焊接机器人在汽车座椅骨架焊接中的应用分析

2018-11-21李金平

建材与装饰 2018年44期

李金平

（江铃汽车集团奥威汽车零部件有限公司江西南昌 330000）

引言

汽车在我国现代社会当中十分普及，其余城市生活已经紧密的联系在一起，在此前提下人群对于汽车质量与数量的要求都急剧上升，传统的人工作业模式，已经无法满足当下需求，所以汽车制造行业需要不断发展，朝向自动化、信息化、安全化的方向前行。焊接机器人作为一项先进度较高的成熟技术，其在汽车作业骨架焊接当中的理论应用价值很高，本文为了证实此点，将对其具体技术水平与应用优势、在汽车座椅骨架焊接中的应用进行分析。

图1 汽车座椅骨架的焊接工序

1 焊接机器人技术水平

在现代视角之下，对焊接机器人技术水平进行分析。首先焊接机器人就是针对工业生产领域而出现的，所以可以将其定义为工业机器人，功能类型上主要以焊接工艺为主，次要还能进行简易的切割、喷涂工作。宽泛来说，机器人技术就是一项模拟人类行为，并借助零件、高性能芯片等来提高性能的技术，所以焊接机器人就是模拟人工焊接行为的机器人，在应用当中，焊接机器人能够进行熔化极、非熔化极、钎焊、火焰切割、机器人点焊等操作，并且具备两种运作模式，即自动模式与遥控模式，其中自动模式是通过人工预先设定的程序，使得机器人无限循环该程序，无需人工进行管理，该模式比较适合在统一流水线作业当中，而遥控模式则是一种在人工管理之下，对机器人进行远程调整，使其做出相应的举动，这种模式能够适应动态变化较大的作业当中[1]。

其次，在汽车座椅骨架焊接中，焊接机器人的应用体现出了巨大的优势。具体来说，焊接机器人能够顶替传统人员作业，那么焊接当中的危险因素就不会对人工造成影响，说明汽车座椅骨架焊接工作的安全性得到了提高；焊接机器人的介入使得人工不需要进行实操，那么人工的工作负担也会大大降低；焊接机器人的性能优异，其远超人体的各项机能，所以可以加快汽车座椅骨架焊接的效率，满足现代生产数量需求；焊接机器人因为受程序控制，其精确性将会达到一个人类本身难以企及的水平，有利于现代生产质量要求。关于焊接机器人的优势表现还有很多，但通过上文分析，已经足以证明其在汽车座椅骨架焊接当中的重要地位。

2 焊接机器人在汽车座椅骨架焊接当中的应用

2.1 汽车座椅骨架焊接要求

为了构建分析基础，先对汽车座椅骨架焊接的要求进行阐述。汽车座椅骨架即为汽车作业的形状框架与外壳支撑零件，在整个汽车座椅组成当中占据核心地位，骨架的生产过程相对复杂，例如在焊接工艺前后，还要进行骨架结构构件冲压、骨架涂装、骨架组装等工艺，在这些工艺当中，对骨架组件的质量、角度精确性、材料性能等质量指标都有严格的要求，如果这些质量指标当中有任意一项出现不足，都会导致汽车作业的质量缺损，可能引发一系列安全事故[2]。

骨架焊接的工序十分复杂，大体可以分为10项，即调角器与座盆组焊、弹簧组装、后靠套管组焊、分总成焊接、座椅总成焊接、调角器弹簧预紧、弯管与插管组焊、分总成与拉杆组焊、分总成补焊、检测，具体工艺流程按顺序排列如图1所示。

2.2 焊接机器人的应用结构

对焊接机器人的应用结构进行分析，此部分主要可以分为2个部分，即焊接机器人工作站、焊接机器人优化设计，下文将对此两个部分进行逐一分析。

（1）焊接机器人工作站。焊接机器人工作站是监控焊接机器人的重要组件之一，可以将其视为机器人的控制终端，其主要有焊接机器人、电源、送丝装置、预热装置、变位机、伺服变压器、WID夹具、WID操作台组成，在这些组件的运行之下，才能实现焊接机器人的自动化、遥控模式应用与切换，使焊接机器人的应用具有较高的可靠性。在工作站系统的配置当中，有3项配置是无可避免的，即供电配置、供气装置、控制装置与接口，其中供电装置主要可以采用30kVA左右的供电系统；供气装置需要的供气量不可低于300L/min，供气压力不可低于0.5MPa；控制装置与接口主要采用线缆来连接焊接机器人与工作站，再依靠送丝装置的配置，实现工作站端对焊接机器人的控制。

（2）焊接机器人优化设计。目前，在汽车座椅骨架焊接工作当中，对于焊接机器人的优化设计主要朝向轻量设计方向发展，因为早期的焊接机器人重量过大，使得其驱动力的发挥受到了限制，连带机器人的运作效率受到阻碍，与此同时还因为电力相关的影响，使得机器人时常出现坏损现象，所以为了提高焊接机器人在汽车座椅骨架焊接当中的应用质量，有必要进行轻量设计工作。此外，轻量设计工作的原则在于，在不影响机器人运作效率与负载能力的前提下，降低机器人本身的重量，如果违背此原则则视为失败的设计。

2.3 焊接机器人应用方式

在汽车座椅骨架焊接工作当中，首先要重视焊接的具体要求，之后进行机器人功能选型，例如选择焊机器人、弧焊机器人等，之后借助现代化的双工位设计形式，将相应类型的机器人安装在工位上，并对机器人的运作节奏进行设置，此时通过流水线传输，即可使不同的机器人准确的发挥自身的能效。关于机器人运作节奏的设置，即假设焊接机器人A、B为两种不同类型的焊接机器人，那么根据焊接工艺，将A的运作节奏定为每1min/次，每次持续时长1.5min，并在1.7min之后通过流水线传输会到达B处，此时B的运作节奏就不可以低于1.7min，原则上也不能超过太多，否则会降低效率。