機(jī)器人焊接夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

任冬艷 劉鳳麗 王振濤 陶冶

摘 要：隨著科技的快速發(fā)展，汽車(chē)行業(yè)也有了質(zhì)的飛躍，車(chē)輛車(chē)型更新?lián)Q代的速度非?？?，但是現(xiàn)代化的汽車(chē)生產(chǎn)行業(yè)更注重車(chē)輛產(chǎn)品的質(zhì)量，和制造車(chē)輛的速度以及制造成本，對(duì)于一體化的生產(chǎn)線(xiàn)機(jī)器人的作用尤為重要，有著不可替代的作用，越來(lái)越高的生產(chǎn)強(qiáng)度對(duì)工業(yè)

機(jī)器人的質(zhì)量和柔性都有很大的要求，因?yàn)檫@關(guān)系到機(jī)器人高效率和車(chē)輛質(zhì)量，本文主要介紹了車(chē)輛生產(chǎn)過(guò)程中機(jī)器人的作用以及機(jī)器人焊接夾具的零件選擇，也對(duì)機(jī)器人焊接夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了淺析，對(duì)車(chē)輛生產(chǎn)過(guò)程有一定的幫助。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；焊接夾具；柔性化設(shè)計(jì)

如今在科技快速發(fā)展的時(shí)代，機(jī)器人又經(jīng)過(guò)很多年的快速發(fā)展，如今已經(jīng)用在了工業(yè)生產(chǎn)的很多地方，涉及面很廣，對(duì)企業(yè)降低成本和保證生產(chǎn)質(zhì)量有很大的作用，在生產(chǎn)車(chē)間中已經(jīng)有很多機(jī)器人用在生產(chǎn)一線(xiàn)中，尤其是車(chē)輛的零部件制造中，隨著車(chē)輛的個(gè)性化，性能特點(diǎn)和品牌更新，焊接夾具的柔韌性和高效性，顯得尤為重要，這已經(jīng)成為核心問(wèn)題而被廣泛關(guān)注，

一、排氣系統(tǒng)在轎車(chē)中具有的特性以及構(gòu)成

車(chē)輛中的排氣系統(tǒng)是處理發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的重要組成部分，分為熱端和冷端，熱端離發(fā)動(dòng)機(jī)較遠(yuǎn)，冷端離發(fā)動(dòng)機(jī)較近，熱端主要是與發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣口相連接，其中包括歧管，二級(jí)凈化器，催化凈化器，法蘭和螺母還有傳感器等，而冷端則是一部分連接熱管，還有一部分包括，后消，尾管，中消，排氣管，掛鉤及法蘭等零件。在排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，夾具應(yīng)該滿(mǎn)足其組成零部件的特性和功能，應(yīng)該對(duì)這些都有充分的了解，熱端部件的重要功能之一是凈化，對(duì)焊接的密度要求甚高，熱端的部件由于發(fā)動(dòng)機(jī)的硬件設(shè)施連接很多，所以在耐熱性和精度上都有嚴(yán)格的要求。冷端的功能主要是減低噪音，其對(duì)焊接的精度要求沒(méi)有熱端的高，允許焊接接縫處二次起弧，但是起弧點(diǎn)有所要求，因?yàn)槔涠说牟考行┨幵诶淠后w的侵蝕下，所以這些位置，要通過(guò)鉤和其他軟連接固定，尺寸控制和精度控制可以適當(dāng)放松。

二、關(guān)于焊接夾具的研究要點(diǎn)

（一）熱端夾具

熱鍛夾具相對(duì)于汽車(chē)其他部位的焊接工藝而言相對(duì)復(fù)雜，通常需三至四次才能完成焊接，主要由于部件復(fù)雜，致使夾具比其他零件的焊接復(fù)雜，一般的過(guò)程是 ：一，進(jìn)氣法蘭+歧管焊接夾具，二，歧管組件+催化轉(zhuǎn)換器+波紋管+氧傳感器螺母焊接夾具，三，組件+鉤+支架焊接夾具。

1.進(jìn)氣法蘭和歧管焊接夾具

進(jìn)口法蘭法蘭歧管焊接更多焊接，因?yàn)槠绻芎附臃植疾簧?，所以工件完成后變形焊接?wèn)題非常嚴(yán)重，而入口法蘭與發(fā)動(dòng)機(jī)連接的重要部件，平直度 要求相對(duì)較高，因此固定裝置中的抗變形設(shè)計(jì)在參考孔和安裝表面上的法蘭選擇，帶有死鎖的壓縮機(jī)或大型氣缸的選擇中非常重要，如果考慮到 客戶(hù)的維護(hù)也可以采用液壓壓縮，如果采用液壓壓縮法，應(yīng)調(diào)整法蘭焊接順序，以降低入口法蘭焊縫的變形濃度。面對(duì)這些空間的焊縫分布比較復(fù)雜，一道工序中由于焊槍的位置與焊縫的位置有差異所以不能一次性完成，這時(shí)就需要設(shè)當(dāng)?shù)脑黾庸ば?，將?fù)雜的散點(diǎn)通過(guò)夾具固定成型，最后用一只固定架對(duì)準(zhǔn)工件，使自動(dòng)焊接夾具完成所有焊縫。 為了使歧管和進(jìn)氣法蘭焊接后的焊接形狀，在歧管焊接夾具前后的工藝定位基準(zhǔn)必須一致，另外為了確保工件每次可以安裝到位， 良好的焊接后，必須將管插入入口法蘭。

