自动化焊接机器人生产线的应用与优化分析

张安刚，夏福禄

（山东劳动职业技术学院，山东 济南 250022）

目前，社会经济的发展带动汽车制造领域的迅猛发展。在传统的汽车制造业中需，强大的资金支持，还要求拥有较高的技术水准，但是随着汽车工业的进一步发展，对于汽车制造数量以及制造加工技术要求的进一步提升，使得一些汽车制造业中，一些常规板具等大量存在、产品一致性要求较低的生产线以自动化焊接机器人加工为主。与此同时，建设资源保护型、生态节约型社会已经成为社会发展的重点所在，在工业制造过程中所出现的报废品大量出现无疑是增加生态污染。汽车制造中若是应用到质量不高的零部件，对于汽车的尾气排放等产生消极影响。因此不论是处于何种目的，做好自动化焊接机器人生产线的应用优化至关重要。

1 自动化焊接机器人生产线应用的现状

自动化焊接机器人被应用到多个行业领域中，不同地区不同行业的应用状况是不同的，本文主要是以自动化焊接机器人生产线应用最为广泛，且应用起步最快的汽车零部件的生产线为例分析其生产线应用的现状和不足。

1.1 自动化焊接机器人生产线应用状态

汽车尾气净化器前段主要是应用于连接汽车发动机的涡轮增压器和尾气精华装置。在焊接生产线上，其主要分为六个焊接步骤。包括两半壳焊接、两半壳焊接总成和进气法兰环焊、总成泄漏量检测、补焊、总成尺寸检测、装箱等。可以发现其焊接生产线上焊接和检验工序是同时展开的。在这一过程中，进行两半壳焊接主要是由机器人焊接工位完成，而后续的检验、装箱等工序则是由一定的检测人员、操作人员所完成。

1.2 自动化焊接机器人生产线应用存在不足

生产线的加工现状。根据汽车尾气净化器前段的焊接加工生产工艺线可知，其在加工中存在诸多的问题。如出现个别操作员工的工位分配故障，无法应对自动化焊接机器人的加工速度，从而影响整个生产节拍，不利于生产线的经济效益。还存在生产节拍步骤不合理导致焊接机器人出现故障，影响整条生产线的正常运行。更有因为所采用的焊接技术参数的选择不准确，所导致的焊接质量不高等问题。以两本壳加工为例，在加工中每个半成品的距离为13mm，速度为5mm/s，在长期高速加工中，会出现加工堆积，整条生产线断层的情况出现。

2 自动化焊接机器人生产线的优化技术

2.1 自动化焊接机器人生产线的优化理论支持

可以说，通过原因分析可知，导致汽车尾气净化器前段的焊接加工中，其所呈现出来的生产线问题具有普遍性。而归咎原因可知，现有的机器人加工生产线智能化程度不高，无法在进行焊接加工的同时完成自动化检测管理。更重要的是其缺少柔性化，在加工中无法展开对现场加工需求情况的合理判断。而随着机器人相关理论的进一步完善。在实际的生产线优化中，可以导入新的技术理论，完善现有的自动化焊接机器人的生产线。

（1）PFMEA 理论，这是一种程失效模式于后果分析理论。导入该理论，能够让自动化焊接机器人在生产加工中对于可能存在的错误以及损失作出预先的判断分析，如能够对于所焊接的汽车尾气净化器前段加工出现的严重失效模式的影响级别等分析，大大减少后续的人工工位的工作压力。

（2）工序能力分析。该理论就是对于生产流水线上的每一个工位的工作效率展开分析，从而计算供需能力情况。工序能力分析理论是保障生产线每一个工位上都能够以最严谨、最精确的态度展开作业，保障生产质量的一致性。

（3）生产线平衡理论。该理论是对于整条生产线上的所有工序进行平均化处理，确保每一个产品加工的时间间隔的合理性。该理论能够有效针对汽车尾气净化器前段生产线上生产节拍不合理的情况。

