魏安平

（華菱星馬汽車（集團(tuán)）股份有限公司，馬鞍山 243000）

當(dāng)工業(yè)革命不斷深化和廣泛運(yùn)用的背景下，我國(guó)汽車行業(yè)的焊接技術(shù)正在向智能化、信息化、環(huán)保化的方向發(fā)展和邁進(jìn)，隨著汽車行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，汽車零部件生產(chǎn)面臨更多的商機(jī)和挑戰(zhàn)。我們要在現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人技術(shù)快速發(fā)展的前提下，思考和探索焊接機(jī)器人在汽車座椅生產(chǎn)中的應(yīng)用，更好地縮短汽車座椅零件產(chǎn)品的開發(fā)周期，降低生產(chǎn)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，更好地提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

1 焊接機(jī)器人技術(shù)

焊接機(jī)器人是一種極其典型的工業(yè)機(jī)器人，以焊接工作為主，并必要時(shí)進(jìn)行切割、噴涂等操作，是一種可重復(fù)編程、多功能的自動(dòng)控制設(shè)備?？梢栽跈C(jī)器的最后一個(gè)連接法蘭配置不同的執(zhí)行裝置和工具。機(jī)器人由軟硬件系統(tǒng)構(gòu)成，焊接裝置則分為點(diǎn)焊和弧焊裝置。焊接機(jī)器人的主要焊機(jī)方式為熔化極、非熔化極、釬焊、火焰切割、機(jī)器人點(diǎn)焊等。

2 焊接機(jī)器人在汽車座椅生產(chǎn)中的應(yīng)用分析

由于汽車座椅的生產(chǎn)材料大多是薄壁的板材零件，如果采用人工焊接的方式極易出現(xiàn)氣孔、夾渣、咬邊、裂紋、焊瘤、弧坑、焊穿等缺陷，而且人工焊接的勞動(dòng)強(qiáng)度極大、工作環(huán)境較為惡劣。為此，可以在汽車座椅生產(chǎn)過程中采用自動(dòng)化焊接方式，引入焊接機(jī)器人的技術(shù)和手段。將勞動(dòng)者脫離繁重、有毒的工作環(huán)境，也較好地提升汽車座椅骨架、總成尺寸的精度，確保汽車座椅生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和效率，滿足人們的乘坐舒適性、安全性需求。

2.1 汽車座椅骨架焊接工藝研究

汽車座椅骨架是汽車座椅總成中的核心零部件，其生產(chǎn)相對(duì)復(fù)雜和專業(yè)。汽車座椅生產(chǎn)的總體流程，如圖1所示。

圖1 汽車座椅生產(chǎn)總體流程

2.2 汽車座椅骨架焊接工藝

汽車座椅骨架的焊接工序較多，其焊接工藝流程如圖2所示。

圖2 汽車座椅骨架的焊接工序

在汽車座椅骨架的生產(chǎn)流程之中，要采用焊接機(jī)器人、鋼絲彎曲機(jī)等主要設(shè)備。要根據(jù)汽車座椅焊接的具體情況，添加點(diǎn)焊機(jī)器人、弧焊機(jī)器人，并采用雙工位設(shè)計(jì)模式，從而較好地保證生產(chǎn)節(jié)拍的需求，更好地提升焊接的效率。同時(shí)，在進(jìn)行汽車座椅骨架焊接的工位之中，還可以配置焊接胎夾具。對(duì)于焊接機(jī)器人來說主要采用氣動(dòng)夾緊模式，并配置相應(yīng)的快速更換接頭，可以根據(jù)生產(chǎn)工作的實(shí)際需求更換，較好地保證機(jī)器人焊接的精度和效率。另外，可以運(yùn)用叉車裝置和設(shè)備移動(dòng)原料，使之準(zhǔn)確快速地到達(dá)相應(yīng)的工位，并且，還要設(shè)置相應(yīng)的滑道，可以將總成的產(chǎn)品移送到存放區(qū)域。

