焊接機(jī)器人在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著科技的發(fā)展，焊接機(jī)器人隨之誕生，所謂焊接機(jī)器人，就是從事焊接(包括切割與噴涂)的工業(yè)機(jī)器人，具有三個(gè)或更多可編程的軸，用于工業(yè)自動化領(lǐng)域，其主要工作就是替代焊接崗位的工人，主要優(yōu)勢是性能穩(wěn)定、工作空間大、工作效率高、負(fù)荷能力強(qiáng)等。焊接機(jī)器人與人力相比，不管是焊接質(zhì)量還是效率都會遠(yuǎn)高于人工。

焊接機(jī)器人的應(yīng)用很廣，例如：電子連接器、電腦數(shù)據(jù)線、汽車整車焊接、小型電子原件等。接下來工業(yè)機(jī)器人集成商無錫金紅鷹將為大家詳細(xì)介紹焊接機(jī)器人在機(jī)械制造、汽車及零部件、電子設(shè)備和航空航天四大領(lǐng)域的應(yīng)用。

一、焊接機(jī)器人在機(jī)械制造領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著機(jī)械制造行業(yè)焊接任務(wù)的加劇，焊接作業(yè)本來就存在勞動條件差，熱輻射較大，是一個(gè)危險(xiǎn)性較強(qiáng)的職業(yè)，機(jī)械制造中也有很多大型設(shè)備，這也加大了焊接的難度，焊接機(jī)器人是從事焊接工作的自動機(jī)械設(shè)備，解放了工人勞動強(qiáng)度，幫助機(jī)械制造領(lǐng)域提高自動化水平。

1、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工件的輕松焊接。工程機(jī)械制造行業(yè)中會出現(xiàn)很多非標(biāo)工件的焊接，傳統(tǒng)焊接容易導(dǎo)致焊接質(zhì)量不均勻，智能焊接機(jī)器人搭配焊接變位機(jī)進(jìn)行多方位靈活焊接，焊接變位機(jī)會對焊接機(jī)器人的靈活度進(jìn)行補(bǔ)償，提高焊縫的焊接精度，只需要根據(jù)行走路徑設(shè)置好編程，就可以實(shí)現(xiàn)輕松焊接。

2、提高焊接效率。隨著現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，工程機(jī)械制造行業(yè)也順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的潮流，提高生產(chǎn)效率的同時(shí)控制成本支出，其中焊接環(huán)節(jié)中需要既保證焊接質(zhì)量又能提高焊接效率，不然也會影響后續(xù)的生產(chǎn)進(jìn)程。

智能焊接機(jī)器人生產(chǎn)線更多地出現(xiàn)在了現(xiàn)代化生產(chǎn)車間中，實(shí)現(xiàn)二十四小時(shí)不間斷生產(chǎn)，大大提高了焊接效率，焊縫質(zhì)量均一性好，提高了產(chǎn)品的合格率。

3、控制成本支出。智能焊接機(jī)器人能夠代替人工進(jìn)行焊接生產(chǎn)，并且在焊接過程中智能控制焊接材料的下放，在完整填充焊縫的同時(shí)不會造成浪費(fèi)焊接材料的現(xiàn)象，減少了工程機(jī)械制造行業(yè)的人工成本和耗材成本，并且智能焊接機(jī)器人也提供了更多的工作崗位。

4、解放工人的勞動力。工程機(jī)械制造行業(yè)中多數(shù)是在車間中進(jìn)行工作，車間工作環(huán)境惡劣，會給工人造成職業(yè)病的危害，智能自動化程度比較高，焊接過程不需要人工參與，能夠?qū)⒐と藦姆敝氐淖鳂I(yè)中解放出來。

二、焊接機(jī)器人在汽車及汽車零部件領(lǐng)域的應(yīng)用

近幾年，為了適應(yīng)大眾的需求，汽車行業(yè)呈現(xiàn)多樣化發(fā)展，傳統(tǒng)焊接無法滿足汽車及汽車零部件制造的高焊接要求，焊接機(jī)器人可以針對焊縫實(shí)現(xiàn)精確焊接，下放剛剛好的焊材進(jìn)行填充，焊縫美觀且牢固，在很多現(xiàn)代化汽車生產(chǎn)車間里，已經(jīng)形成了焊接機(jī)器人流水線。