2.2 自动化焊接机器人生产线的优化应用的技术支持

（1）机器人传感器技术。该技术主要是利用传感器来进行工作效率、工作距离以及工作时间等的控制。如光电式传感器的应用，其主要是对焊接过程中焊接机器人的加工进行感应，如此可以减少因为焊接机器人工位所出现的质量故障问题。

如在机器人焊接加工中，其需要设置焊接夹具的方式，将工件装夹住，然后由机器人感应到需要焊接的位置以及内容。从而进行焊接操作。但是事实上会出现夹具送落等问题，导致定位不准确，加工的准确性受到影响。采用机器人传感器技术能够提高其焊接加工的质量。

（2）PLC 控制系统。PLC 控制系统是电气自动化设备中的核心技术。在机器人焊接加工生产线中，其能够展开对整个生产线的各个机械设备的集中控制和分散控制。确保每一个机械设备都可以实现的快速响应，如出现的焊接机器人故障的时候，PLC 控制系统可以立刻响应并且调整整个生产线的设备运行状态，从而避免因为错误的加工所带来的材料浪费问题。

（3）智能信息化技术。在焊接生产线管理中，其能够从PLC 控制系统中获取相关的机器人运行数据和信息，在智能信息系统中，对于这些信息进行加工和应用。如对工位生产节拍进行统计，对于每一个工位的生产提出工作报告。这能够为生产线工位调整提供数据支持。

（4）柔性化生产技术。柔性化生产技术是机器人技术中的关键所在。其主要是指能够推动整个机器人焊接加工过程能够具有更高的人工智能化、柔性化的特点。如利用快换小车来实现对夹具的快速切换，避免人工进入到其中影响产能。

3 自动化焊接机器人生产线优化的策略

3.1 选择专业水平较高的人员

根据上述可知，在自动化焊接机器人的生产线中不可避免地需要设置工作，进行机器的调整维修，展开对工件的检测监督。因此这些操作都是需要专业的人员所展开的。当前要求能够提高对自动化焊接机器人生产线的员工质量，配备专业化的操作人员，既能够完成生产线的加工需求，还可以对焊接机器人、相关的系统进行维护。

3.2 选择合理的机器人焊接设备

自动化焊接机器人生产线是由多种机械设备所组建而成的。这些设备自身的性能和技术参数也成为影响整条生产线生产效率和质量的关键问题所在。当前只有得出最佳的生产线匹配机械，才能够发挥出最佳的生产效能。如若是所提供的各种夹具等小部件不符合加工的需求，则会导致质量事故出现。

3.3 选择合理的生产线方案

（1）合理应用自动化焊接机器人的生产线。自动化焊接机器人生产线可以分为半自动化和全自动化两种。全自动化焊接机器人生产线是指一条成熟的生产线，在生产中智能性、机械化程度较高。但是同样地需要投入更多的资金、也需要承担更多的风险。如一旦某一个机械出现故障，则会影响整个生产线的加工。

对此在工业加工制造中，需要合理的选择生产线。若是对于工件的切割等要求较高的，则可以选择独立的焊接机器人参与到生产线生产中。

（2）合理设计生产线的设计和加工方案。在不同的行业中焊接不同的工件所需要的步骤和技术要求是不同的。因此要求在生产加工中能够合理地展开生产产品的规划设计，如有的生产线可以一线到底，也可以以两条加工线同时展开的方案呈现。因此在生产线加工设计中还需要导入现代化管理理念。确保能够做好自动化焊接机器人生产线的合理设计。

4 结语

综上所述，智能化、信息化的进一步发展，将机器人技术带入到各行业中大显身手，也由此取得一定的成绩。在工业制造中，自动化焊接机器人的应用，构建了自动化焊接生产线，一方面降低了零部件加工中的人工劳动力，提高了加工焊接的效率。但是另一方面由于现有的自动化焊接机器人生产线缺少强大的柔性化特点，导致其焊接产品的质量并不稳定。甚至有时候还会带来生产效率过低的情况。因此导入更加智能化的技术和理论，对于自动化焊接机器人生产线进行优化创新，对于我国工业制造2025 的新阶段打下坚定的基础。