2.3 焊接機(jī)器人工作站分析

在焊接機(jī)器人應(yīng)用于汽車座椅的生產(chǎn)之中，焊接機(jī)器人工作站是極其關(guān)鍵的部分，主要由OTC焊接機(jī)器人、OTC電源、送絲裝置及預(yù)熱裝置、變位機(jī)、OTC伺服變壓器、WID夾具、WID操作臺(tái)等構(gòu)成。具體的系統(tǒng)配置主要包括：

（1）總?cè)萘繛?0kVA的供電系統(tǒng)。

（2）供氣系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)之中，空氣壓縮流量要大于300L/min，壓力要達(dá)到0.5MPa，同時(shí)還要過濾出水及油體。

（3）機(jī)器人控制裝置及接口。焊接機(jī)器人的操作間由線纜實(shí)現(xiàn)連接，在配置相應(yīng)的送絲裝置的條件下，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接機(jī)器人的控制。可以引出機(jī)器人的6軸伺服電機(jī)碼盤信號(hào)電纜及動(dòng)力電纜，與航空插座相對(duì)接；引出焊接機(jī)器人的外部伺服對(duì)應(yīng)的信號(hào)和動(dòng)力電纜，與電機(jī)航空插座相對(duì)接。并將機(jī)器人的輸出輸入接口與可編程設(shè)備相對(duì)接，可以使系統(tǒng)處于預(yù)設(shè)狀態(tài)。

機(jī)器人工作站的主要工作機(jī)制和原理，具體包括以下內(nèi)容：

（1）明確示教軌跡。要預(yù)先對(duì)機(jī)器的示教程序進(jìn)行軌跡設(shè)定，校準(zhǔn)焊槍及基準(zhǔn)點(diǎn)的位置，做好示教的程序編寫，在PLC裝置及示教程序的共同管控下實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，焊接機(jī)器人控制器內(nèi)部的交流伺服單元可以控制變位機(jī)。

（2）優(yōu)化焊接參數(shù)。在焊接機(jī)器人應(yīng)用于汽車座椅骨架的過程中，要考慮到汽車座椅的骨架厚度不一致的現(xiàn)象，采用分區(qū)段設(shè)置電弧電壓、焊接電流的措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同地點(diǎn)的焊接速度的設(shè)置，以有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接終端及熄弧過程的管控。同時(shí)，要在焊接操作之前重置用戶坐標(biāo)系，準(zhǔn)確地感應(yīng)和探測(cè)需要焊接的工件位置，確定其水平位及垂直位，并在焊接系統(tǒng)中進(jìn)行自動(dòng)校正和調(diào)整，以規(guī)避位置不準(zhǔn)確而引發(fā)的焊接問題，較好地保證焊接的精度。值得一提的是，焊接機(jī)器人具有極高的再現(xiàn)精度，可以對(duì)于相同的焊接元件重復(fù)同樣的焊接程序，從而減少示教過程，極大地提高了生產(chǎn)效率。

2.4 焊接機(jī)器人的輕量化設(shè)計(jì)應(yīng)用

為了更好地提升焊接機(jī)器在汽車座椅中的生產(chǎn)應(yīng)用，還要對(duì)焊接機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行適宜的輕量化優(yōu)化和設(shè)計(jì)。在確保機(jī)器原有的負(fù)載能力不變的前提下，利用機(jī)電一體化的思想，多采用一些模塊化的輕型旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，可以較好地保證焊接機(jī)器人生產(chǎn)中的靈活性和輕量化。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，在汽車行業(yè)零部件的生產(chǎn)應(yīng)用過程中，可以引入焊接機(jī)器人的先進(jìn)裝置和流程。通過不斷優(yōu)化和改進(jìn)焊接機(jī)器人在汽車座椅骨架焊接的工藝和工裝，更好地提升汽車座椅的生產(chǎn)加工效率，降低生產(chǎn)作業(yè)成本，提升汽車座椅生產(chǎn)的整體產(chǎn)品質(zhì)量。