自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線優(yōu)化研究分析

王赟

摘? ?要：該文以自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線優(yōu)化研究分析為主要內(nèi)容進(jìn)行闡述，以當(dāng)下機(jī)器人自動化焊接生產(chǎn)線關(guān)鍵技術(shù)分析和機(jī)器人焊接自動生產(chǎn)線優(yōu)化對策為主要依據(jù)，首先分析了生產(chǎn)線自動化硬件技術(shù)、生產(chǎn)線智能關(guān)鍵技術(shù)，其次選擇高水平的專業(yè)人才、選擇適合的機(jī)器人焊接設(shè)備、切割件，并對沖壓件質(zhì)量進(jìn)行深度優(yōu)化，選擇適合的生產(chǎn)線優(yōu)化對策進(jìn)行深入探討和分析，目的在于提升自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線的效果，為相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：自動化焊接;機(jī)器人;生產(chǎn)線優(yōu)化;焊接設(shè)備

中圖分類號：TP242? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

我國自動化焊接機(jī)器人應(yīng)用在各個行業(yè)領(lǐng)域，不過因為受到實際需求以及產(chǎn)品要求等各種因素的影響，導(dǎo)致其無法在生產(chǎn)線中使用。對于汽車行業(yè)來說，焊接生產(chǎn)有著多年的生產(chǎn)經(jīng)驗，生產(chǎn)線整體是比較具體和成熟的，受到人們的廣泛關(guān)注。整個焊接工藝在實際生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)報廢和返工的現(xiàn)象，所以需要對汽車焊接生產(chǎn)線進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。

1 機(jī)器人自動化焊接生產(chǎn)線關(guān)鍵技術(shù)分析

1.1 生產(chǎn)線自動化硬件技術(shù)

焊接機(jī)器人、設(shè)備以及輔助設(shè)備等需要共同完成自動化生產(chǎn)線工作，整個生產(chǎn)流程為自動工裝采用氣動以及液壓驅(qū)動定位夾緊結(jié)構(gòu)，通過焊接機(jī)器人以及變位機(jī)可以實現(xiàn)整個工件的準(zhǔn)確定位焊接和自動焊接工作。過程中也可以采用Pickup或是輥道等自動輸送設(shè)備，完成整個生產(chǎn)線工位間的自動物流輸送工作。工件需要自動定位夾緊，可以采用氣動加緊技術(shù)完成夾具夾緊的工作，自動定位夾緊機(jī)構(gòu)在工件上準(zhǔn)確定位，板厚較大的物件則可以通過整體式C型缸進(jìn)行側(cè)壓，或是通過點固焊接工件，也可以使用液壓加緊方式。

一般來說需要配置相關(guān)數(shù)量的變位機(jī)、輔助裝置等，主要特征在于機(jī)器人能夠?qū)φ麄€系統(tǒng)進(jìn)行合理控制，可以滿足實際需求，符合位置安裝要求，借助機(jī)器人外部協(xié)調(diào)功能保證變位機(jī)能夠順利工作，降低機(jī)器人開動率。整線的通訊形式分別是IO和總線2種，整體網(wǎng)絡(luò)建議改為環(huán)網(wǎng)形式，這樣可以為網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性及快速排查問題提供了很大的幫助。

機(jī)器人焊接軟件以及焊縫技術(shù)數(shù)據(jù)，目前國內(nèi)還不能準(zhǔn)確和具體的掌握，因此在指定的工藝數(shù)據(jù)和工業(yè)環(huán)境下對電磁內(nèi)容進(jìn)行具體分析，防止設(shè)計軟件平臺出現(xiàn)差距性問題，例如視覺跟蹤功能，設(shè)備可以對焊縫進(jìn)行跟蹤比對，實現(xiàn)完美焊接是主要的攻關(guān)方向，另外，對操作人員的技能水平要求也有了相應(yīng)的要求，所以需要對人才培養(yǎng)模式進(jìn)行優(yōu)化。

1.2 生產(chǎn)線智能關(guān)鍵技術(shù)

機(jī)器人傳感器技術(shù)。傳感器主要包括各類接近開關(guān)、行程限位開關(guān)和旋轉(zhuǎn)編碼器等。焊接夾具、抓手是否可以有效地接收到感應(yīng)，輸送檢測以及移動是否到位等與傳感器息息相關(guān)，各類傳感器還可以控制設(shè)備的角度和速度。傳感器檢測結(jié)果可以直接傳輸?shù)絇LC中，并對生產(chǎn)線狀態(tài)以及動作任務(wù)進(jìn)行合理判斷。

PLC控制系統(tǒng)的原則是集中控制和分散控制，借助實際系統(tǒng)，將其分為不同形式，實現(xiàn)對設(shè)備安全運行的合理分析、快速響應(yīng)，針對生產(chǎn)線具體情況定位分析，做好維護(hù)工作。PLC可以直接對機(jī)器人的氣缸和工位傳感器進(jìn)行控制，還可以完成自動檢測工作，結(jié)合實際情況做好防御對策，一旦發(fā)現(xiàn)機(jī)器人出現(xiàn)工位錯位現(xiàn)象，系統(tǒng)就會立即發(fā)出警報，停止所有工作。

