第三章 车身装配焊接生产线
§ 3.1 焊接生产线基础
§ 3.2
车身装焊生产线
一、贯通式装焊线
一、焊接生产线的组成 二、焊接生产的类别和特点
1.固定式装焊：单件生产 2.简易的装焊线：适用于小批量生产 3.多工位流水式装焊线：中、大批生产
三、焊接生产线基本要求
由固定装配台，悬挂式点焊机及间隙式双轮链式传动机构组成。 全线有六个工位，四个装焊台，一个电弧焊转台、一个翻转电弧焊台。 线上配有16台悬挂式点焊机和两台直流弧焊机。生产节奏为4min/辆， 全线共18－20人。工作内容： 1工位：地板总成、前、后围骨架总成装焊到一起，以地板及门洞定 位，点10点，再装门铰 2工位：电弧焊工位，设有顶起及回转夹具。骨架总成加强处的焊接。 3工位：焊接地板和发动机挡板连接处。 4工位：覆盖件装焊工位，前围（上、左、右盖板总成）、顶盖总、下 后围及风窗支柱等装配到驾驶室骨架总成上，并焊接门洞及前风窗口 的焊点。 5工位：装配焊接左、右门槛总成，并焊接后风窗口，前围盖板和发动 机挡板连接处，下后围和地板连接处。 6工位：翻转90o，焊接门槛和前、后围连接处，并用电弧焊加固地板连 接板、发动机挡板和地板处。
二、环形线装焊线 一次性装配定位，装焊件与夹具一起运动，夹具又叫随行 夹具。夹具易调整，质量稳定，但夹具数量多，且电、气、 液等动力连接问题复杂，造价很高。 环形装焊线 ①地下环形 节省车间面积，造价高
②地面环形 占地面积大，造价低
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③转台式装焊线 转台式装焊线适于轻的、工位少的中小型件装焊
④ “门框 ”式装焊线 用于轿车，装左右侧围 “门框 ”式特点： （ 1）大大简化了车身装焊线夹具 （ 2）侧围、车身调整都集中在一起，同步生产，节省面积 （ 3）从侧围到组装只需一次定位，保证质量精度 （ 4）适应车身的改进改型时，只顺换侧围 “门框 ”，而不需 更换随行夹具
三、柔性装焊线
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§ 3.3
车身装焊生产线的发展趋势
机器人装焊 用计算机控制，机器人操作 优点： 1.由于机器人的动作是可编程序的，因此改型生产的适应性 好 2.机器人可以焊一些人工不易焊的部位，即节省了人力、又 提高了自动化程度 3.点焊质量稳定、焊点的点距规则
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SBA(Steel Beam Assembler)-H型智能钢装配焊接生产线 钢结构企业，无论轻钢、重钢还是装配式钢结构，其梁（H型钢梁、箱型梁）、柱（H型钢柱、箱型柱、圆管柱）上面都要焊接上各种加劲板、连接板、牛腿等各种部件，这些作业需要在工厂严格按照设计图纸预制，然后到工地现场组装连接。 在钢构件生产制作过程中，焊接作业占有很大比例。H型钢成型焊接如平腹板H型钢的埋弧自动焊、波浪腹板H型钢的气保焊，因为其焊接过程自动化程度较高，生产节拍好计划也好控制。但往H型钢上面焊接加劲板、连接板、牛腿等装配焊接作业因为焊接量大，通常又都是人工组对焊接，则很难计划其生产节拍，只能根据实际进度调整人力的投入量和加班时间。该环节的大量的焊接作业往往成为钢构企业生产进度的瓶颈，影响交货周期的原因十之八九出在这里。 人力成本的高企越来越让企业感到难以承受，但又无法回避。而焊接工的成本尤其沉重和直接，按天计酬，几百块一天，且人员流动大，企业管理成本也必然因此增加。现状如此，企业只有叹息，残喘招架。 工业4.0、工业制造2025、机器人换人、工业化生产的概念可谓应运而生，现状逼迫企业要么转型要么升级。转型谈何容易，小企业具备游击式灵活，但已成规模的企业船大难掉头，往往就只有升级这一条路可走，不走就死，走了可能暂时困难，但前景光明。 本人带着如何实现钢结构的智能化生产这样一个课题去欧洲考察。在波兰看到了奥地利之门(Zeman)公司生产的SBA的生产过程，顿时眼前一亮。钢结构智能化生产是可以实现的。H型钢装配焊接作业能实现机器人换人。能做到提高效率和精度，又能降低人力成本。希望国内装备制造企业能尽快研发出SBA类的产品，以促进钢结构企业的顺利升级。
机器人焊接成套装备及其自动化生产线项目工程技术方案 一、工艺技术方案的选用原则 1、对于机器人焊接成套装备及其自动化生产线生产技术方案的选用，遵循“技术上先进可行，经济上合理有利，综合利用资源”的进步原则，采用先进的集散型控制系统，由计算机统一控制整个生产线的各工艺参数，使产品质量稳定在高水平上，同时可降低物料的消耗。严格按行业规范要求组织生产经营活动，有效控制产品质量，为广大顾客提供优质的产品和良好的服务。 2、在工艺设备的配置上，依据节能的原则，选用新型节能型设备，根据有利于环境保护的原则，优先选用环境保护型设备，满足该机器人焊接成套装备及其自动化生产线项目所制订的产品方案的要求。 3、根据该机器人焊接成套装备及其自动化生产线项目的产品方案，所选用的工艺流程能够满足该机器人焊接成套装备及其自动化生产线项目产品的要求，同时，加强员工技术培
训，严格质量管理，严格按照工艺流程技术要求进行操作，提高产品合格率。 4、遵循“高起点、优质量、专业化、经济规模”的建设原则。积极采用新技术、新工艺和高效率专用设备，使用高质量的原辅材料，稳定和提高产品质量，制造高附加值的产品，不断提高企业的市场竞争力。 5、项目建设贯彻“三同时”的原则，注重环境保护、职业安全卫生、消防及节能等各项措施的落实。 二、工艺技术方案 （一）工艺技术来源及特点 该机器人焊接成套装备及其自动化生产线项目生产工艺技术拟采用国内成熟的生产工艺，生产技术通过生产技术人员和研发技术人员制定。拟采用的技术具有能耗低、高质量、高环保性的特点，项目所生产的产品已经得到国内外市场很好认可。 （二）技术保障措施 该机器人焊接成套装备及其自动化生产线项目从设计、施
