点焊机器人系统应用特点

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1、图1 抱闸释放装置图2 连接器点焊机器人系统应用特点一汽轿车股份有限公司 （吉林长春 130011） 赵 卯 孙国林随 着 我 国 汽 车 制 造 行 业 的 快 速 发 展 ， 工 业 机 器 人被广泛地应用于白车身制造领域，在自动生产线中以点 焊 机 器 人 系 统 为 主 。 国 内 汽 车 厂 家 在 自 动 生 产 线 设 计 上，多采用机器人厂家的标准机器人，由生产线的制造 商进行整体设计；而国外的汽车公司多数都有自己的机 器人标准。也就是说，机器人厂家是按照汽车厂家的要 求，制造符合生产企业使用习惯的机器人系统。汽 车 生 产 企 业 制 定 自 己 的 机 器 人 系 统 标

2、准 ， 可 以 保证机器人的功能与生产线的其他电气设备系统之间的 接口保持一致，保证操作习惯的一致性，这些都可以减 少培训、维护成本，提高机器人系统的使用效率。这 里 介 绍 我 公 司 点 焊 机 器 人 与 标 准 机 器 人 的 区 别，以及点焊机器人系统应用特点。晰，运行维护相对简单（ 2） 机 器 人 配 置 Profi bus DP、 Device net网 络 模 块 ， 生 产 线 PLC与 机 器 人 之 间 通 过 Profi bus DP通 信 ， 与 生 产 线 通 信 是 受 生 产 线 P L C系 统 的 要 求 ； 机 器 人 与 焊接 控制器通过 Device

3、 net通信。（ 3） 机 器 人 内 部 配 置 64/64点 的 I/O接 口 模 块 及 继 电器，并在机器人控制箱上配连接器，这样既减少生产 线集成商的工作量，又便于统一标准。（ 4） 机 器 人 配 置 抱 闸 释 放 装 置 （ 见 图 1） ， 当 机 器人伺服电动机出现故障时，可以手工释放电磁抱闸， 尤其是机器人伺服焊钳。在焊钳轴出现故障时，可以方 便地进行相关维修操作。一、点焊机器人特点1. 系统主要构成点 焊 机 器 人 系 统 由 机 器 人 、 伺 服 焊 钳 、 焊 接 控 制器、电极修磨器及水气盘等构成。生 产 线 P L C与 机 器 人 之 间 采 用 PROF

4、IBUS D P通 信；焊接控制器、电极修磨器、水气盘等由机器人进行 控制。2. 特点根 据 我 公 司 机 器 人 系 统 的 具 体 应 用 需 求 ， 机 器 人制造公司增加一些选项单元或进行特殊设计，制造了符 合我公司应用标准需求的机器人。（ 1） 机 器 人 控 制 器 中 配 置 内 置 P L C， 该 P L C可 由 用户进行编程，对电极修磨器、焊接控制器、水气盘等 机 器 人 附 属 设 备 进 行 控 制 ， 与 机 器 人 的 附 属 设 备 由 生 产 线 P L C控 制 相 比 ， 这 种 控 制 结 构 机 器 人 与 生 产 线 P L C 控 制 之 间 通

5、 信 少 ， 使 控 制 单 元 缩 小 ， 控 制 层 级 关 系清（ 5） 机 器 人 管 线 采 用 分 段 结 构 ， 衔 接 位 置 采 用 连 接 器 （ 见 图 2、 3） 。 机 器 人 系 统 管 线 故 障 常 发 部 位 为 C 段 ， 采 用 分 段 方 式 ， 可 以【 摘 要 】 介 绍 白 车 身 焊 装 自 动 生 产 线 机 器 人 系 统 的 集 成 应 用 ， 以 一 汽 轿 车 公 司 的 机 器 人 系 统 应 用的结构和特点进行说明。减少管线更换时间和维护成本。 所造成的压痕，减小对工件的冲击力，压接速度快，可提高焊接质量和焊接效率。（ 2） 伺 服

