对于机器人在车辆减振器焊接中的应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com第5期(总第162期)机械工程与自动化NO．52010年1O月MECHANICALENGINEERING&AUT0MAT10N0ct．文章编号：1672—6413(2010)05—0147—02机器人在车辆减振器焊接中的应用陈国棵(1．萨克斯汽车零部件系统(上海)有限公司，上海201111；2．上海大学机电工程学院，上海200444)摘要：介绍了焊接机器人在车辆减振器外筒和吊耳焊接中的应用。对焊接机器人工作站的组成及特点、焊接夹具设计及柔性化结构的实现作了详细的叙

2、述。关键词：焊接机器人；夹具；减振器中图分类号：TP242．2文献标识码：A0引言以小批量生产为主，适合采用焊接机器人进行焊接。焊接机器人的主要优点在于稳定性高，并能提高外筒底盖主焊缝焊接质量和生产效率、改善劳动条件。焊接机器人适合被焊件焊缝形状较复杂、中小批量产品的生产。当工件焊接间隙变化较大时，焊接机器人可采用焊枪微摆动方法来解决。在车辆减振器焊接中，应用焊接机器人可提高焊接质量，这是因为在机器人焊接过程中焊接参数(如焊接电流、电压、速度及焊丝伸出长度)的变化较小。对不吊耳同型号的减振器可由工艺

3、技师或工程师预先在人机界面触摸屏中输人经过优化的工艺参数，减少换型调节工艺参数的时间，降低对工人操作技术的要求，因此，应用焊接机器人的焊接质量稳定，而且由不同工人操作焊接质量均可达到一致性。采用机器人焊接时，工人只需按要求装卸工件，工图1减振器外简总成示意图件装夹和定位则由夹紧装置自动完成且夹紧和定位位2焊接机器人工作站的组成及特点置由传感器反馈控制，机器人控制系统在检测到定位焊接机器人的结构采用6轴关节型机器人(Six—传感器反馈控制信号后才开始焊接，从而在减轻工人axisrevoluterobo

4、ts)，机器人的外形结构和动作与人劳动强度的同时也减少了人为因素对焊接质量的影的手臂相类似。6轴是指转腰轴、摆臂轴、摆肘轴、转响。本文以车辆减振器外筒总成焊接为例，简要介绍腕轴、摆腕轴、转手轴，完成一次简单的焊接作业要减振器焊接中应用焊接机器人的情况。求6轴关节型机器人的6轴动作的相互协调。1减振器外筒总成的结构焊接机器人(德国CIoOS公司产品)的组成如减振器外筒总成由外筒、底盖和吊耳组成，如图下：①焊接机器人1台，包含Romat机器人本体1套、1所示。Rotrol控制器1套；②焊接电源1台，包含

5、焊机、送该结构中的外筒壁厚较薄，底盖和吊耳焊接后形丝机构和冷却系统；③变位机2套，包含伺服电机、气位公差精度和强度要求较高。由于减振器按客户订货电组合滑环系统和齿轮减速装置；④焊接房间1套，包生产，新产品开发多，交货周期短，更换规格快，且含照明系统、自动移门和维修通道门。收稿日期：2010-03一l8；修回日期：2010-0511作者简介：陈国楔(1956一)，男，浙江宁波人．工程师，在读博士研究生，主要从事汽车零部件设计和理论研究。学兔兔www.xuetutu.com·148·机械工程与自动化20

6、10年第5期图2为机器人焊接区布局示意图。件的定位准确可靠；③在外筒长度尺寸变化范围很大的条件下，如何设计夹具的结构；④新的焊接夹具要与旧夹具共线生产，如何符合机器人变位机的载能力和机电接口。机器人在T50型减振器和334型减振器吊耳焊接中应用时，考虑到新产品开发周期短的特点，在两种外筒直径不同且外筒长度相差6倍的情况下，应用销轴定位法实现了由同一个基座重构多种底盖与吊耳的焊接夹具。图3为T50型减振器外筒与吊耳焊接夹具示意图，其外筒直径为72mm，外筒长度120mm。对于334型减振器(外筒直径8

7、5mm，外筒长度740ram)，在焊接外筒和吊耳时，通过变换定位件及调1一第1工位变位机；2一第1工位装卸工件移f]；节夹紧位置和方向实现焊接件的夹紧，而不必更换基3一机器人第4轴(转腕轴)；4一机器人第5轴(摆腕轴)；5一操作面板；6机器人第6轴(转手轴)；座。7一焊枪；8--第2工位装卸工件移门；9一第2工位变位机；10一电控箱I；11一焊机；12一电控箱II；13一维修l『]I；l4一送丝机；15一焊丝筒；l6一维修门II图2机器人焊接区布局示意图焊接机器人工作站变位系统上的两个工装分别具有2

8、个自由度，且为机器人的外部轴，能够满足不同位置焊缝的焊接要求。通过预先设定外部轴的2个转角可使每条焊缝上的焊接点处于合理焊接的角度，从1一吊耳自定心夹紧气缸；2～工件(吊耳)；3一工件(底盖)而保证优良的焊接成形和焊接质量。4一外筒定位套筒；5一工件(外筒)；6一外筒轴向定位锁紧手柄；3机器人焊接夹具的设计7一外筒轴向可移定位块；8--导轨定位销；9--转角指示块；机器人焊接过程中需要装夹和定位工件，焊接夹10--定位套筒支架；11一套筒支架底板；12--轴向顶紧气缸