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910272901.9 (22)申请日 2019.04.04 (71)申请人 重庆元创自动化设备有限公司 地址 401120 重庆市渝北区回兴街道银锦 路66号 (72)发明人 陈俊彰 (74)专利代理机构 重庆强大凯创专利代理事务 所(普通合伙) 50217 代理人 隋金艳 (51)Int.Cl. B23K 31/02(2006.01) B23K 37/00(2006.01) B25J 15/02(2006.01) B25J 15/08(2006.01) (54)发明名称白车身自动化焊接生产线(57)摘要本发明涉及汽车生产技术领域，具体为一种白车身自动化焊接生产线，包括运输线和若干工位，所述工位设有工位机器人，所述工位机器人设有机器人抓手，所述工位还设有抓手架、焊枪架和固定架，所述抓手架上设有辅助抓手，所述焊枪架上设有焊枪，所述机器人抓手用于与辅助抓手连接并控制辅助抓手抓取工件并移动至拼装位置，所述机器人抓手还用于与焊枪连接并通过焊枪进行焊接作业，所述固定架用于固定辅助抓手。本发明提供的白车身自动化焊接生产线，可以有效的提高机器人的利用率，减少拼装固定工件所需的机器人数量，进而降低生产线的成 本。权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 109909632 A 2019.06.21 C N 109909632 A
权 利 要 求 书1/1页CN 109909632 A 1.白车身自动化焊接生产线，包括运输线，运输线上设有拼装位，拼装位两侧设有若干工位，其特征在于：所述工位设有工位机器人，所述工位机器人设有机器人抓手，所述工位还设有抓手放置架和焊枪架，拼装位上设有固定架，所述抓手放置架上设有辅助抓手，所述焊枪架上设有焊枪，所述机器人抓手用于与辅助抓手连接并控制辅助抓手抓取工件并移动至拼装位，所述机器人抓手还用于与焊枪连接并通过焊枪进行焊接作业，所述固定架用于固定辅助抓手。 2.根据权利要求1所述的白车身自动化焊接生产线，其特征在于：所述工位还包括补焊工位，所述补焊工位用于供工作人员对工件进行人工补焊。 3.根据权利要求1所述的白车身自动化焊接生产线，其特征在于：还包括牵引装置，所述牵引装置用于抓取和安装工件。 4.根据权利要求3所述的白车身自动化焊接生产线，其特征在于：所述牵引装置，包括驱动装置、轨道以及滑动设置在轨道上的托架，所述驱动装置用于驱动所述托架沿着轨道滑动，所述托架上设有升降机构，升降机构上设有安装架，安装架上设有顶部辅助抓手。 5.根据权利要求4所述的白车身自动化焊接生产线，其特征在于：所述升降机构包括设置在托架上的皮带轮、皮带以及驱动皮带轮转动的升降电机，所述皮带的一端与安装架连接。 6.根据权利要求5所述的白车身自动化焊接生产线，其特征在于：还包括侧围供货抓手，所述安装架上设有顶部抓手，所述顶部抓手用于抓取和连接顶部辅助抓手或侧围供货抓手。 7.根据权利要求6所述的白车身自动化焊接生产线，其特征在于：所述辅助抓手、侧围供货抓手、顶部辅助抓手均包括抓手架，抓手架上均设有控制接口和多个固定抓手，所述控制接口用于与机器人抓手或顶部抓手连接，所述工位机器人或顶部抓手通过控制接口传输控制信号，控制固定抓手动作。 8.根据权利要求7所述的白车身自动化焊接生产线，其特征在于：所述辅助抓手、侧围供货抓手、顶部辅助抓手还均包括控制器，所述控制器与所述控制接口信号连接，所述固定抓手包括抓手本体、活动指和驱动电机，所述活动指铰接在抓手本体上，所述活动指与驱动电机的输出轴传动连接，所述驱动电机与控制器信号连接。 9.根据权利要求1所述的白车身自动化焊接生产线，其特征在于：还包括后台服务系统和监控终端，所述后台服务系统与工位机器人以及顶部抓手均信号连接，所述后台服务系统用于采集工位机器人以及顶部抓手的工作状态并发送给向监控终端，所述监控终端用于显示各个工位机器人以及顶部抓手的工作状态。 10.根据权利要求1所述的白车身自动化焊接生产线，其特征在于：所述工位还包括地板焊接工位、侧围焊接工位、纵梁焊接工位以及车门焊接工位。 2
焊接自动化设备方案编号：20090625-002 项目名称：货架托盘自动化组装焊接生产线 甲方名称：南京众飞金属轧制有限公司 乙方名称：广州励进新技术有限公司 联系地址：广州市花都区新华工业区大布路40号励进公司工厂广州励进新技术有限公司 2009年6月26日
一、设备能力 该设备能够满足托盘某种货盘托架的自动组装和焊接，该货盘托架尺寸见图纸，1200*1000，1000*1200。 设备生产能力为1000件/班（8小时）。 二、设备组成 设备由波板输送线、包边板输送线、自动组装工位、自动焊接工位、自动下料工位。 1.波板输送线: 该输送线简单采用可回转式皮带传动，设备光电元件自动检测，将工件进行自动排列（根据自动程序进行5列、6列）。该线具有自动纠错、尺寸超出偏差自动报警功能。 2.包边板输送线: 该输送线简单采用可回转式皮带传动，设备光电元件自动检测，将工件进行正确抓取，放入夹具中。该线具有自动纠错、尺寸超出偏差自动报警功能。 3.自动组装线: 将各组装件进行正确组装，在压入口进行导向，装入后导向退出，然后进行压入，保证装夹后的尺寸正确。 4.自动焊接工位: 焊接工位分为并行点焊工位和自行点焊工位两个工位，波板拼焊采用平行的五支焊枪进行点焊，包边板采用上下两对焊枪分别进行焊接，整台设备含9台焊接电源和9支焊枪。具有自动起弧、自动关弧、焊丝用完、焊丝断丝等自动诊断、自动报警功能。