1.汽車車身裝焊

(1)電阻點(diǎn)焊

焊接機(jī)器人電阻點(diǎn)焊汽車車身裝焊包括車架、地板、側(cè)圍、車門及車身總成合焊等的裝配焊接，在裝焊生產(chǎn)過程中大量采用了電阻點(diǎn)焊工藝。據(jù)統(tǒng)計(jì)每輛汽車車身上，大約有3000~4000個(gè)電阻點(diǎn)焊焊點(diǎn)。在汽車車身裝焊工藝中，點(diǎn)焊工藝仍處于主導(dǎo)地位，焊接機(jī)器人電阻點(diǎn)焊技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了汽車車身制造的量產(chǎn)化與自動化。

在汽車車身裝焊生產(chǎn)線上使用的電阻點(diǎn)焊設(shè)備，主要有以下三類：

①懸掛式點(diǎn)焊機(jī)主要應(yīng)用于車身裝焊生產(chǎn)線上的定位焊工位，或者是用于焊點(diǎn)位置復(fù)雜(不宜實(shí)現(xiàn)自動化)部件的焊接。手工作業(yè)，自動化程度低。

②多點(diǎn)焊專機(jī)多點(diǎn)焊工藝的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，焊接變形小。其缺點(diǎn)是不能適應(yīng)于多種車型的生產(chǎn)，柔性差。

③點(diǎn)焊機(jī)器人點(diǎn)焊機(jī)器人在現(xiàn)代化車身裝焊生產(chǎn)線上被大量采用，可以提高裝焊生產(chǎn)的自動化程度，減輕操作者的勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，保證焊接質(zhì)量。點(diǎn)焊機(jī)器人主要用于車身裝焊的補(bǔ)焊工位、車身總成合焊工位等。而且，由于點(diǎn)焊機(jī)器人的采用，實(shí)現(xiàn)了車身裝焊的柔性化生產(chǎn)方式--多品種、少批量混線生產(chǎn)。

點(diǎn)焊機(jī)器人通常由機(jī)器人本體、機(jī)器人控制裝置、點(diǎn)焊鉗及電阻焊控制器控制器(時(shí)控器)構(gòu)成。

目前的點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用了以下先進(jìn)技術(shù)：

1、逆變焊接電源減小了焊接變壓器的重量和體積，將變壓器與焊鉗制成一體式機(jī)器人點(diǎn)焊鉗。一體式焊鉗的應(yīng)用，有利于點(diǎn)焊機(jī)器人在其運(yùn)動范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)軌跡運(yùn)動及姿態(tài)變化。采用逆變焊接電源還可以改善焊機(jī)的電氣性能，提高電源的熱效率，達(dá)到節(jié)能的目的。

2、焊鉗自動更換裝置通過模塊化設(shè)計(jì)，使機(jī)器人焊鉗與一次側(cè)水電氣配管的連接接口實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。在裝置裝有幾把不同形式的焊鉗，點(diǎn)焊機(jī)器人按照程序在幾秒鐘的時(shí)間內(nèi)就可以完成自動更換。實(shí)現(xiàn)焊鉗快速自動更換，達(dá)到使用一臺點(diǎn)焊機(jī)器人就能夠適應(yīng)車身各部位焊接的要求，也可適應(yīng)多品種車型生產(chǎn)的需要。

3、機(jī)器人控制系統(tǒng)采用該系統(tǒng)不僅可以控制機(jī)器人本體的運(yùn)動，而且，還可對電阻焊時(shí)控器進(jìn)行自動控制，發(fā)出焊接開始指令，自動控制和調(diào)整焊接參數(shù)(電壓、電流、加壓力、時(shí)間周波)，控制點(diǎn)焊鉗的大小行程及夾緊松開動作。同時(shí)，也具有自動故障診斷、報(bào)警等功能，例如：電極與被焊工件粘連、壓縮空氣氣壓過低時(shí)的故障報(bào)警。

