Page 37 - 《橡塑智造与节能环保》2023年10期

综述与专论

人的执行机构，目前普遍采用了一体化焊钳，就是焊 频点焊控制器、自动电极修磨机和伺服点焊钳等。伺
接变压器装在焊钳后面，减少了二次电缆的损失，提 服焊枪的优点是传统气动焊机无法比拟的，其最大的
高焊接质量。由于采用一体化焊钳，变压器必须尽量 特点是以伺服装置代替气动装置，按照预先编制的程
小型化，提高机器人有效负载。对于容量较大的变压 序，由伺服控制器发出指令，控制伺服电动机按照既
器，已开始采用中频逆变技术：把50Hz工频交流变 定速度、位移进给，形成对电极位移与速度的精确控
为600～1000Hz交流再整流，使变压器体积减少、减 制，脉冲数目与频率决定电极位移与速度，电动机转
轻。气动焊钳电极组件形式上与手工焊接焊钳基本相 矩决定电极压力。

似，完成与工件接触及通电焊接作用，为降低维护改 伺服焊枪具有增强诊断及监控、简化焊钳设计、
造成本，焊钳组件有模块化的趋势。点焊机器人动作 提高柔性、降低维修率、提高运行时间及减少生产成
稳定可靠，重复精度高，可代替人的繁重体力劳动， 本等特点，将是未来汽车装配生产线上应用的主要设
并且提高了焊接质量，提高了生产线柔性。 备。其中频点焊的质量和效率均远高于工频焊接，主
随着车身制造技术的发展,机器人作为一种自动化 要表现在以下方面：减少生产节拍机器人与焊钳同步
设备已经广泛地应用到了车身焊装线上。机器人在作 协调运动，大大提高了生产节拍，使焊点间及障碍
业空间要完成给定的任务,其末端执行器的运动必须按 物的跳转路径最小化；可随意缩短电极开口减小关闭

一定的轨迹进行。随着机器人的各个领域对作业精度 焊钳时间；焊接开始信号发出后可更快、更好地控制
和工作效率要求的不断提高,要求机器人能够快速准确 加压；更快地更改焊接压力，其压力调节速度可达
地完成作业,也就是说机器人在作业时既要保证轨迹的 200kgf/cycle（98N/ms）；能够很好地避免和抑制飞
最优又要保证作业时间的最短,因此需采用合理的方法 溅，有效保证和提高焊接质量；焊接完成信号发出后
对机器人的作业轨迹进行规划,使机器人按照优化的轨 可更快打开焊钳；减少电极更换及修磨时间；换枪、
迹进行。上汽乘用车南京基地荣威350系列轿车AP11 电极修磨及更换后快速标定。提高焊接质量软接触可
焊接生产线，从日本FANUC公司引进49台六轴气动点 实现极少的产品冲击，还可以减小噪声；高精确度的
焊机器人，应用在工艺要求较高的车身下车体总成焊 可重复性加压；焊接中精确恒压控制；焊接过程中压
接工位、侧围总成及车身本体的装配焊接上。在AP11 力可实现调整；更稳定的电极管理及控制等。相对气

基础上建设MG5车型生产线时，再次引进引进日本 动焊枪，伺服焊枪的渐进和预压过程是影响焊接效率
FANUC公司的10台点焊机器人，用于6万辆生产能力 的两个关键阶段。可编程电极行程和速度可以缩短同
的AP12主线上，应用在工艺质量要求较高的车身下 一工位上多个焊点的渐进时间，也可以提高焊接生产
车体总成焊接工位、侧围部件、侧围总成及车身本体 率。
的装配焊接上。与原AP11主线不同的是，建设投产的 汽车车身结构的特点决定了车身制造离不开弧焊
AP12主焊线与AP11线实现设备全部共用，充分满足了 技术。传统手工弧焊焊接时的火花及烟雾对人体造成
柔性混线生产的需求，实现了短时切换或无需切换的 危害较大，工作环境恶劣，且对工人技能要求更高，

全柔性生产模式。为节省建设成本及场地，将生产线 焊缝质量一致性差，波动也较大。特别是汽车的重要
多数工位上的一台机器人改造为可带两把以上焊钳或 结构安全件，其焊接质量对汽车的安全性起着决定性
抓手工具，通过采用自动工具交换装置可快速进行焊 的作用，因此整车厂有逐步采用自动化弧焊机器人
钳间的切换。 替代手工方式的趋势。对车身弧焊机器人工作站的设
为实现更高的焊接质量并满足性能要求，AP12线 计规划应首先考虑是否满足生产纲领、工作站的柔性
还引进采用了新型中频点焊伺服焊枪控制技术。此系 和焊接质量，以及机器人及焊枪的选型及电控设计。
统可满足高强/超高强度钢板和多层板材的焊接，以适 具体内容包括：弧焊机器人工作站的设备构成包括弧
应汽车轻量化与车身防撞安全不断提高的要求。伺服 焊机器人、机器人控制器、焊机、清枪系统、输送系
点焊机器人系统包括机器人本体、机器人控制器、中 统、焊接夹具、排烟除尘设备、安全防护网、弧光遮

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