5.自动下料工位: 下料位为双工位，采用龙门式平行运动机械手进行工件的抓取和堆放，具有计数、放满自动转换放料架，提示等功能。 三、设备运行 1.按启动按钮，把波板排好在波板输送线，把包边板排好在包边板输送线夹具 上。 2.波板输送线上的光电元件检测到5件(6件)波板，输送带转动把5件（6件） 送到第二工位。 3.第二工位的检测元件检测到5件（6件）波板，压入导向组件在压入口进行 （包边板装配）导向，装配气缸将包边板压入装配好，压入导向组件退出。 4.上下横缝焊枪起弧点焊，把两侧包边板与波板上下分别点焊好，同时5把（或 4把）纵缝焊枪把波板与波板点焊好。全部点焊好后焊枪复位。 5.输送带将全部点焊好的货架移至第三工位，检测元件检测到货架后，机械手 把货架提起，放至放料架，放满后自动转换放料架。 四．设备元件 1．机械部份： a.导向采用台湾品牌HINWIN的导轨。 b.驱动采用日本的信浓的伺服电机。 c.气动元件采用SMC的气缸，电磁阀等。 2. 电器部份： a. 采用我厂自主研发的控制系统，具有性能稳定，操作简单等特点。
工业机器人在汽车焊接中的应用焊接技术作为制造业的传统基础工艺与技术，在工业中应用的历史并不长，但它的发展却是非常迅速的。焊接机器人是在工业机器人基础上发展起来的先进焊接设备，是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人，主要用于工业自动化领域，其广泛应用于汽车及其零部件制造、摩托车、工程机械等行业，在汽车生产的冲压、焊装、涂装、总装四大生产工艺过程都有广泛应用，其中应用最多的以弧焊、点焊为主。 典型的焊接机器人系统有如下几种形式：焊接机器人工作站、焊接机器人生产线、焊接专机。焊接机器人系统一般适合中、小批量生产，被焊工件的焊缝可以短而多，形状较复杂。柔性焊接线特别适合产品品种多，每批数量又很少的情况下采用。焊接专机适合批量大、改型慢的产品，对焊缝数量较少、较长，形状规矩的工件也较为适用，至于选用哪种自动化焊接生产形式，需根据企业的实际情况而定。 在汽车领域的典型应用 纵观整个汽车工业的焊接现状，不难分析出汽车工业的焊接发展趋势为：发展自动化柔性生产系统。而工业机器人，因集自动化生产和灵活性生产特点于一身，故轿车生产近年来大规模、迅速地使用了机器人。在焊接方面，主要使用的是点焊机器人和弧焊机器人。特别是近几年，国内的汽车生产企业非常重视焊接的自动化。如一汽引进的捷达车身焊装车间的13条生产线的自动化率达80%以上，各条线都由计算机(可编程控制器PLC-3)控制，自动完成工件的传送和焊接。焊接由R30型极坐标式机器人和G60肘节式机器人共61台进行，机器人驱动由微机控制，数字和文字显示，磁带记录仪输入和输出程序。机器人的动作采用点到点的序步轨迹，具有很高的焊接自动化水平，既改善了工作条件，提高了产品质量和生产率，又降低材料消耗。 类似的高水平的生产线，在上海、武汉等地都有引进。但这些毕竟还远不能适应我国民族汽车工业迅速发展的需要，我们必须坚持技术创新，大力加速发展高效节能的焊接新材料、新工艺和新设备，发展应用机器人技术，发展轻便灵巧的智能设备，建立高效经济的焊接自动化系统，必须用计算机及信息技术改造传统产业，提高档次。 新松机器人深度服务汽车行业大市场 作为国内唯一的“机器人国家工程研究中心”，新松机器人自动化股份有限公司从事机器人及自动化前沿技术的研制、开发与应用。其系列机器人应用主要涵盖点焊、弧焊、搬运、装配、涂胶、喷涂、浇铸、注塑、水切割等各种自动化作业，广泛应用于汽车及其零部件制造、摩托车、工程机械、冶金、电子装配、物流、烟草、五金交电、军事等行业。目前，机器人系列技术及应用、自动化成套技术装备、仓储物流自动化技术装备已形成新松公司三大主导产业领域，旨在为用户提供卓越的技术和服务。迄今已累计向市场推出了800多台机器人系统，是市场上极具竞争力的“机器人及自动化技术和服务”解决方案提供商，也是国内进行机器人研究开发与产业化应用的主导力量。 新松公司的机器人产业应用主要是承担各类汽车车身自动冲压线、白车身焊装线、汽车总装线、发动机装配线、工装夹具及输送系统的设计制造；焊装线钢结构、管网工程的设计制造；焊装线工艺设计、平面布置、机器人选型、机器人用自动焊钳设计与选型、非标机
汽车车身自动化焊接生产线 1．前言 A3车型是奇瑞公司的战略转型车型，为打造五星安全品质，对该车型提出更加苛刻的质量要求。焊装车身的制造水平提高依赖于先进的焊接设备，公司引进柯马公司的自动化生产线，完成车身下部和车身总成的焊接任务，以符合更高的焊接质量要求。 第一部分 A3自动化生产线设计纲领 第二部分电气控制系统 第三部分点焊机器人系统 第四部分其他系统 4.1滚床系统 4.2OPENGATE 4.3机械化输送悬链和BUFFER 4.4车型识别和生产管理系统 4.5激光检测系统 4.6安全系统 第一部分A3自动化生产线设计纲领 主要负责A3三厢和A3两厢两种车型白车身总成的生产，下部线和主焊线是混线自动化生产线，年产能约为20万辆。 车身下部线完成发动机仓、前地板、后地板等总成零件的拼装焊接工作，适应车身下部高强度的焊接要求。主要由27台机器人完成焊接工作、零件抓取，整条线还包括自动化输送悬链，零件缓存器。 主焊线主要是完成车身下部、侧围、顶盖、包裹架等总成的拼装焊接工作。由滚床、OPENGATE、和31台机器人组成。 主焊线OP130工位为在线激光检测系统，由4台机器人带动激光检测系统，对车身尺寸关键点进行在线检测。 第二部分电气控制系统 A3自动化生产线共有两个部分组成,分为车身下部线和主焊线,有5条空中输送线,工艺流程为发动机仓、前地板、后地板分别由3条输送线输送至车身下部线，车身下部经空中输送至主焊线，然后通过空中输送线输送至调整线。 整条生产线有车型识别系统一套，辊床一套、涂胶设备8套、COMAU机器人62台，采用SICK的安全保护设备，采用带有安全集成功能的CPU 416F-2的西门子PLC。控制部分的采用工业以太网和PROFIBUS（现场总线）连接，见图控制部分示意图。
