搜索

汽车工程焊接机器人应用概述

2006-09-07   

1 汽车车身焊装工程 汽车车身焊装(Automobile Body Welding Assem-bly)工程是汽车整车制造中的重要工程之一。汽车车身,特别是轿车车身制造一直是高新技术应用相对集中的场合,其主要特征是:由大量焊接机器人(Welding Robots)和计算机控制的自动化焊装设备构成汽车车身焊装生产线(Welding Assembly Lines)。 虽然国内汽车车身焊接机器人焊装线的建立晚于国外15年左右,但开发速度快、技术起点高。近年来,国内的大型轿车车身制造厂几乎都采用了焊接机器人车身焊装线,而且其中几家体现了世界先进技术水平。 1.1 汽车车身结构 包括底板(PLATFORM)、侧围、车门(Doors)等部装件(Body Parts)及白车身(Body In White)总成(Assembly)(见图1)、车架(Flame) 等(见图2)。 1.2 汽车车身焊装 是指对各个部装件及白车身总成、进行以焊接工艺为主、并采用现代自动化焊接装备进行焊接、拼装。其中,电阻点焊工艺、CO2电弧弧焊工艺是主要工艺方法;还辅以TIG焊、MIG焊、MAG焊等电弧焊工艺以及包括现代开发的激光焊接与切割工艺等。 所采用的现代自动化焊接装备,主要是指完成电阻点焊、CO2电弧焊的工业机器人(见图3)。即点焊机器人(Spot Welding Robots)与CO2弧焊机器人(CO2 Gas Shelded Arc Welding Robots)。 下面的图片中(见图4、5、6、7),是车身的底板部装件、侧围部装件、车门部装件以及白车身总成的焊接机器人焊接。 据统计,每辆汽车车身(车身总成及车身部装件),大约有3000~4000个电阻点焊焊点和3m以上的断续焊缝。在汽车车身焊装工艺中,点焊机器人处主导、CO2弧焊机器人处辅助地位,而焊接机器人的应用则加速实现了车身制造的柔性化(Flexibility)、产量化与自动化的进程。车身制造厂要达20万辆以上的年产量,几乎都须采用机器人焊装线。这不仅是车身整车及零部件生产率要求,更源于机器人焊装生产线具有柔性,适应了市场对轿车车身改型生产的需求,同时,焊接质量得到保证(见图8)。 高新科技成果中的新工艺、新材料,都是首先在汽车制造业中被积极试用,一见成效迅速推广,诸如:激光熔焊、激光钎焊、激光切割、激光表面改性等激光热加工工艺已在汽车车身焊装和汽车零部件制造中成功应用,相应的机器人化的自动化装备亦随之大量跟进开发应用;而铝合金材料、敷层钢板(主要为镀锌、镀铅板)及细晶粒高强度钢板已经进入技术成熟的推广应用阶段(见图9)。 AUDI A8、AUDI A2是铝合金车身,AUDI、BMW都已将TIG、MAG、YAG激光等机器人焊接技术(见图10)得到成功应用。 由于铝合金车身的焊接变形远大于钢材,因此,采用了三座标测量与激光在线测量(见图11)。 2 汽车车身焊装线的构成类型 一个汽车车身厂焊装线的技术水平、生产率的高低主要是看其焊装线上使用的主要点焊设备的构成类型。常见的类型有: 2.1 悬挂式点焊机+固定式多点焊机类型 在这种类型的车身厂焊装线上,80%的点焊机为悬挂式点焊机(见图12、13),其次,有几台套固定式多点焊机(见图11)并辅以若干台固定座式单点焊机(见图17)。采用传统的悬挂式单点焊机、固定式多点焊机的车身焊装线的主要优点是成线投资少,因此多为大厂建厂初期或一般小厂采用。其最大缺点是:车身焊装基本是人工作业、劳动强度大、质量受人为因素的干扰。 固定式多点焊机的优点是生产效率高,焊接变形小。其缺点是不能适应于多种车型的生产,即非“柔性”的,只能用于一种车型车身的制造(见图14、15、16);因为对固定式焊装线来说,一旦车身外型要改变,焊装线上的所有点焊工位都须从电极加压系统、气动系统、多点焊机使用的液压系统、焊接变压器的二次供电系统——包括焊接变压器的二次侧电缆线、焊接变压器的二次侧焊接电流与电压及其它焊接参数的测量系统、所有电极、焊接变压器内部、焊接主电路中的大功率晶闸管等的冷却系统及控制系统(控制箱)须全盘变动,这实际上是很困难的。 2.2 悬挂式点焊机+局部点焊机器人类型 在这种类型的车身厂焊装线上,大部分的点焊机仍为悬挂式点焊机(见图16),只在关键的某些工位(例如车身总成合)上采用了点焊机器人。这样做的目的是想充分利用人力资源,节省一次投资。 由于适合国内人力资源丰富的国情,这种型式被很多国内汽车车身厂采用。 2.3 全点焊机器人类型 整个车间全部由点焊机器人、弧焊机器人、还有专门负责上下物料的搬运机器人、以及各种传送链、自动焊装夹具组合成无人、全自动车身车间,实现了车身装焊的全线“柔性化”(见图18)。 生产方式则为多品种、大批量混流生产。完全适应了现代大规模、多品种、大批量的生产方式,降低了成本,可有力地支撑本公司生产的汽车参与市场竞争。 国外年产30万辆以上的车身制造厂几乎都采用这种模式。

关键词:焊接机器人,汽车工程, | 作者 :

最新评论

查看更多评论   

关于我们

因为有你 新闻才更精彩

欢迎来投稿

版权所有

机械工业信息研究院· 金属加工在线MW1950 copyright © 2006-2018 mw1950.com .All Rights Reserved