2 機(jī)器人焊接自動生產(chǎn)線優(yōu)化對策

2.1 選擇高水平專業(yè)人才

機(jī)器人自動化焊接生產(chǎn)線包含了大量工業(yè)機(jī)器人變位機(jī)和夾具等設(shè)備，還包括PLC控制系統(tǒng)和智能信息化系統(tǒng)等，各種系統(tǒng)在實際操作過程中具有很高的專業(yè)性和綜合性，對工作人員的專業(yè)性也有一定的要求，需要高水平的專業(yè)人士來操作。確保工作人員具備專業(yè)的理論知識和技能，能夠滿足機(jī)器人生產(chǎn)線的工作需求，將其作為設(shè)備研究的參考依據(jù)，做好防護(hù)工作，提升機(jī)器人焊接工作的效果。

2.2 選擇適合機(jī)器人焊接設(shè)備

機(jī)器人自動化焊接生產(chǎn)線由工業(yè)機(jī)器人、焊接設(shè)備和輔助設(shè)備組成，各種設(shè)備的性能不同，并且質(zhì)量存在差異，對技術(shù)參數(shù)的要求也不同，在實際工作中需要針對性能的具體情況進(jìn)行具體分析，進(jìn)而可以充分發(fā)揮整個生產(chǎn)線的價值，避免在實際自動化焊接生產(chǎn)中出現(xiàn)過剩以及不足的現(xiàn)象，導(dǎo)致生產(chǎn)期間出現(xiàn)各種事故。

在選擇機(jī)器人焊接設(shè)備時，一定要滿足實際需求，為其選擇適合的品牌設(shè)備以及最佳的組合形式。對各種設(shè)備零件以及性能進(jìn)行完善和優(yōu)化，使得設(shè)備可以發(fā)揮出自身的最佳價值，不同設(shè)備組合起來效果更好，可以為機(jī)器人生產(chǎn)提供有利條件。

2.3 切割件以及沖壓件質(zhì)量需要深度優(yōu)化

機(jī)器人自動化焊接生產(chǎn)線對切割件和沖壓件精準(zhǔn)度進(jìn)行確定，并且對兩者的要求很高，需要對切割件和沖壓件的一致性進(jìn)行分析，當(dāng)機(jī)器人焊接工作完成后，可以實現(xiàn)焊道一致性的需求，并且對焊接間隙要求很高，所以在機(jī)器人焊接自動化生產(chǎn)線工作過程中，在焊接前期要對工序進(jìn)行檢查，為其提供高精度、高質(zhì)量切割以及沖壓設(shè)備等，做好切割優(yōu)化和設(shè)備優(yōu)化工作，使整個設(shè)備可以充分發(fā)揮內(nèi)在優(yōu)勢，為整個機(jī)器人自動化生產(chǎn)提供先進(jìn)的設(shè)備，確保所有工序都能夠順利進(jìn)行，充分發(fā)揮機(jī)器人自動化焊接工作的效果。

2.4 選擇適合的生產(chǎn)線對策

首先，將機(jī)器人焊接自動化線與獨立機(jī)器人焊接工作站進(jìn)行對比，焊接自動線需要的經(jīng)濟(jì)投入更多，并且需要很多時間來進(jìn)行生產(chǎn)線的布置工作，還要進(jìn)行制造實踐，切割件和沖壓件整體質(zhì)量要求特別高。并且整個工作中生產(chǎn)節(jié)拍也是比較長的，前道工序基本質(zhì)量要求不高，整體預(yù)算也是比較低的，這時就需要對獨立機(jī)器人焊接站進(jìn)行分析和研究。也就是說，一般產(chǎn)品的生產(chǎn)整體工序看起來比較復(fù)雜，那么就需要引入自動化焊接生產(chǎn)線。

其次，結(jié)合產(chǎn)品規(guī)劃實際需求和物流形式設(shè)計不同的方案，可以對一條能夠出現(xiàn)10萬產(chǎn)能的生產(chǎn)線進(jìn)行具體分析，也可以針對規(guī)劃產(chǎn)能生產(chǎn)線進(jìn)行具體分析，將其優(yōu)化為2條5萬產(chǎn)能的生產(chǎn)線，以此緩解資金不足以及項目風(fēng)險等。選擇物流形式時則可以對單邊以及雙邊物流進(jìn)行分析，針對實際情況對具體問題進(jìn)行處理，解決工作站以及節(jié)拍速度不均等變化，對工作站差異問題進(jìn)行具體分析，可以提升整個生產(chǎn)線的容錯能力和應(yīng)變靈活性，冷卻則可以減少焊接變形問題，一定要結(jié)合生產(chǎn)的實際需求以及特征進(jìn)行分析，提供適合的生產(chǎn)線方案。

3 結(jié)語

總而言之，隨著自動化以及智能化技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)器人逐漸出現(xiàn)在不同行業(yè)和領(lǐng)域中，并取得了優(yōu)異的成績。在焊接過程中引入機(jī)器人，構(gòu)成焊接自動化生產(chǎn)線，可以減少人工的工作強(qiáng)度和難度，可以有效提升焊接工作的整體質(zhì)量和效率。針對機(jī)器人焊接自動化生產(chǎn)線的工作需求進(jìn)行全面優(yōu)化和改進(jìn)，為整個中國行業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]賈玉濤.自動化焊接機(jī)器人生產(chǎn)線優(yōu)化探討[J].科學(xué)與信息化，2017（25）：31.

[2]張鑫.機(jī)器人自動化焊接生產(chǎn)線[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018，172（40）：46-47.

[3]李恒，張翅，黃智泉，等.中部槽機(jī)器人焊接生產(chǎn)線方案設(shè)計及應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2019，38（5）：189-192.