焊接机器人 焊接机器人定义 焊接机器人是指具有三个或三个以上可自由编程的轴，并能将焊接工具按要求送到预定空间位置，按要求轨迹及速度移动焊接工具的机器。包括弧焊机器人、激光焊接机器人、点焊机器人等。 焊接机器人的组成 焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分。机器人由机器人本体和控制柜（硬件及软件）组成。而焊接装备，以弧焊及点焊为例，则由焊接电源，（包括其控制系统）、送丝机（弧焊）、焊枪（钳）等部分组成。对于智能机器人还应有传感系统，如激光或摄像传感器及其控制装置等。图1a、b表示弧焊机器人和点焊机器人的基本组成。 接机器人生产线 焊接机器人生产线比较简单的是把多台工作站（单元）用工件输送线连接起来组成一条生产线。这种生产线仍然保持单站的特点，即每个站只能用选定的工件夹具及焊接机器人的程序来焊接预定的工件，在更改夹具及程序之前的一段时间内，这条线是不能焊其他工件的。 另一种是焊接柔性生产线（FMS-W）。柔性线也是由多个站组成，不同的是被焊工件都装卡在统一形式的托盘上，而托盘可以与线上任何一个站的变位机相配合并被自动卡紧。焊接机器人系统首先对托盘的编号或工件进行识别，自动调出焊接这种工件的程序进行
焊接。这样每一个站无需作任何调整就可以焊接不同的工件。焊接柔性线一般有一个轨道子母车，子母车可以自动将点固好的工件从存放工位取出，再送到有空位的焊接机器人工作站的变位机上。也可以从工作站上把焊好的工件取下，送到成品件流出位置。整个柔性焊接生产线由一台调度计算机控制。因此，只要白天装配好足够多的工件，并放到存放工位上，夜间就可以实现无人或少人生产了。 工厂选用哪种自动化焊接生产形式，必须根据工厂的实际情况及素要而定。焊接专机适合批量大，改型慢的产品，而且工件的焊缝数量较少、较长，形状规矩（直线、圆形）的情况；焊接机器人系统一般适合中、小批量生产，被焊工件的焊缝可以短而多，形状较复杂。柔性焊接线特别适合产品品种多，每批数量又很少的情况，目前国外企业正在大力推广无（少）库存，按订单生产（JIT）的管理方式，在这种情况下采用柔性焊接线是比较合适的。 以上是OTC焊接机器人的详细信息，由深圳市骏腾发自动焊接装备股份有限公司（柳州分公司）自行提供，如果您对OTC焊接机器人的信息有什么疑问，请与该公司进行进一步联系，获取OTC焊接机器人的更多信息。 2.OTC 焊接机器人及其应用 1 焊接机器人
LINE DESCRIPTION 生产线设备描述 Position 1 设备一 PLASMA CUTTING TABLE 12,000 x 2,500 x 40 mm（等离子切割台） To cut with plasma technology the steel blank producing trapezium sheet, triangle reinforcement, base plate, etc... It has the following specifications: (采用等离子技术切割钢坯，制作梯形板、三角加强筋板、底板等…它具有以下规格：) - Material thickness: Up to 40 mm（材料厚度：最大40毫米） - Maximum blank width: 2,530 mm（最大钢板宽度：2530毫米） - Maximum blank length: 12,050 mm（最大钢板长度：12050毫米） - Total slide length: 13,000 mm（全台长度：13000毫米） - Filter number: 2（过滤器数量：2个） - Cutting technology: Plasma（切割技术：等离子） It includes the following equipment:（包含下列设备：） - No.1 (one) Independent portal bridge（一个独立龙门桥架） - No.1 (one) Bevel plasma equipment（一个斜面等离子设备） - No.1 (one) Master bevel cut mechanical equipment plasma torch group (HYPERTHERM HPR-260)（一个主斜面切割机械等离子火炬组：海宝HPR-260）- No.12 (twelve) Suction filters(12个抽风过滤器) - No. 2 (two) Exhaust filter auto cleaning（2个排气过滤器自动清洗装置） - No.1 (one) Air dryer in alumina（1个氧化铝空气干燥器） - No.1 (one) CNC control (ESA-GV mod. KVARA 500)（1个计算机数字控制器（ESA-GV MOD. KVARA 500）） - CAD /CAM ALMA (CAD/CAM ) - Electrical panels & control panels(电气面板和控制面板) Picture no. 1图片一 Position 2 设备二 FLATTENING AND CUT TO LENGTH LINE 1500 x 8 L=14 (The machine starts from coil and inline, completely in automatic without any manipulation, produce trapezium sheet well flattened without mechanical internal stress).