(2)電弧焊

電弧焊汽車車身裝焊生產(chǎn)中，主要在車架、地板等的主焊工位進(jìn)行手工補(bǔ)焊作業(yè)，在副車架等分總成工件的焊接工位有孤焊機(jī)器人的應(yīng)用。

2.汽車零部件焊接

在汽車零部件的生產(chǎn)中廣泛地采用了點(diǎn)焊、凸焊、縫焊、對焊及電弧焊等焊接工藝。例如：橫梁總成托架點(diǎn)焊，傳動軸平衡片凸焊，汽車燃油箱縫焊，汽車輪圈連續(xù)閃光對焊，汽車轉(zhuǎn)向臂、消聲器、凈化器殼體的電弧焊等。

三、焊接機(jī)器人在電子設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用

電子設(shè)備領(lǐng)域?qū)附淤|(zhì)量要求比較高，隨著社會對電子設(shè)備需求的提高，電子設(shè)備在飛速發(fā)展的同時(shí)也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，焊接機(jī)器人可以在保證生產(chǎn)效率的同時(shí)穩(wěn)定焊接質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)對電子設(shè)備的精確焊接，比人工效率提升了三到四倍。

1、提高焊接精度。電子元件需要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確焊接，這對焊接機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)以及焊接精度有較高的要求，焊接機(jī)器人結(jié)構(gòu)緊湊，能夠根據(jù)細(xì)小焊縫自動尋位，可實(shí)現(xiàn)精細(xì)激光焊，焊接后的焊縫美觀且牢固，激光焊不需要焊接材料，節(jié)約焊接材料。

2、焊接靈活度高。用于電子行業(yè)中的焊接機(jī)器人使用六軸高強(qiáng)度輕型機(jī)器人，額定負(fù)載能力較小適用于完成標(biāo)準(zhǔn)弧焊工作。小型焊接機(jī)器人尺寸緊湊，能夠在任意空間中完成工作，可滿足不同焊接單元的組合應(yīng)用，在進(jìn)行連續(xù)工作中保證焊接重復(fù)精度，適應(yīng)于不同電子工件的焊接。

3、環(huán)境適應(yīng)性好。傳統(tǒng)的焊接工作容易對工人的身體造成傷害，長時(shí)間接觸會導(dǎo)致職業(yè)病，焊接機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)自動化焊接工作，代替人工在惡劣的環(huán)境中完成工作，焊接機(jī)器人對電子工件的焊接不會受外部環(huán)境的干擾，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定焊接工作。

4、安全性好。焊接機(jī)器人具備集機(jī)器人控制、運(yùn)動控制、焊接過程控制于一體的控制系統(tǒng)，能夠在焊接過程中協(xié)調(diào)各部分的功能，實(shí)現(xiàn)焊接的自動化，焊接機(jī)器人自身具備多種傳感器以及多種功能，出現(xiàn)焊接故障會發(fā)出報(bào)警信號，操作人員可以根據(jù)信號對其排除檢查。

四、焊接機(jī)器人在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用

在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中，機(jī)體的焊接組件近千件，涉及的零件近萬件，飛機(jī)的重要承力構(gòu)件較多的采用了焊接構(gòu)件，飛機(jī)機(jī)身在飛行過程中承受著較大的壓力，所以焊接要求較為嚴(yán)格，焊接機(jī)器人通過焊縫自動跟蹤技術(shù)靈活設(shè)置焊接參數(shù)，對飛機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確性焊接。

在航天領(lǐng)域中，焊接機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣，采用鋁合金、鈦金以及其他航天金屬進(jìn)行激光焊接、點(diǎn)焊、弧焊進(jìn)行焊接操作。將焊接機(jī)器人應(yīng)用在焊接工作中，能提高焊接效率與質(zhì)量，降低安全隱患、曲面焊接難度、焊接成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)約化生產(chǎn)。在實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)中，機(jī)器人焊接主要通過虛擬仿真技術(shù)與離線編程技術(shù)，進(jìn)而優(yōu)化焊接工序，提高焊接質(zhì)量。

審核編輯：湯梓紅