韓國現代重工機器人——焊接機器人的焊接應用

工作站（單元）

　　如果工件在整個焊接過程中無需變位，就可以用夾具把工件定位在工作臺面上，這種系統既是最簡單不過的了。但在實際生產中，更多的工件在焊接時需要變位，使焊縫處在較好的位置（姿態）下焊接。對于這種情況，變位機與機器人可以是分別運動，即變位機變位后機器人再焊接；也可以是同時運動，即變位機一邊變位，機器人一邊焊接，也就是常說的變位機與機器人協調運動。這時變位機的運動及機器人的運動復合，使焊槍相對于工件的運動既能滿足焊縫軌跡又能滿足焊接速度及焊槍姿態的要求。實際上這時變位機的軸已成為機器人的組成部分，這種焊接機器人系統可以多達7-20個軸，或更多。最新的機器人控制柜可以是兩臺機器人的組合作12個軸協調運動。其中一臺是焊接機器人、另一臺是搬運機器人作變位機用。

　　對焊接機器人工作站進一步細分，可得以下四種：

　　1.1 箱體焊接機器人工作站是專門針對箱柜行業中，生產量大，焊接質量及尺寸要求高的箱體焊接開發的機器人工作站專用裝備。

　　箱體焊接機器人工作站由弧焊機器人、焊接電源、焊槍送絲機構、回轉雙工位變位機、工裝夾具和控制系統組成。該工作站適用于各式箱體類工件的焊接，在同一工作站內通過使用不停的夾具可實現多品種的箱體自動焊接，焊接的相對位置高。由于采用雙工位變位機，焊接的同時，其他工位可拆裝工件，極大的提高了焊接效率。由于采用了MIG脈沖過渡或CMT冷金屬過渡焊接工藝方式進行焊接，使焊接過程中熱輸入量大大減少，保證產品焊接后不變形，通過調整焊接規范和機器人焊接姿態，保證產品焊縫質量好，焊縫美觀，特別對于密封性要求高的不銹鋼氣室，焊接后保證氣室氣體不泄露。通過設置控制系統中的品種選擇參數并更換工作夾具，可實現多個品種箱體的自動焊接。

　　用不同工作范圍的弧焊機器人和相應尺寸的變位機，工作站可以滿足焊縫長度在2000mm左右的各類箱體的焊接要求。焊接速度3——10mm/s，根據箱體基本材料，焊接工藝采用不同類型的氣體保護焊。該工作站還廣泛用于電力、電氣、機械、汽車等行業。

　　1.2 不銹鋼氣室機器人柔性激光焊接加工設備是針對不銹鋼焊接變形量比較大，密封性要求高的箱體類工件焊接開發的的柔性機器人激光焊接加工設備?！≡摷庸ぴO備是由機器人、激光發生器機組、水冷卻機組、激光掃描跟蹤系統、柔性變位機、工裝夾具、安全護欄、吸塵裝置和控制系統等組成，通過設置控制系統中的品種選擇參數并更換工裝夾具，可實現多個品種的不銹鋼氣室類工件的自動焊接。

　　1.3 軸類焊接機器人工作站是專門針對低壓電器行業中萬能式斷路器中的轉軸焊接開發的專用設備，推出了一套專用的轉軸焊接機器人工作站。

　　軸類焊接機器人工作站由弧焊機器人、焊接電源、焊槍送絲機構、回轉雙工位變位機、工裝夾具和控制系統組成。該工作站用于以轉軸為基體（上置若干懸臂）的各類工件的焊接，在同一工作站內通過使用不同的夾具可實現多品種的轉軸自動焊接。焊接的現對位置精度很高。由于采用雙工位變位機，焊接的同時，其他工位可拆裝工件，極大的提高了效率。

　　技術指標：轉軸直徑：Ф10——50mm，長度300——900mm，焊接速度3——5mm/s，焊接工藝采用MAG混合氣體保護焊，變位機回轉，變位精度達0.05mm。

　　廣泛應用于高質量、高精度的以轉軸的各類工件焊接，適用于電力、電氣、機械、汽車等行業。如果采用手工電弧焊進行轉軸焊接，工人勞動強度極大，產品的一致性差，生產效率低，僅為2——3件/小時。采用自動焊接工作站后，產量可達到15——20件/小時，焊接質量和產品的一致性也大幅度的提高。