（扁平化及切成一定长度的线1500×8为L =14 （本机开始从线圈和内联，在自动完全没有任何操作，产生梯形表扁平化，内部无机械应力）。） To prepare the flat sheet rectangular shape and trapezium shape for making poles, on the same line. It has the following specifications:（在同一生产线上准备长方形和梯形平板作为极点。具备以下规格：）
焊接机器人系统 机器人通常定义为：机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。 焊接机器人作为在生产中最为常见的工业机器人，焊接机器人目前已广泛应用在汽车制造业，汽车底盘、座椅骨架、导轨、消声器以及液力变矩器等焊接，尤其在汽车底盘焊接生产中得到了广泛的应用。因此，我选取焊接机器人作为讨论对象，以下是我比对自己在图书馆和网上找到的资料对焊接机器人的系统组成进行的简要概括，分析焊接机器人系统是怎样完成复杂的焊接工作的。 一、典型的机器人系统组成： 1、机器人本体和操作机，可以直接完成各种具体作业； 2、机器人控制器，用来控制机器人和完成数据存储，包括计算机系统和伺服系统两部分； 3、各种不同的作业工具，如焊枪和手爪等； 4、各种周边辅助设备； 5、为完成特殊任务而使用的传感器； 6、用于完成计算机管理、监控和计算机通信的通信系统。 二、焊接机器人的定义 焊接机器人是从事焊接的工业机器人。根据国际标准化组织工业机器人术语标准焊接机器人的定义，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作，具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。为了适应不同的用途，机器人最后一个轴的机械接口，通常是一个连接法兰，可接装不同工具或称末端执行器。焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊枪的，使之能进行焊接，切割或热喷涂。目前在汽车工业中被广泛应用于汽车底盘的焊接。 三、焊接机器人的软硬件系统组成 1、焊接机器人的硬件系统。如下图所示：焊接机器人的硬件系统一般由机器人本体、摄像 机随动机构、焊接电源、摄像机、机器人控制器、示教盒、和中央控制机、导引/焊缝跟踪计算机、熔透控制计算机、焊机接口控制盒、电焊机和送丝机等部分构成。 2、焊接机器人的软系统。焊接机器人的软系统根据模块化设计的思想，将焊接机器人工作 单元分解为不同的功能模块。主要有初始位置导引模块、焊缝跟踪模块，熔透控制模块，
焊接机器人与焊接生产线 一、激光焊接技术在汽车装配中的应用 激光焊接生产效率高和易实现自动控制的特点使其非常适于大规模生产线和柔性制造。其中，激光焊接在汽车制造领域中的许多成功应用已经凸现出激光焊接的特点和优势。 用于大熔深激光焊接的CO?激光器一般以连续方式工作，主要包括快轴流和Slab型两种类型。同快轴流激光器相比，Slab型激光器具有结构紧凑、气体消耗量少、维护成本低的特点。目前世界上CO?激光器最大输出功率为45kW，工业生产中应用的激光器输出功率范围约在700W～12kW之间。 Nd:YAG激光可以通过光纤传输，在柔性制造系统或远程加工场合更具有适应性。目前国外Nd:YAG激光器的最大输出功率达10kW，而包括汽车在内的工业生产中应用较多的则是3 kW和4 kW的Nd:YAG激光器。 1、新型激光焊新年好工艺与方法 （1）双/多光束焊接双/多光束焊接的提出最初是为了获得更大的熔深、更稳定的焊接过程和更好的焊缝成形质量，其基本方法是同时将两台或两台以上的激光器输出的光束聚焦在同一位置，以提高总的激光能量。后来，随着激光焊接技术应用范围的扩大，为减小在厚板焊接，特别是铝合金焊接时容易出现气孔倾向，采用以前后排列或平行排列的两束激光实施焊接，这样可以适当提高焊接小孔的稳定性，减少焊接缺陷的产生几率。 （2）激光—电弧复合焊激光—电弧复合焊是近年激光焊接领域的研究热点之一。该方法的提出是由于随着工业生产对激光焊接的要求，激光焊接本身存在的间隙适应性差，即极小的激光聚焦光斑对焊前工件的加工装配要求过高。此外，激光焊接作为一种以自熔性焊接为主的焊接方法，一般不采用填充金属，因此在焊接一些高性能材料时对焊缝的成分和组织控制困难。而激光一电弧复合焊集合了激光焊接大熔深、高速度、小变形的优点，又具体有间隙敏感性低、焊接适应性好的性点，是一种优质高效焊接方法。其特点在于： 1）可降低工件定位要求，间隙适应性好。 2）有利于减少气孔倾向。 3）可以实现在较低激光功率下获得更大的熔深和焊接速度，有利于降低成本。 4）电弧对等离子体有稀释作用，可减小对激光的屏蔽效应，同时激光对电弧有引导和聚焦作用，使焊接过程稳定性提高。5）利用电弧焊的填丝可改善焊缝成分和性能，对焊接特种材料或异种材料有重要意义。 