吳劍 顏鳳玲 徐旺雄

摘 ?要：隨著汽車制造業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車配件的生產(chǎn)加工被越來(lái)越多的企業(yè)所重視，為了實(shí)現(xiàn)汽車座椅的彈簧掛鉤在YR-500C單相交流電阻焊機(jī)上的自動(dòng)焊機(jī)，文章設(shè)計(jì)了一種新型的自動(dòng)化焊接工裝，方便快速地實(shí)現(xiàn)掛鉤的點(diǎn)焊作業(yè)，與市場(chǎng)上的焊接機(jī)器人相比可獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：彈簧掛鉤;焊接;自動(dòng)化;工裝

中圖分類號(hào)：U463.8 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2015）02-0017-02

隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，為了提高座椅的加工效率，降低加工成本，優(yōu)化和改進(jìn)其工藝工裝、是A企業(yè)亟待解決的大事。YR-500C單相交流電阻焊機(jī)可實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)點(diǎn)焊、凸焊等作業(yè)，但其工作量不飽滿，相反焊機(jī)機(jī)器人卻供不應(yīng)求，要提高座椅的產(chǎn)能需要對(duì)座椅的焊接工藝及焊接工裝做出相應(yīng)的工藝優(yōu)化，而其中的工裝夾具是焊接過(guò)程中不可缺少的基礎(chǔ)工藝元素。使用工裝夾具合理正確地安裝和固定待焊的零部件，是進(jìn)行零部件焊接的先決條件。夾具對(duì)零部件焊接工藝的質(zhì)量，焊接的生產(chǎn)率和成本有著直接的關(guān)鍵影響。

1 ?焊接方案設(shè)計(jì)

后座椅和中座椅的彈簧掛鉤長(zhǎng)度分別為1 100 mm和800 mm，掛鉤的間距卻是均等的90 mm，那么給兩種規(guī)格的座椅分別配置兩套快換的工裝，而拖動(dòng)工裝準(zhǔn)確動(dòng)作的動(dòng)力部分可以做成通用結(jié)構(gòu)，專用工裝是基于電阻焊機(jī)現(xiàn)有的工作空間鑲嵌進(jìn)去，按從中往兩側(cè)進(jìn)行對(duì)稱焊接的方式，一方面有效降低焊接應(yīng)力對(duì)座椅的形變影響，另一方面在保證座椅焊接質(zhì)量的前提下達(dá)到最快的焊接速率，為了消除系統(tǒng)累計(jì)誤差每焊接完一根，由PLC控制的伺服電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)自動(dòng)回到起始點(diǎn)（工作原點(diǎn)）位置，等待下一次命令的執(zhí)行，在整個(gè)焊接過(guò)程中按預(yù)設(shè)的電流加裝了系統(tǒng)報(bào)警器，防止焊點(diǎn)不牢或焊穿現(xiàn)象的發(fā)生。具體系統(tǒng)控制流程圖如圖1所示。

2 ?工作原理

總結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

當(dāng)需要開(kāi)機(jī)生產(chǎn)時(shí)，先更換座椅焊接工裝（8），上位機(jī)人機(jī)界面如圖3所示，選擇對(duì)應(yīng)座椅型號(hào)，把待焊鋼管放至工裝內(nèi)，并用彈性?shī)A頭夾持住待焊鋼管，彈簧片依次放至于焊接工裝的開(kāi)口槽內(nèi)，焊點(diǎn)起始位置也可根據(jù)需要隨機(jī)調(diào)整，上電開(kāi)機(jī)過(guò)程中焊接工裝按預(yù)設(shè)的程序先進(jìn)行回零動(dòng)作，系統(tǒng)正確回零之后，工作指示燈點(diǎn)亮，表示系統(tǒng)可以進(jìn)行循環(huán)啟動(dòng)，當(dāng)操作工人按下啟動(dòng)按鈕，伺服電機(jī)（1）帶動(dòng)的滾珠絲杠（3）由左、右、中的位置進(jìn)行移動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)指定點(diǎn)，定位脈沖輸出，焊機(jī)加壓頭電磁閥接通，同時(shí)焊機(jī)內(nèi)部電路導(dǎo)通，根據(jù)預(yù)設(shè)的焊接時(shí)間參數(shù)（見(jiàn)圖4），從焊接信號(hào)觸發(fā)開(kāi)始，加壓頭加壓至彈簧片上，由于工裝向下壓持，焊接工裝按鉸接桿（5）和鉸接座（6）組成的轉(zhuǎn)動(dòng)副向下傾斜，管壁透過(guò)工裝鏤空的孔接觸到焊機(jī)陰極，此時(shí)電流接通焊接，完成焊接后，加壓頭釋放，當(dāng)回到初始位置時(shí)，氣缸上的霍爾元件傳遞反饋信號(hào)至PLC，PLC進(jìn)行位置判斷和運(yùn)算后，計(jì)算下一節(jié)點(diǎn)輸出脈沖數(shù)，繼而帶動(dòng)滾珠絲杠副轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)軌座（10）連接的滑動(dòng)工作平臺(tái)（4）移動(dòng)至下一焊接點(diǎn)，進(jìn)行下一點(diǎn)的定位脈沖輸出，周而復(fù)始進(jìn)行循環(huán)作業(yè)。而焊接過(guò)程中所承受的氣缸壓力傳遞至2根直線導(dǎo)軌（11）上，保證了整個(gè)工裝的精度和穩(wěn)定性。

3 ?生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用

根據(jù)電阻焊機(jī)的廠方操作說(shuō)明以及焊機(jī)母材選擇，彈簧片焊接設(shè)置在數(shù)10個(gè)周期左右的時(shí)間內(nèi)完成，焊接時(shí)通過(guò)對(duì)焊接電流、加壓力以及通電電流時(shí)間來(lái)綜合決定最適用的組合條件，即焊接電流為額定電流的60%，約7 200 A，加壓力100 kg，而通電時(shí)間由電流上升時(shí)間，電流下降時(shí)間及電流保持時(shí)間三大部分累計(jì)25～40 ms進(jìn)行設(shè)定。電流分階段上升時(shí)間為通電開(kāi)始到達(dá)到設(shè)定電流的時(shí)間，這一時(shí)間區(qū)域的設(shè)置可防止飛濺、彈簧片接觸不焊時(shí)，的焊接可靠性、可獲得良好的焊接效果;電流下降時(shí)間為焊接電流終了至焊接電流為零時(shí)間，這一時(shí)間段使電流分階段降低防止驟冷引起裂紋（退火）;保持時(shí)間為通電終了至加壓頭開(kāi)放時(shí)的時(shí)間，焊后加壓頭仍壓著金屬的熔融部位，凝固壓接熔融部分并防止周圍產(chǎn)生熱影響區(qū)。焊接時(shí)序圖如圖4所示。根據(jù)電流接通時(shí)序圖，可進(jìn)行最優(yōu)參數(shù)組合，既可保證座椅焊接質(zhì)量，又可減少焊接飛濺對(duì)操作人員的影響。

4 ?結(jié) ?語(yǔ)

我國(guó)各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的工裝夾具的技術(shù)和應(yīng)用水平都還比較落后，工裝夾具行業(yè)的基礎(chǔ)也比較薄弱。而作為世界主要的制造產(chǎn)業(yè)基地，尤其是汽車制造業(yè)，給我們的工藝基本元素之一的工裝夾具提出了越來(lái)越高的要求和期望。

參考文獻(xiàn)：

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