焊接机器人在重卡行业应用的问题分析与对策

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1、焊接机器人在重卡行业应用的问题分析与对策李阳李国睿张峰峰汶军科（陕西德仕汽车部件（集团）有限责任公司岐山分公司，陕西宝鸡722406）摘要：重卡汽车在我国经济发展中起着重要作用，在其生产过程中，焊接技术和设备对其质量影响重大。焊接机器人应用于陕汽德龙重卡汽车焊接生产线已有5年时间，其主焊线上应用焊接机器人已生产过6万余个驾驶室，具有焊接质量优良、生产效率高、柔性好、故障率低、产品适应性好等特点。焊接机器人在实际应用中展示出其具有焊接焊缝质量好、生产效率高和设备灵活性好的优点，现在分析焊接机器人在陕汽德龙重卡主焊线上应用情况的基础上，对于应用过程中存在的问题及整改经验做了总结和归纳。.jy

2、qkaster、德国的Robcad、意大利的Robomove等，原厂自带编程软件的有日本OTC的FDonDesk、美国ABB的RobotStudio等。2焊接机器人的系统构成采用机器人代替手工焊接作业是焊接制造业的发展趋势，是提高焊接质量、降低成本、改善工作环境的重要手段。机器人焊接作为现代制造技术发展的重要标志已被国内许多工厂所接受，并且越来越多的企业首选焊接机器人作为技术改造的方案。焊接机器人是装备了焊钳或各类焊枪的自动化焊接设备，其运行控制系统涉及数学、自动控制等原理。机器人焊接技术需要一系列的配套系统，一般包括5个部分：（1）焊接机器人本体，一般由驱动器、传动机构、机械手臂、关节

3、以及内部传感器等组成，任务是精确地控制机械手末端（焊枪）位置、姿态和运动轨迹。焊接机器人上装有送丝装置，大多在第三轴和第四轴之间。（2）焊接机器人控制柜是神经中枢，一般包括计算机硬件、软件和专用电路，负责收集处理机器人工作过程中的全部信息并控制其全部动作。（3）焊接电源系统，包括焊接电源、专用焊枪等。（4）焊接传感器及系统安全保护设施。（5）焊接工装夹具。目前主流的工装夹具以气动和电动夹具为主，由外部I/O接口与机器人通讯，由机器人控制本体的6个电机与外部轴的伺服电机。3焊接机器人使用过程中可能遇到的问题及解决方案3.1电缆磨损问题机器人各个工作场景均不同，在工作环境较差的情况下，由于机

4、器人的运动速度很快，一些通信电缆经过长期频繁的弯曲后会出现软管套破裂、电缆线磨损等问题，另外，如果电缆长度设置过短，在机器人工作时某些大幅度焊接动作可能会拉断电缆；电缆长度过长，则容易在机器人变换姿势时钩住工装或本体上的棱角导致自身被拉断。3.2供气、供水问题点焊设备在工作中需要用循环水来冷却，靠空气压力驱动汽缸的打开和关闭。压缩空气和水的供应质量尤为重要，循环水和空气必须先经过过滤，去除水中的杂质以及空气中的颗粒，不然时间久了会发生堵塞或腐蚀，造成水压、气压不足，继而影响机器人焊接工作质量，也会缩短机器人设备寿命。现在工厂基本都配备空压站及循环水处理站，以满足机器人工作需要，而有条件的

5、工厂，应对每台机器人加装过滤装置，以保证水、气的纯度。3.3位置偏移后在线示教问题在焊接时发生位置偏移，则此时焊接精度将不再有保证，轻则产生大量焊接废品，重则会导致机器人撞枪，甚至损毁机器人，必须停止机器人乃至整个生产线的工作，进行机器人在线示教后再运行，这个工作现在需要占用大量的生产时间。一些零件加工精度要求低，但机器人对焊接零件要求极高，位置公差偏移一般不能超过焊丝直径的一半，因此重新在线示教的工作量很大，浪费时间，降低了工作效率。处理这种问题的关键在于，不能将整个产品的所有焊缝程序编写为同一个文件，正确的方法是，将所有不连续焊缝进行命名，单独为每一个焊缝编制程序，最后使用一个总程序

6、调用各个焊缝程序，这样示教人员对于局部发生变化的零件调试程序更为便捷。3.4机器人与其他设备或障碍物碰撞问题不当操作会导致机器人或工装夹具发生碰撞，例如在重卡发动机支撑梁焊接工作站中，在卸掉焊完的产品后，如夹具拉手未能及时归位，机器人二次启动后，拉手与工装干涉，就会导致外部轴伺服电机负载过大而损坏。因此，必须为机器人工作站制定与工作环境相对应的操作规章制度，培训操作人员合理的操作流程及习惯，将事故的人为因素完全消除。焊接机器人在运行时，也容易发生误伤人员的事故，因此机器人工作时不应允许任何人进入其工作范围，且要保证机器人工作区域无干涉，可采取相应可靠的安全措施，如加装安全防护栏或加盖隔离

7、屋等，并在焊接机器人工位最近处安装多个急停开关，一旦发生危急情况，操作人员可就近急停机器人。3.5机器人维护问题目前重卡企业配备的机器人大多为FANUC、OTC、MOTOMAN、KUKA等品牌，均为国外厂商生产；国内目前还没有形成规模的生产厂家，虽然我国已经具有自主知识产权的焊接机器人系列产品，但无论从控制水平及可靠性还是成本来说，国产机器人与国外均有很大差距。而国外厂家对机器人配件的标准不同，导致不同品牌间配件互换性极差，且均须从