激光与电弧复合焊的方法包括两种，即旁轴符合焊和同轴复合焊。旁轴激光—电弧复合焊方法灾现较为简单，但最大的缺点是热源为非对称性，焊接质量受焊接方向影响很大，难以用于曲线或三维焊接。而激光和电弧同轴的焊接方法则可以形成一种同轴对称的复合热源，大大提高焊新年好过程稳定性，并可方便地实现二维和三维焊接。目前，对旁轴复合焊的研究较多，而同轴复合焊的还处于研究阶段。在复合焊的应用方面，许多汽车制造商正将其用于新型汽车的制造。例如，在进行汽车车身拼焊时，利用3kW的Nd:YAG激光焊接1.2mm和0.7mm厚的拼板时焊接速度最高为4.0mm/min,采用复合焊后最大速度可达7.4m/min，而允许的对接坡口间隙从原来的0.05 mm提高到0.15 mm.国内近年来也开始了激光—电弧复合焊的初步研究。 2．焦点位置控制 图1是某CO?激光焊接焦点位置的双闭环控制系统示意图。整个系统包括数控激光焊接机床（CNC）、特殊设计的激光焊炬以及检测控制系统。焊接喷嘴一工件距离可以通过上下调节焊炬位置实现，而聚焦透镜位置则由电动机驱动在焊炬内独立上下运动，实现焦点位置的调节。检测系统由电荷传感器（PCS喷嘴）和装在喷嘴侧面的江学传感器（PS传感器）组成。焊接过程中，根椐检测到的PCS信号变化，系统可以自动调节喷嘴至工件表面距离，保证在焊接过程中保持喷嘴—工件距离恒定；同时根据PS信号调整聚焦透镜的位置，用于补偿因热透镜效应引起的焦 点位置波动，使焦点位置始终处在最佳焦点位置范围。
工业机器人自动焊接生产线及调试分析 发表时间：2019-06-05T08:58:11.513Z 来源：《电力设备》2019年第3期作者：翟科[导读] 摘要：工业机器人自动焊接生产线及调试是现代化工业发展的关键，分别从以下几个方面对此详细分析，目的在于更好的提高工业机器人自动焊接生产线运行效率，实现工业现代化发展。（北京交通大学海滨学院河北沧州 061100）摘要：工业机器人自动焊接生产线及调试是现代化工业发展的关键，分别从以下几个方面对此详细分析，目的在于更好的提高工业机器人自动焊接生产线运行效率，实现工业现代化发展。关键词：自动焊接 PLC编程仿真输入激光焊接工业机器人自动焊接生产线的形成，为工业生产提供更多便利，减少生产压力。那么工业机器人自动焊接生产线的贯彻落实，必须确保焊接工艺符合生产标准。安川MOTOMAN系列机器人涉及到弧焊、切割、喷漆、教学等，在汽车、烟草、陶瓷、矿山机械等行业广泛应用。工业机器人自动焊接生产线主要应用PLC可编程控制器进行控制，该编程控制器具有抗干扰、编程简单、运行可靠等优势。结合机器人自动焊接生产线，全面、详细分析生产线，控制好流程与布局，确保编程、调试科学。 1.工业机器人自动焊接生产线及调试发展现状科学技术发展迅速，工业机器人的产生，为焊接生产线提供了很多便利。机器人本身需要以编程形式实现自动控制，并且执行工业生产中移动作业以及机械操作等任务，总体来讲机器人属于高科技机械装置。以工业机器人打造自动焊接生产线，对机器人要求十分严格，尤其是重复定位精度必须在±0.03mm范围之内，要求机器人行程1200mm，能够完成复杂的焊接工作。工业机器人自动焊接生产线对功率、速度等也具有严格要求。自动焊接生产线实现了小距离、高度动作，具备高精度、高刚性等优势【1】。当前工业现代化改革正在进行，其中工业机器人自动焊接生产线操作成为主要发展趋势。PLC可编程控制器，利用程序改编的方式，调整工业机器人生产工艺，自动焊接中更加注重质量与形态。工业机器人自动焊接生产线中包括激光焊接技术，这种技术能够保持生产零件规范，并且操作速度极快，可以实现连续在线加工。工业机器人自动焊接生产线已经成为当前工业生产发展主流。 2.工业机器人自动焊接生产线设计工业机器人自动焊接生产线设计，主要包括以下几个步骤：首先输入信号，找到输入按钮以及旋钮，操作仿真输入。及时输出信号，运用指示灯进行生产线信号模拟并且输出。其次根据生产线点位列表及时调整位置，已达到焊接点位确定的目的。具体操作，第一是调整5个点位，保证点位调整焊接参数不能相同。1号参数为P31调用，3号参数为P32调用，8号参数为P33调用，11号参数为P34调用，15号参数为P35调用。最后需要从安全角度出发，设计互锁信号方案，自动焊接生产线放料阶段的防跌料设计【2】。确定焊接模型，当工业机器人到达明确的焊接位置，会给现场焊接机发出Laser_start信号。焊接机接收到信号进行焊接工作，焊接结束给机器人发送Laser_end信号。工业机器人接收到信号之后，转移到其他焊接位置准备焊接。 3.自动焊接生产线设计 自动焊接生产线设计，首先设计控制流程，其次设置生产线相关配置以及布局，最后是准确定义PLC控制信号。 3.1控制流程设计分析 控制流程设计分析是自动焊接生产线关键步骤，要求操作人员准备好设备，将焊接需要使用的材料放置到上料台上，当然还包括焊接治具。工业机器人会根据上料台上的材料感应信号，及时到位置取材料。机器人取完焊接材料之后，需要发出连接信号，与另外的机器人进行信号互锁，确定信号之后及时移动到焊接位置，调节焊接参数，确定焊接参数及时传输给焊接机，帮助焊接机完成产品焊接准备。进入到焊接工作，注意焊接质量控制。焊接工作结束，机器人之间进行互锁信号，及时将焊接治具移动到下料台，放置在安全点位置【3】。循环操作控制流程，实现工业自动化焊接。具体机器人自动焊接生产线控制流程如下：开始操作→确保机器人位于P（O）点，初始化（I/O）→等待上料台上料→确认上料台有料→取料并按轨迹运行到P（150）点，并等待互锁信号→开始焊接→焊接完成→下料台有料→机器人等待放料→放料→返回点R→重新执行程序。 