自动化焊接机器人生产线的应用与优化分析--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

自动化焊接机器人生产线的应用与优化分析

发表时间：2020/11/5 来源：《基层建设》2020年第21期作者：王优良

[导读] 摘要：近年来，随着城市化进程的脚步加快，各行各业都发生了翻天覆地变化，尤其是在工业生产中，焊接是常用的制造方式。

        身份证号码：13022519700719xxxx
        摘要：近年来，随着城市化进程的脚步加快，各行各业都发生了翻天覆地变化，尤其是在工业生产中，焊接是常用的制造方式。将焊接机器人、焊接设备、辅助设备及工装、控制系统、智能化信息化、物流系统进行有效集成，可实现焊接过程的自动化、智能化制造模式。比如，汽车制造业是率先引入机器人自动化焊接生产线的行业，这是由于常规的板具加工及焊接制造生产经验已经十分的丰富，生产线也相对比较完善和成熟，这都为机器人自动化焊接生产线的引入奠定了坚实的基础。现在，机器人自动化焊接生产线在整个机械大行业中正在大量推广运用，已取得了不错的成绩，广受好评。
        关键词：自动化焊接；机器人生产线；应用与优化
        引言
        我国自动化焊接机器人应用在各个行业领域，不过因为受到实际需求以及产品要求等各种因素的影响，导致其无法在生产线中使用。对于汽车行业来说，焊接生产有着多年的生产经验，生产线整体是比较具体和成熟的，受到人们的广泛关注。整个焊接工艺在实际生产中经常出现报废和返工的现象，所以需要对汽车焊接生产线进行优化和改进。
        1自动化焊接机器人生产线的技术应用
        1.1生产线自动化关键硬件技术
        焊接机器人、焊接设备和相关辅助设备等共同构成了机器人自动化生产线，其生产过程为：自动工装运用气动或液压驱动的定位夹紧机构对组焊件的各个构件（主要是切割件或冲压件等）进行定位夹紧，然后利用焊接机器人和变位机来实现产品（工件）的定位焊和自动焊接，接着利用物流设备完成生产线各工位之间的自动物流输送以及自动上下料。（1）工件自动定位夹紧。现阶段，主要是运用气动夹紧技术来进行工件的自动定位夹紧。首先放置工件在定位点上，然后开启夹具夹紧按钮，自动定位夹紧机构则将工件依次定位夹紧。若板厚比较大的重型焊接工件，还可以采用液压夹紧机构。（2）机器人自动焊接技术。机器人和数字化焊机直接通讯，可以采取的通讯方式有IO和总线通选两种。通常来说，还需要配置一定数量的变位机、辅助工装和辅助装置（如：清枪剪丝装置、焊钳打磨检测装置、激光跟踪或扫描等等），其特点在于用机器人控制柜对驱动系统进行控制。装夹在变位机上的工件，能够移动或者旋转到工艺需求的位置和角度。利用机器人的外部轴协调功能，能够确保机器人和变位机更为协调配合，进一步提升机器人的焊接可达率，满足工件自动焊接需求。有效降低机器人系统的作业周期。机器人焊接软件包、焊缝适时跟踪技术、离线编程及逆向工程等真正最关键的核心技术，目前仍掌握在国外几家公司手里。虽然国内这方面技术已取得长足进步，但是在工艺档案数据、工业环境下抗电磁和飞溅干扰、工业设计软件平台等方面存在较大的差距，需要进一步完善优化才能投入市场。（3）工件自动搬运。工件自动化输送线、气动或者电动移载设备、搬运机器人和外围设备等是最为常用的自动搬运设备。焊接自动线上下料常采用搬运机器人来实施，其效率高，柔性化程度也极高，然其成本较高；如果将其和外部轴驱动的行走机构配合一起使用，能够进一步扩大搬运机器人的工作范围，实现多个工位的自动化上下料操作；或者采用桁架机器人，或者采用AGV小车、堆垛机等实现多工位的自动化搬运和上下料操作。
        1.2生产线智能关键技术
        （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。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

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。
        2自动化焊接机器人生产线优化的策略
        2.1选择高水平专业人才
        机器人自动化焊接生产线包含了大量工业机器人变位机和夹具等设备，还包括PLC控制系统和智能信息化系统等，各种系统在实际操作过程中具有很高的专业性和综合性，对工作人员的专业性也有一定的要求，需要高水平的专业人士来操作。确保工作人员具备专业的理论知识和技能，能够满足机器人生产线的工作需求，将其作为设备研究的参考依据，做好防护工作，提升机器人焊接工作的效果。
        2.2切割件以及冲压件质量需要深度优化
        机器人自动化焊接生产线对切割件和冲压件精准度进行确定，并且对两者的要求很高，需要对切割件和冲压件的一致性进行分析，当机器人焊接工作完成后，可以实现焊道一致性的需求，并且对焊接间隙要求很高，所以在机器人焊接自动化生产线工作过程中，在焊接前期要对工序进行检查，为其提供高精度、高质量切割以及冲压设备等，做好切割优化和设备优化工作，使整个设备可以充分发挥内在优势，为整个机器人自动化生产提供先进的设备，确保所有工序都能够顺利进行，充分发挥机器人自动化焊接工作的效果。
        2.3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。
        结语
        总而言之，随着自动化以及智能化技术的迅速发展，机器人逐渐出现在不同行业和领域中，并取得了优异的成绩。在焊接过程中引入机器人，构成焊接自动化生产线，可以减少人工的工作强度和难度，可以有效提升焊接工作的整体质量和效率。针对机器人焊接自动化生产线的工作需求进行全面优化，为整个中国行业发展奠定基础。
        参考文献：
        [1]贾玉涛.自动化焊接机器人生产线优化探讨[J].科学与信息化，2017（25）：31.
        [2]李恒，张翅，黄智泉，等.中部槽机器人焊接生产线方案设计及应用[J].煤炭技术，2019，38（5）：189-192.