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点焊的艺术 点焊机器人带来高效率和柔性

说到“点焊”一词,我们最先想到的是四溅的火花、高温的车间、全副武装的点焊工人……其实,从点焊机器人进入车间那刻开始,手持焊枪作业的这种时代印记已经结束了。

当下,点焊过程的高效率、柔性化、自动化、智能化已成为先进焊接装备的重要发展趋势。焊接机器人也正经历着由单机示教再现型向多传感、智能化的柔性机器人工作站或多机器人工作群方向发展。

点焊机器人生产线

点焊机器人生产线比较简单的是把多台工作站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。

点焊机器人

点焊柔性生产线是较为高端的生产线。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。焊接柔性线一般有一个轨道子母车,子母车可以白动将点固好的上件从存放工位取出,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上件,并放到存放工位一,夜间就可以实现无人或少人生产了。

比较而言,两种生产线都有各自的应用环境。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库存,按订单生产的管理方式,在这种情况下采用柔性焊接线是比较合适的。

点焊机器人在生产中的应用

点焊机器人应用中最普遍的主要有两种方式,即点焊和电弧焊。工业机器人在焊接领域的应用最早是从汽车装配生产线上的电阻点焊开始的。原因在于电阻点焊的过程相对比较简单,控制方便,且不需要焊缝轨迹跟踪,对机器人的精度和重复精度的控制要求比较低。

机器人电弧焊的最大的特点是柔性,即可通过编程随时改变焊接轨迹和焊接顺序,因此最适用于被焊工件品种变化大、焊缝短而多、形状复杂的产品。这正好又符合汽车制造的特点。尤其是现代社会汽车款式的更新速度非常快,采用机器人装备的汽车生产线能够很好地适应这种变化。

点焊机器人在汽车装配生产线上的大量应用大大提高了汽车装配焊接的生产率和焊接质量,同时又具有柔性焊接的特点,即只要改变程序,就可在同一条生产线上对不同的车型进行装配焊接。

数据统计,在我国,点焊机器人约占焊接机器人总数的46%,主要应用在汽车、农机、摩托车等行业。通常,装配一辆轿车的白车身要焊接4000~6000个焊点,只有以机器人为核心组成柔性焊装生产线,才能完成大批量的生产和适应未来新产品开发与多品种生产的发展要求。

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