3.2生产线布局 生产线科学配置与系统布局，首先是激光焊接机的配置。以高能量激光脉冲为中心，提供科学光纤模式，传输焊接介质，实现微小区域局部加热，改变材料状态，将焊接材料在特定熔池中熔化。激光焊接机本身具备快速、精密、定位准确等特点，缩小焊点宽度，同时实现点焊与缝焊，保证焊接外观平整的同时，缩小热量影响区，为自动焊接生产线提供更多发展优势。其次是机器人选择，安川MOTOMAN 机器人针对焊接治具放置以及搬运等进行精准定位，以信号互锁定位焊接位置，完成焊接工作。了解工业机器人是生产线布局的重要条件。最后是电磁铁的配置与布局。电磁铁如果通电，其中的磁铁磁性会消失，这属于消磁。当然如果电磁铁不通电，磁铁始终保持磁性，处于带磁状态。一般自动焊接生产线运行中，电磁铁不能始终处于通电状态，对电磁铁的磁性会产生很大影响，磁性逐渐下降，甚至还会直接烧坏电磁铁。图1为自动焊接生产线布局图。 图1-自动焊接生产线布局图
摘要： 采用可直角换轨式RGV ，将多个机器人焊接工作站与前后工序连接起来，在LCS 和DCS 调度系统控制下，实现装载机铲斗生产的自动上下料、自动装夹、 焊接程序自动调用、自动焊接、自动报工。构成了智能制造车间，减 少人工干 预、降低劳动强度、提升生产效率、提高焊接质量、满足节拍生产要求，实现了车间整体运营的效益最大化。关键词： RGV ；机器人焊接工作站；DCS 控制系统；自动装夹；调度中图分类号：TG409文献标志码：B 文章编号：1001-2303（2014）02-0043-06DOI ： 10.7512/j.issn.1001-2303.2014.02.09第44卷第2期2014Vol.44No.2Feb .2014 收稿日期:2012-09-11 作者简介:贾方庆（1980—），男，江苏徐州人， 工程师，学士，主要从事自动化设备的设计和研发工作。 贾方庆，董文宁，张传根，曹强 （徐州华恒机器人系统有限公司，江苏徐州221000） 粤pplication of intelligent robot welding line for the loader bucket production JIA Fang-qing ，DONG Wen-ning ，ZHANG Chuan-gen ，CAO Qing （Xuzhou Huaheng Robot System Co.，Ltd.，Xuzhou 221000，China ） Abstract :With the right angle for rail type RGV,a plurality of welding robot workstation before and after the working procedure is connected,in the control of LCS and DCS scheduling system,realize the loader bucket production of automatic feeding,automatic clamping,welding procedure calls automatically,automatic welding,automatic timesheet.This constitutes a smart little humanized manufacturing workshop,reduce the manual intervention,reduce labor intensity,improve production efficiency,improve the welding quality,to meet the requirements of production,the beat realizes maximum benefit overall workshop operation. Key words :RGV ； robot welding workstation ；the control system of DCS ；automatic clamping ；discrete curvature ；line drawing 0前言 在工程机械行业已广泛使用机器人焊接代替 人工焊接，目前应用较多的是采用单个机器人焊接工作站完成特定工件的焊接。大量使用焊接机器人 可以提升生产效率，提高产品质量， 降低生产成本和减轻工人劳动强度。 单个机器人焊接系统虽然能够在单一焊接工 序中达到以上目的，但是对整个生产过程效率的提 升作用较小。因为单个机器人焊接系统在整个生产过程中一般都有物流不畅、人工干预过多、存在安全隐患、效率低等问题。 通过实地考察， 拥有20~100套机器人焊接系统的制造工厂，主要存在以下问题： （1）由于物流单一依赖行车，往往出现机器人焊接完成后无人下料，或者机器人工位空闲无人上料的情况，生产出现停顿，设备利用率不高。 （2）由于上下料使用人工方式，机器人程序选择
全自动钢筋桁架焊接成型设备 TSD 7-30B型桁架焊接生产线此套设备是EVG公司（Entwicklungs-und Verwertungs-Gesellschaft m.b.H）结合国实际生产需要而进行研制、生产的全自动钢筋桁架焊接成型设备。 随着技术的不断发展和钢筋桁架全球化发展趋势。钢筋桁架焊接主机设有Windows XP操作屏，通过屏幕可以观看设备工作状态，并可方便得调节设备运作参数和焊接参数。 全线主要工作部分采用液压传动方式，动作可靠，精度高。 焊接时不易产生火花且噪声小。 操作方便，维修简单。
