作者：佴斌，姜匡杰
紫砂电饭锅来源：《决策探索·收藏天下（中旬刊）》 2019年第10期
佴斌，姜匡杰
摘要：工业机器人焊接生产线的全新设计和应用给汽车生产制造带来新的思路，可以引入ROBCAD机器人离线仿真软件，利用3D图形设计焊接生产线仿真系统和控制系统，优化工业机器人焊接生产线的不同工艺划分和不同结构布局，彰显汽车生产线的高柔性、自动化特点，优化机器人轨迹和生产线顺序控制程序，提升生产线调试进度和效率。 关键词：工业机器人；焊接；生产线；仿真
一、工业机器人与机器人焊接工艺基础概述井体
工业机器人包括机器人主体、驱动系统和控制系统，主体包括机座、臂部、腕部、手部等机械部件。驱动系统由液压、气压式和电机驱动的不同方式加以实现。控制系统则是通过复杂的数学坐标变换运算、矩阵函数逆运算，实现工业机器人的空间移动控制，由若干个关节协调反馈各个轴的信息，实现对
外部环境数据的智能化采集、分析。
工业机器人焊接工艺可以采用点焊的方式，将焊件装配成搭接接头，压紧于两个电极之间，通过电阻热熔化金属，从而形成焊点。在点焊作业过程中，主要考虑以下因素：焊件表面状态、焊电极压力、加热温度。点焊作业设备由控制器、变压器、电极构成，相关工艺参数为：电流、压力、时间、电极材料、冷却能力等，与焊件的焊点质量密切相关。同时，在工业机器人进行点焊分流作业的过程中，焊点间距增加、焊件层数增多都会导致焊件厚度增加，减小分流电路电阻。就焊接顺序来看，两侧分流的焊点相较于仅在一侧的焊点分流程度要大；焊件表面的油污、氧化膜会阻滞电流的通过，增大分流程度；当电极与非焊接区导通时会降低焊接质量；焊接件装配不良会导致焊接接触面增大，引起分流现象。对于点焊熔核偏移的情况，可以采用大电流短时间的焊接方式，并采用选取不同的电极、增加工艺垫片、预先加工出凸点等方式，克服熔核偏移的现象。电厂脱硫塔防腐
二、ROBCAD工业机器人焊接仿真系统的设计与应用
ROBCAD工业机器人能够进行仿真区域内的任意3D旋转和修改，优化焊接结构布局，规避工装夹具设计的缺陷，缩减焊接生产周期。在ROBCAD工业机器人的焊接生产线中，可以设计选取不同结构的焊，如：上下张开式弧形运动的X型焊、上下电极臂直线运动的C型焊。在设计确定适宜类型的焊之后，要与工业机器人相固定，使之能够跟随机器人轴进行运动，并根据CAD布局图，建立R
OBCAD工业机器人3D仿真模型系统，由代号为02R01、02R02、02R03的六轴机器人负责侧围内板的焊接，由代号为02R04的七轴机器人负责抓取焊接好的侧围内板。
（一）点焊技术的设计和应用
在焊接仿真系统之中，采用整车焊点的ROBCAD点焊技术，优化设计和规划生产线，并采用Joint关节式完成点焊运动，空间宽阔区域采用自动运动模式，而在空间狭小的焊点位置则启动Line直线运动模式。并要注意机器人的上下电极帽与焊接工件保持垂直状态，以免工件受到焊压力的影响而出现摇摆，确保焊点与电极帽接触的均匀性和稳定性[1]。
（二）机器碰撞区域检测
要进行ROBCAD仿真系统的机器碰撞区域检测，将待检测的机器人添加到ROBCAD的Collision Setup之中，获取机器人碰撞干涉区域检测图，确定两台机器人进入碰撞干涉区域前及离开碰撞区域后的具体位置。当一个机器人要进入碰撞干涉区域时，必须向PLC发送请求，由PLC进行检测之后，该机器人方被允许进入碰撞干涉区域，否则就要在碰撞干涉区域外进行等候，由此较好地优化机器人轨迹，提升工作区域的利用率。
（三）程序生成及生产节拍的计算
可以借助于ROBCAD仿真系统中的ROBCAD OLP离线程序生成功能，准确模拟机器人焊接运动路径及工序，基于不同类型的机器人控制器型号，结合机器人焊接生产运动的实际速度，可以计算整个焊接生产线的节拍。通过计算可知，工业机器人焊接生产工艺的仿真节拍为73秒。
三、工业机器人焊接生产线控制系统的设计与应用
（一）系统硬件
选取西门子的CPU-416F-3 PN/DP的PLC作为主控制器，全面控制外围设备的动作，实现机器人的程序启停控制、故障报警等。同时，选取02R01、02R02、02R03、02R04这四台机器人作为PLC的从站，进行现场远程数据的采集和传输。
（二）工艺控制
该系统主要采用四台机器人进行侧围内板的焊接和搬运作业，以机器人02R02的任务为例，要依据焊接程序焊接E84及其他型号侧围内板，并进行焊更换操作，当达到预设生产次数时必须打磨修整电极帽，还要进行机器人抱闸测试[2]。
四、结语
无纺布手提袋设计
综上所述，为了提高汽车制造生产系统的灵活性和准确性，可以引入工业机器人焊接生产仿真系统，利用ROBCAD强大的机器人仿真技术，构建ROBCAD机器人仿真系统和控制系统，设计并优化机器人焊点轨迹，完成机器人碰撞区域检测和生产节拍计算，获取高质量的焊点。未来还要加强对ROBCAD仿真系统中机器人离线程序生成技术的研究，要进行机器人生成离线程序的微调，并注重机器人现场焊接调试技术的优化，更好地实现机器人仿真技术在生产线的大规模应用。
参考文献：
[1]曲琅博.管桩端板多工位机器人自动化焊接系统设计[D].大连理工大学,2016.
烷基叔丁基醚
[2]孟庆宇.机器人焊装线控制方法及节拍优化[D].天津工业大学,2016.
作者单位：
南京熊猫电子装备有限公司
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议