汽車底盤件機器人柔性焊接生產線
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圖４ 副車架雙機器人焊接工作站平面布局圖
1、機器人焊接夾具采用標準化、模塊化設計，電控氣動夾緊的定位方式。由人工裝卸工件，操作完畢，發(fā)出允許工作的信號后自動控制夾緊、放松動作；
2、采用標準接口，水、電、氣采用快換接頭，滿足柔性生產的要求；
3、左右控制臂總成、副車架及左右后拖曳臂總成三種工件的共同特點就是焊縫長度長、數量多。由于焊接時有大量的熱輸入，如果夾具設計不合理，焊接后會產生很大的焊接變形，影響尺寸精度。因此如何控制焊接變形是焊接夾具設計的關鍵。在夾具設計時采用以下幾個措施：
（1）在長焊縫的定位夾緊部位采用整體銅材，并通水冷卻，提高夾具的散熱效果；
（2）采用具有自鎖功能的壓氣缸；
（3）副車架殼體由高強鋼沖壓而成，難免有很大的彈性變形，在總成夾具中采用TOX氣－液轉換缸壓緊，保證足夠的壓緊力；
（4）為了裝卸工件方便，保證裝卸工件時有很大的開敞性，將夾具體安裝在滑動導軌上，通過氣缸帶動，工件安裝好后，焊接時夾具體自動滑入壓緊區(qū)壓緊，焊接完成后夾具自動打開，夾具體滑出到裝卸工位。
機器人焊接工作站的控制系統(tǒng)
PLC控制系統(tǒng)用于機器人系統(tǒng)及其周邊裝置的協(xié)調與控制，可實現(xiàn)參數設定、系統(tǒng)編程、工作狀態(tài)顯示及故障報警顯示。
PLC采用SIMATIC S7-300，通過Profibus DP總線與夾具上兩個ET200S遠程I/O模塊互聯(lián)。采用這種結構既可減少現(xiàn)場接線，又可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；同時由于ET200S具有熱插拔和易于擴展的特點，使系統(tǒng)擴展和維護非常方便。其中一個ET200S模塊用于夾具信號連接及動作控制，另一個ET200S模塊用于夾具自動識別（通過短路線短接不同的輸入信號區(qū)別不同的夾具，簡單又可靠），通過HMISIMATIC-TP-170B觸摸屏作為人機界面，實時顯示系統(tǒng)各部分的狀態(tài)，提高系統(tǒng)診斷和故障排除速度。
焊接生產線的特點
在生產線的設計過程中，生產線的柔性和安全性是兩個重要的原則。
1、生產線的柔性，主要體現(xiàn)在下列幾個方面：
（1）所有焊接設備及工裝夾具具有互換性、通用性，通過更換夾具即可快速實現(xiàn)多種產品的生產要求，更換時間不超過10min；
（2）機器人工作站具有互換性、通用性，整個焊接區(qū)有一個公用底板，底板上各方向均設有標準5噸叉車搬運孔，易搬運；
（3）工裝夾具與安裝支座連接標準化，水、電、氣等采用標準快速連接，以適應柔性生產的要求；
（4）柔性控制。更換不同夾具時，只需要在觸摸屏上選擇相應的工件號即可，通過與夾具自動識別系統(tǒng)進行比較，如果相同，則自動調用焊接程序，如果選擇錯誤，則報警提示。
2、生產線的安全性設計主要體現(xiàn)在下列幾個方面：
（1）采用封閉式機器人焊接防護房，配有焊接煙塵凈化裝置；
（2）機器人程序啟動采用雙手按鈕；
（3）焊接房安裝有自動卷簾門，焊接時關閉，防止焊接弧光對人員的傷害，在門的上下分別設有到位開關以檢測門的工作狀態(tài)（開/關），同時在門的開關兩個位置分別設有位置鎖（防止松動裝置及門的誤動作）；
（4）在自動卷簾門內地面300mm高度設有安全光幕，采用30°傾斜布置，光幕長度600mm，在自動工作狀態(tài)下，如有人進入焊接房或在夾具操作位置有人，機器人及變位機自動停止運轉。
通過對機器人周邊裝置及控制系統(tǒng)的柔性設計，焊接機器人的柔性特點會得到更充分的發(fā)揮，從而滿足日益加劇的多品種、小批量的生產要求，為企業(yè)參與激烈的市場競爭提供有利的加工手段。(end)
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