6、 焊 钳 电 极 帽 长 度 检 测 和 自 动 补 偿 功 能 。 在电极修磨器上装有用于电极检测的压板，通过机器人 上下电极加压，检测固定和移动电极磨损量的总和；通 过移动电极压板方式检测移动电极的长度，再通过与新 电极记忆的位置进行比较，从而精确地计算出固定和移 动电极的实际磨损量。见图6。（ 6） 机 器 人 示 教 盒 采 用 触 摸 屏 ， 并 在 触 摸 屏 中 编写用于机器人系统应用的操作按钮和指示灯，使机器人 系统状态可视化，如图4所示。机 器 人 根 据 电 极 的 磨 损 量 ， 在 焊 接 时 自 动 进 行 位置 补 偿 ， 保 证 焊 钳 与 工 件 的 位 置 ，

7、 在 电 极 磨 损 的 情 况 下 ， 保 持 相 对 位 置 关 系 不 变 ， 保 证 焊 接 质 量 ， 见 图 7。 图 7b显 示 为 固 定 侧 电 极 极 向 工 具 坐 标 系 z轴 方 向 修 正5mm，图 7c显示焊钳行程修正 5 3 8mm。（ 7） 机 器 人 示 教 程 序 共 255个 ， 程 序 之 间 相 对 独立 ， 生 产 线 P L C可 以 单 独 选 择 程 序 ， 这 体 现 在 给 操 作 人 员的是完全独立的程序形式。与标准机器人主程序调用 子程序的结构相比，操作人员不需要了解各种车型程序 之间的调用关系，可以简化操作人员工作量和降低对机 器人

8、程序的掌握深度。（ 8） 机 器 人 控 制 柜 加 装 3色 灯 ， 显 示 机 器 人 状 态，方便地判断机器人的运行状态，提高维修效率，尤 其是出现故障时，可以在很远的距离判断出是哪台机器 人有故障。二、点焊机器人系统的应用我 公 司 点 焊 机 器 人 系 统 ， 采 用 了 伺 服 焊 钳 、 中 频 焊接控制器及自动电极修磨器等装置，下面逐项进行介 绍。1. 采用伺服焊钳特点（ 1） 伺 服 焊 钳 （ 见 图 5） 由 伺 服 电 动 机 驱 动 焊 钳的移动电极，电极对工件可以柔性接触，减轻电极冲击2. 中频焊接控器特点焊 钳 焊 接 电 流 为 直 流 ， 焊 接 效 率 高

9、 ， 焊 接 质 量好 ， 同 时 采 用 3相 电 源 供 电 ， 与 单 相 电 源 相 比 对 电 网 的 冲击小，输出相对稳定，见图8。（下转第 36页）热加工焊接与切割 2010年 第8期 31显 ， 仍 然 需 要 进 口 ， 影 响 了 我 国 焊 接 机 器 人 的 价 格 竞 争 力 。第 二 ， 中 国 的 焊 接 机 器 人 还 没 有 形 成 自 己 的 品 牌。虽然已经拥有一批企业从事机器人的开发，但是都 没有形成较大的规模，缺乏市场的品牌认知度，在焊接 机器人市场方面一直面临国外焊接机器人品牌的打压。 第 三 ， 焊 接 机 器 人 产 业 化 需 要 国 家 的

10、持 续 支 持 政 策。焊接机器人作为高新技术产品，应该比照新能源中 的电动汽车，出台相应的扶植政策。如今，已经有一批 机 器 人 企 业 根 据 市 场 需 求 ， 自 行 研 制 或 与 科 研 院 所 合 作，进行机器人产业化开发。可以预见，我国的焊接机 器人产业不久后将会作为一种在国民经济中占据重要地 位的产业而存在。中国机器人产业化正处于关键的转折 点，如果政府的扶植力度再向前推进一步，中国的机器 人 产 业 将 会 越 过 目 前 的 “临 界 期 ”， 跨 上 一 个 新 的 台阶，进入快速发展阶段。 为 此 ， 针 对 我 国 焊 接 机 器人 研 究 发 展 所 存 在 的