2.歧管組件加催化轉(zhuǎn)化器加波紋管氧傳感器螺母焊接夾具

歧管子組件定位可參考歧管組件焊接夾具，注意保持一致的定位基準(zhǔn)。 凈化器可以使用圓柱輪廓定位和壓制。 波紋管是一個(gè)靈活的部分，也稱(chēng)為柔性部分，定位需要考慮其長(zhǎng)度方向的大小。 由于波紋管的外層較薄，容易受到飛濺的影響。 因此，波紋管部分的夾具需要考慮護(hù)罩結(jié)構(gòu)。 出口法蘭定位，定位法蘭在孔和法蘭安裝面上，然后可以通過(guò)氣缸壓緊。

（二）焊接冷端夾具

冷端的零部件相對(duì)于熱端的較少，主要分為中消和后消，焊接消音器兩屆的部件有管件掛鉤和法蘭以及支架等，由于冷端的零件少，所以余留下的空間也相對(duì)較大，對(duì)于焊槍的使用空間也大了，工序一般是先完成各法蘭、管件和消聲器之間的環(huán)縫連接性焊接，然后進(jìn)行焊接掛鉤等小尺寸焊縫。但是中，后消，距離熱端比較近，所以應(yīng)該防止熱端流出的冷凝水的腐蝕，所以對(duì)中，后消的焊接點(diǎn)一定要有充分的了解，所以在夾具前期設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該對(duì)夾具的設(shè)計(jì)圖紙有充分的認(rèn)識(shí)和了解，定點(diǎn)處的零件選擇要慎重，應(yīng)該根據(jù)零件的特性進(jìn)行選擇。

三、夾具的柔性設(shè)計(jì)

隨著多種多樣汽車(chē)的出現(xiàn)，不僅僅是對(duì)排氣系統(tǒng)的焊接機(jī)器人提出了高的要求，更是對(duì)高質(zhì)量夾具設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)，這些主要在夾具的柔性設(shè)計(jì)中，柔性的設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在兩點(diǎn)：第一點(diǎn)是快速更換夾具和梁整體，經(jīng)常適用于產(chǎn)品部件的較大差異產(chǎn)品部件，另一種設(shè)計(jì)是夾具梁 電磁閥端子共用。也就是快換夾具，這種設(shè)計(jì)適合特性相同的產(chǎn)品，

（一）夾具和梁整體快速更換設(shè)計(jì)

夾具梁和變位機(jī)之間的快速更換可以成分體現(xiàn)出其快換設(shè)計(jì)，夾具梁安裝在板的每一側(cè)，每個(gè)板都配有一個(gè)定位銷(xiāo)，定位器的兩端也安裝。 安裝定位銷(xiāo)的L板側(cè)，定位方法的關(guān)鍵槽槽的另一側(cè)，從上到下安裝的連接，夾具和夾具梁整體，這種快速更換結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠， 定位重復(fù)性好，已成為機(jī)器人公司常見(jiàn)的快速變更結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。

（二）夾具和梁部分快速更換設(shè)計(jì)

這種設(shè)計(jì)也有兩種，第一種與整體快換相類(lèi)似。第二種類(lèi)型是更多的產(chǎn)品類(lèi)型，更相似，互換性要求高，夾具梁分為同一標(biāo)準(zhǔn)模塊，固定梁上的定位銷(xiāo)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)尺寸分布，夾具可按照要求 夾具梁標(biāo)準(zhǔn)尺寸的地板，底板做標(biāo)準(zhǔn)銷(xiāo)與引腳定位。

四、結(jié)語(yǔ)

本文主要介紹了轎車(chē)排氣系統(tǒng)的構(gòu)成和機(jī)器人焊接夾具的柔性化設(shè)計(jì)及其優(yōu)化。通過(guò)采取可靠的工藝措施，焊接被加入到工藝中，焊縫沒(méi)有看到，焊縫焊接非常困難，焊接比較容易焊接焊縫更好的可見(jiàn)度。 這是成功焊接的關(guān)鍵措施。 汽車(chē)生產(chǎn)和未來(lái)的品種將會(huì)快速增加，機(jī)器人焊接夾具的靈活性將越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但機(jī)器人焊接夾具的設(shè)計(jì)還有待提高，只有進(jìn)一步提高排氣系統(tǒng)焊接夾具的設(shè)計(jì)水平，才能汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展同步前進(jìn)。

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