该设备布置合理，外形美观。 全自动钢筋桁架焊接成型设备主要组成部分如下： 1、放线机（WIRE PAY-OFF SGV 3000-5） 放线机：主要由放线站，钢筋监测系统，偏转辊及钢筋引导架所组成。 该套放线机由我司自行加工，制作，组装。现已投入生产，正常使用。每台放线机分别设有制动抱闸装置，抱闸信号分别于钢筋拉出机送丝装置一一对应，实现自动放线。当生产线自动运行时，抱闸一直起作用，而当生产线停止时抱闸关闭防止放料盘自动滑行。 放线机出口并设有无料报警装置，每卷钢筋放完后无料报警装置检测到钢筋端头，焊接主机操作屏报警（放线盘无钢筋）自动停机。 2、钢筋拉出机 (WIRE PULL-OFF MACHINE TL 5/RV) 钢筋拉出机：主要由3相齿轮电机（拉动上、下弦钢筋前进），3相齿轮电机（拉动腹杆钢筋前进），停止钢筋切割装置，地线接触器，蓄线环的引导杆，引导口，钢筋前进装置，第二钢筋前进装置（较大
直径钢筋配用），压辊，压辊气缸所组成。 钢筋拉出机的唯一目的就是把钢筋从放线机中拉出来，同事形成圆环形蓄能器，送给焊接机的矫直机。上弦钢筋和下弦钢筋分别配备两台拉线单元，两台脚踏开关。腹杆钢筋配备一台拉线单元。焊接机开动时，钢筋环就会自动形成，顶端安装控制钢筋环尺寸的接触器，当此接触器触及钢筋时，送丝装置自动停止。 3、钢筋桁架焊接主机（TRUSS GIRDER WELDER TSD 7-30） 钢筋桁架焊接机：主要由校直器和扭曲装置，桁架钢筋弯曲单元，桁架推进装置，焊接总成，剪切装置几部分所组成。
焊接机器人在车身生产线中的规划设计 黄水儿 （东南（福建）汽车工业有限公司 福州 ３５０１１９） 摘 要：焊接机器人是实现汽车生产批量化、自动化及车体品质稳定的重要工具，已被当今的汽车制造业越来越大量采用。本文重点介绍如何合理规划焊接机器人系统之方法，以在达成目的的同时投资尽可能减少。 关键词：点焊机器人 规划 生产节拍（周期） 中图分类号：ＴＰ２４３．３ Ｕ４６８．２＋２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－４８０１（２００４）０１－００６８－０５ １前言 随着我国加入ＷＴＯ保护具有高新技术特点的新兴产业日程的临近，各行业竟相将先进科技成果导入应用，以提高自身的竟争优势。在当今的汽车市场中，汽车除了应具备它的一般属性——实用性外，还应具备有更高的安全性、品质性、更应富有自身产品的个性，要实现这些特点科技成果的应用是非常必要的，焊接机器人作为先进制造工艺技术正被越来越广泛地应用于汽车车身的焊接中。 ２汽车车身的焊装工艺及焊接机器人的导入 一台白车身一般由近千件大小不同的钣金件经过各道工序焊装而成，现今汽车工业中车身的焊装工艺主要是电阻焊和电弧焊。据相关统计，在每辆约４０００个焊点的焊接中电阻焊占了９５％，电阻焊工艺在汽车工业中的广泛应用，使得车身制造的自动化成为可能。尽管电阻焊工艺在汽车车身制造中得到了大量使用，但因人工作业存在着作业人员的疲劳及安全因素，使得车身焊点的焊接质量无法始终如一，为确保车体质量的稳定性以及降低作业员的劳动强度，在焊装生产线上导入焊接机器人势在必行。 ２．１焊接机器人的基本概念 纵观国内外众多汽车制造厂应用焊接机器人的实绩，点焊机器人常用的型式为落地式和天井式，常用的承载有：１２０ＫＧ、１５０ＫＧ、２００ＫＧ三种。图１是机器人本体基本构成，图２是焊接机器人系统构成。 图1 机器人本体基本构成
全自动钢筋桁架焊接成型设备 TSD7-30B型桁架焊接生产线此套设备是EVG公司（Entwicklungs-undVerwertungs-Gesellschaftm.b.H）结合国内实际生产需要而进行研制、生产的全自动钢筋桁架焊接成型设备。 随着技术的不断发展和钢筋桁架全球化发展趋势。钢筋桁架焊接主机设有WindowsXP操作屏，通过屏幕可以观看设备工作状态，并可方便得调节设备运作参数和焊接参数。 全线主要工作部分采用液压传动方式，动作可靠，精度高。 焊接时不易产生火花且噪声小。 操作方便，维修简单。 该设备布置合理，外形美观。 全自动钢筋桁架焊接成型设备主要组成部分如下： 1、放线机（WIREPAY-OFFSGV3000-5） 放线机：主要由放线站，钢筋监测系统，偏转辊及钢筋引导架所组成。 该套放线机由我司自行加工，制作，组装。现已投入生产，正常使用。每台放线机分别设有制动抱闸装置，抱闸信号分别于钢筋拉出机送丝装置一一对应，实现自动放线。当生产线自动运行时，抱闸一直起作用，而当生产线停止时抱闸关闭防止放料盘自动滑行。 放线机出口并设有无料报警装置，每卷钢筋放完后无料报警装置检测到钢筋端头，焊接主机操作屏报警（放线盘无钢筋）自动停机。 2、钢筋拉出机(WIREPULL-OFFMACHINETL5/RV) 钢筋拉出机：主要由3相齿轮电机（拉动上、下弦钢筋前进），3相齿轮电机（拉动腹杆钢筋前进），停止钢筋切割装置，地线接触器，蓄线环的引导杆，引导口，钢筋前进装置，第二钢筋前进装置（较大直径钢筋配用），压辊，压辊气缸所组成。 钢筋拉出机的唯一目的就是把钢筋从放线机中拉出来，同事形成圆环形蓄能器，送给焊接机的矫直机。上弦钢筋和下弦钢筋分别配备两台拉线单元，两台脚踏开关。腹杆钢筋配备一台拉线单元。焊接机开动时，钢筋环就会自动形成，顶端安装控制钢筋环尺寸的接触器，当此接触器触及钢筋时，送丝装置自动停止。 3、钢筋桁架焊接主机（TRUSSGIRDERWELDERTSD7-30） 钢筋桁架焊接机：主要由校直器和扭曲装置，桁架钢筋弯曲单元，桁架推进装置，焊接总成，剪切装置几部分所组成。 两个矫直块安装在两个相互垂直的平面上，在EVG的机器上使用了多种矫直块，它们的辊直径规格及轧辊的数量各不相同，对于不同直径的钢筋，有相应的模板可用。