　　軸類焊接機器人工作站低壓電器轉軸

　　1.4 機器人焊接螺柱工作站

　　機器人焊接螺柱工作站針對復雜零件上具有不同規格螺柱采用機器人將螺柱焊接到工件上。該工作站主要由機器人、螺柱焊接電源、自動送釘機、機器人自動螺柱焊槍、變位機、工裝夾具、自動換槍裝置、自動檢測軟件、控制系統和安全護欄等組成，通過自動送釘機將螺柱送到機器人自動焊槍里面，通過編程將機器人在工件上示教的路徑，將不同規格的螺柱焊接到工件上?？梢圆捎脙δ芎附踊蚶『附訉⒙葜卫蔚暮附拥焦ぜ?，保證焊接精度和焊接強度。焊接效率大約3-10個/分鐘，螺柱規格：直徑3-8mm，長度：5-40mm。

　　生產線

　　焊接機器人生產線比較簡單的是把多臺工作站（單元）用工件輸送線連接起來組成一條生產線。這種生產線仍然保持單站的特點，即每個站只能用選定的工件夾具及焊接機器人的程序來焊接預定的工件，在更改夾具及程序之前的一段時間內，這條線是不能焊其他工件的。

　　另一種是焊接柔性生產線（FMS-W）。柔性線也是由多個站組成，不同的是被焊工件都裝卡在統一形式的托盤上，而托盤可以與線上任何一個站的變位機相配合并被自動卡緊。焊接機器人系統首先對托盤的編號或工件進行識別，自動調出焊接這種工件的程序進行焊接。這樣每一個站無需作任何調整就可以焊接不同的工件。焊接柔性線一般有一個軌道子母車，子母車可以自動將點固好的工件從存放工位取出，再送到有空位的焊接機器人工作站的變位機上。也可以從工作站上把焊好的工件取下，送到成品件流出位置。整個柔性焊接生產線由一臺調度計算機控制。因此，只要白天裝配好足夠多的工件，并放到存放工位上，夜間就可以實現無人或少人生產了。

　　工廠選用哪種自動化焊接生產形式，必須根據工廠的實際情況及素要而定。焊接專機適合批量大，改型慢的產品，而且工件的焊縫數量較少、較長，形狀規矩（直線、圓形）的情況；焊接機器人系統一般適合中、小批量生產，被焊工件的焊縫可以短而多，形狀較復雜。柔性焊接線特別適合產品品種多，每批數量又很少的情況，目前國外企業正在大力推廣無（少）庫存，按訂單生產（JIT）的管理方式，在這種情況下采用柔性焊接線是比較合適的。

　　在汽車生產中應用

　　焊接機器人目前已廣泛應用在汽車制造業，汽車底盤、座椅骨架、導軌、消聲器以及液力變矩器等焊接，尤其在汽車底盤焊接生產中得到了廣泛的應用。豐田公司已決定將點焊作為標準來裝備其日本國內和海外的所有點焊機器人。用這種技術可以提高焊接質量，因而甚至試圖用它來代替某些弧焊作業。在短距離內的運動時間也大為縮短。該公司最近推出一種高度低的點焊機器人，用它來焊接車體下部零件。這種矮小的點焊機器人還可以與較高的機器人組裝在一起，共同對車體上部進行加工，從而縮短了整個焊接生產線長度。國內生產的桑塔納、帕薩特、別克、賽歐、波羅等后橋、副車架、搖臂、懸架、減振器等轎車底盤零件大都是以MIG焊接工藝為主的受力安全零件，主要構件采用沖壓焊接，板厚平均為1.5——4mm，焊接主要以搭接、角接接頭形式為主，焊接質量要求相當高，其質量的好壞直接影響到轎車的安全性能。應用機器人焊接后，大大提高了焊接件的外觀和內在質量，并保證了質量的穩定性和降低勞動強度，改善了勞動環境。

　　在水下的應用

　　作為海洋工程裝備技術的重要組成部分，海洋焊接如今已成為海洋資源開發和海洋工程建設不可缺少的基礎和支撐技術。經過大量的工藝試驗和配方調整，研發的焊接材料以及水下焊接專用設備，已成功應用于勝利油田海上采油平臺、港珠澳大橋等海洋工程。

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