11、问题提出如下建议： 首 先 ， 在 焊 接 机 器 人 产 业 化 的 认识 和 定 位 上 ， 以市场需求为导，通过国家政策对焊接机器人产业发展进 行专项立项；以企业为主体，推动产学研联盟建设，形 成强大的研发、生产、销售及应用队伍，摆脱国外的垄断，降低成本，提高国产焊接机器人的价格竞争力。其 次 ， 在 新 一 代 智 能 化 焊 接 机 器 人 的 技 术 研 究 方 向上加大研发力度。例如，新一代智能控制技术，关键 单元部件制造技术，离线编程和仿真技术，产业化制造 技术，故障远程诊断与修复技术，多智能体焊接机器人 协 调 技 术 ， 复 杂 机 电 系 统 机 构 优 化 设 计 技

12、术 ， 具 有 柔 性、高度加速技术，大负载机器人机构动力学建模、辨 识及控制技术、特种焊接技术等。5. 结语总 之 ， 在 2009年 的 三 大 焊 接 展 会 中 ， 来 自 世 界 各地的焊接新产品、新技术、新工艺使参观者眼界大开， 同时也折射出焊接行业未来的发展趋势。特别是欧美等 发 达 国 家 对 焊 接 机 器 人 技 术 的 研 究 非 常 深 入 、 非 常 系 统，不仅外形美观、性能稳定、可靠性好，而且技术特 点非常鲜明，价格越来越低，这些都值得国内学习与借 鉴。可以说，三大展会为国内外焊接机器人技术提供了 展示的舞台，也把国内外焊接设备与技术进步推向一个 崭新的阶段，更为

13、我国焊接设备与技术的发展，尤其是 为我国焊接机器人的研究发展指明了方向，即由单一的 单机示教再现型焊接机器人向以智能化为核心的柔性加工单元（系统）方向发展。 （ 20100318）（上接第31页）3. 自动电极修磨器特点自 动 电 极 修 磨 器 与 人 工 修 磨 相 比 效 率 高 ， 修 磨 质 量 稳 定 ； 自 动 电 极 修 磨 器 由 电 动机 、 控 制 器 及 吹 屑 装 置 构 成 。 用 于 电 极 帽 磨 损 长 度 检 测 的 压 板 也 安 装 在 修 磨 器 上 ， 这 样便于修磨后的长度检测。三、结语在 从 日 本 引 进 、 消 化 白 车 身 自 动 生 产

14、 线 的 过 程 中 ， 我 们 总 结 出 点 焊 机 器 人 控 制 系 统 特 点 。 在 产 能 扩 张 中 增 加 的 28台 点 焊 机 器 人 ， 在 新 工 厂 建 设 中 使 用 的 150 多 台 点 焊 机 器 人 ， 都 是 结 合 机 器 人 系 统 的 上 述 结 构 特 点 具 体 配 置 的 。 这 里 把 应 用 的 一 些 特 点 介 绍 给 大 家 ， 希 望 与 专 家 进 行 机 器 人 应 用 技 术 经 验 方 面 的 交 流 ， 促 进 机 器 人 应 用 系 统 的 技 术 进步。（20100220）4. 循环水控制部分特点在 机 器 人 焊

15、接 变 压 器 和 焊 钳 的 水 回 路 上 安 装 流 量 开 关 ， 可 设 置 水 流 量 的 上 限 和 下限 。 在 水 路 的 截 流 阀 接 通 状 态 下 ， 如 果 流 量 小 于 下 限 时 ， 则 系 统 停 止 工 作 ； 如 果 流 量 大于上限，水路可能泄露，系统立刻关断截流阀，防止循环水大量泄露，见图9。热加工36 2010年 第8期 焊接与切割file:/D|/ 我的资料 /Desktop/ 新建文本文档 .txtAppliance Error (configuration_error)Your request could not be processed because of a configuration error: Could not connect to LDAP server.For assistance, contact your network support team.file:/D|/ 我的资料 /Desktop/ 新建文本文档 .txt2012-07-12 20:42:52