个重要环节，也是影响汽车整体质量的一个重要方面，因而提高焊装技术应用水平意义重大。传统人工焊装方式存在着焊装效率低、成本高及焊装质量难以保证等缺点，而随着计算机及智能化技术的快速发展，焊接机器人技术在汽车焊装领域得以应用，有力推动了汽车焊装自动化发展，有效解决了人工焊装方式的不足，同时在推动汽车行业发展方面发挥了重要作用。但是焊接机器人技术在实际应用中仍存在一些不足和问题，因此加强焊接机器人在汽车焊装领域中的应用非常必要。

1 焊接机器人概述

焊接机器人是基于机器人不同应用工艺而发展起来的一种先进自动化焊接设备，其主要由机器人本体、机器人控制器、点焊钳、点焊控制器及冷却系统等组成。相对于传统人工焊装方式而言，焊接机器人在汽车焊装中的应用不仅能够有效改善工作条件，降低焊装工作难度，而且在很大程度上提高了产品生产效率和质量，此外，焊接机器人具有很强的功能通用性，在很多生产设备中都很好实现应用，这对于推动汽车生产全自动化发挥了重要作用。

焊接机器人在汽车焊装中应用的实现主要基于以下工作原理：（1）确定示教轨迹。焊接机器人都是严格按照操作人员编制的示教程序完成相应的动作轨迹，只要编制程序没问题，焊装质量就能够保证。这个环节主要包括焊钳TCP（工具中心点）设置、示教编程两个方面，而周边设备控制及工件装夹及焊接过程逻辑控制则由机器人控制器内的控制系统、PLC和用户焊接示教程序共同完成，机器人控制器内的交流伺服单元则驱动和控制着工件翻转机构换位。（2）焊接工艺参数设定和控制。主要是对焊接电流、焊接时间及焊接压力等参数进行设置，各项参数的设置要根据零部件厚度及材质等实际情况。（3）焊接缺陷处理。骑边、焊穿等是焊接过程中的常见缺陷，焊接位置调试不准就很容易出现骑边，这种情况就需要对焊接位置进行重新调整；而焊接电流过大、焊接时间过长及工件搭接缝隙过大则会发生焊穿，因此需要对这些方面严格把握和控制。

2 焊接机器人在汽车焊装领域中的具体应用

2．1 工件焊接

目前，机器人应用的一个重点领域就是工件焊接，而在汽车制造生产中对构件焊接精度和运行速度等有更高要求，同时焊接过程本身对人体有很大危害，因此推广焊接机器人在汽车焊装领域中具有重大意义。随着智能化水平的不断提高，焊接机器人目前在汽车焊装领域中已经能高效执行各种焊接工艺，在点焊和弧焊中的应用尤为广泛。

2．2 工件夹持

在汽车焊接领域，焊接机器人不但应用在焊接工艺的过程，而且还普遍运用于工件的夹持定位中。当前，在汽车生产线中，对于车身工件的焊接质量有着较高要求，因此，必须要能够准确控制焊接过程，这不但需要准确控制焊接机器人的运动轨迹与焊钳姿态，而且还需要能够使用不同类型的夹具来夹持定位焊接工件。因为夹具类型众多，大多数专用夹具可以用来定位非移动工件，不过无法定位移动工件，所以就会使用到夹持机器人，通过结合起工业机器人与小型夹具，来有效定位工件并实现运动功能的机器人来完成。

2．3 工件搬运

在焊接汽车车身生产车间中，焊接前需要搬运和转移物料，而该项工作极为繁琐，通常会使用到专用的叉车，不过专用的叉车的任务主要是从储存车间中搬运大量工件至焊接生产线旁，而要想将生产线两侧将工件运至生产线上的焊接夹具中以及传递顺序工位夹具的工件则要求使用到较为灵活的焊接机器人，这样不单单能够提升生产效率，而且还能有效降低了工作人员的劳动强度。

2．4 汽车减震器焊装

减震器是汽车中的一个重要部件，其在确保汽车平稳行走和提高驾乘人缘舒适性等方面有着重要作用，这也突出了减震器焊装质量控制的重要性。焊接机器人在汽车减震器焊装实际应用中主要有以下要点：（1）充分考虑客户实际需求。减震器在汽车整个结构中的作用主要就是提高汽车的行车平稳性和舒适性，因此焊装中应全面考虑车辆设计要求确定焊装的位置后在进行具体焊装操作。（2）合理选择焊装工艺。一般情况下，汽车减震器的焊装主要采用二氧化碳焊接工艺，同时加上汽车减震器焊装工艺较为复杂，因此实际焊装工作通常需要利用两个焊接机器人完成。（3）焊接布置。焊接布置对汽车减震器焊装操作和质量有很大影响，为提高焊接效率和保证焊接系统的安全稳定性，应采用双工位型进行焊装。

2．5 总拼工位多车型共线生产

在传统汽车焊装领域中，由于车型较为单一，因此在汽车焊装生产中总拼工位采用的焊装方法也比较单一，但是随着汽车行业的快速发展，车型越来越丰富，对焊装方法也提出了更高的要求，而焊接机器人灵活性高及柔性化的特点能够更好满足不同车型焊装生产的需要求。在总拼工位多车型共线生产实际应用中，焊接机器人能够实现在一个总拼工位上同时进行多个车型焊接的生产，这样不仅有效提高了汽车生产的工作效率，而且在焊装质量方面也是非常可靠的。

2．6 焊接系统仿真模拟

自动化控制系统是焊接机器人实现自动化操作的基础，这也是焊接系统对于焊接机器人的重要性所在。焊接机器人在实际汽车焊装操作中，机器人操作范围及焊枪的角度等对焊装操作及质量等有很大影响，因此焊装前应对操作范围和焊枪角度等进行精准确定，而仿真模拟就是一个很好的方式。在汽车焊装设计中，工作人员可利用计算机对实际操作进行模拟，通过多次模拟和调整，就可以更为精准地确定焊装操作范围和焊枪的角度，从而确保实际焊装操作质量。

2．7 焊缝检测

要想有效确保汽车整体车身的焊接质量，则要求在焊接车身时以及完成整体焊接作业时仔细检查车身上的相关重要部位，而这亦称为焊缝检测。然而因为焊缝的形状与位置具有较强复杂性，所以要求检测工具具有良好的适应性，如若焊接生产线具有良好的自动化，就能够运用动作灵活的机器人来取代人工的方式来开展焊缝检测。

3 焊接机器人在汽车焊装领域应用中要注意的问题

3．1 使用安全问题

焊接机器人虽然是一个先进的自动化设备，在汽车焊装实际应用中也具有突出优势，但这些都是以安全使用为前提的，因此在使用中一定要重视安全问题。汽车车身焊装生产线较大，一般需要多个焊接机器人同时运行进行工作，这样就增加了焊装过程的安全隐患，而且焊接机器人在运行中会受到信号质量等方面的影响。一旦信号中断或紊乱，焊接机器人就很可能出现失控情况，从而与其他焊接机器人或设备等发生碰撞，管控不及时就会导致安全问题甚至事故。因此在利用焊接机器人进行汽车焊装操作中，一定要通过加强信号检测、现场操作监控等方式强化安全管理，确保焊接机器人使用安全性。

3．2 焊接机器人故障问题

虽然说焊接机器人具有较高的可靠性和稳定性，但是在实际运行中也难免会出现一些故障。焊接机器人运行出现故障，不仅会影响焊接操作准确性，而且关系到焊装操作的安全性，因此要高度重视焊接机器人故障问题。从焊接机器人构造方面看，驱动器电路及元件是最容易出现故障的地方，另外一个就是接插件故障。因此我们必须要充分利用安装在焊接机器人中的各种传感器与监测系统及时掌握其运行状态，一旦系统出现预警则根据相应预案进行处理，若有必要则立即停用这台焊接机器人，并组织维修人员第一时间赶完现场更换新的零部件，以争取在最短时间内使其恢复工作状态。

4 结语

总而言之，随着人们生活质量逐步提升，汽车成为了重要的出行方式之一，同时随着人们对于汽车的要求逐步由过去的实用性转变为实用和美观并重，所以这就对于汽车焊接的要求越来越高。在汽车焊接中运用焊接机器人能够有效解决由于人工焊接所造成的许多不足。而且还能大大提高汽车焊装效率与质量。为此，广大企业要结合自身实际充分应用好焊接机器人。