車身車間PLC控制機(jī)器人的應(yīng)用

于安洲

摘 要 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展與自動(dòng)化水平的提高，機(jī)器人在汽車制造業(yè)的使用越來越廣泛，特別是對(duì)于車身車間，機(jī)器人可以用于車身的焊接、螺栓螺柱的焊接、零件的涂膠、板材與零件的搬運(yùn)等。機(jī)器人不但可以代替人完成繁重和機(jī)械性重復(fù)的勞動(dòng)，而且完成精度和效率更高、更穩(wěn)定。焊接機(jī)器人在車身車間的廣泛應(yīng)用，滿足并提升了車身工藝要求和焊接質(zhì)量，更有效提高了生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞 車身焊接 PLC 機(jī)器人

中圖分類號(hào)：TP273.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

汽車制造業(yè)中使用工業(yè)機(jī)器人不僅可以節(jié)約人力，降低企業(yè)成本，提高設(shè)備利用率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，更重要的是它可以保障工人安全，改善工作條件，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，減少人員風(fēng)險(xiǎn)，提高工作效率。

機(jī)器人在車身車間的應(yīng)用，大大減輕了操作工人的工作強(qiáng)度。對(duì)于某公司車身車間來說，車身車間所有的焊接，包括點(diǎn)焊、弧焊和激光焊接都是由機(jī)器人完成的，白車身的涂膠和大部分零件的搬運(yùn)也都是由機(jī)器人來完成的。焊接機(jī)器人的投入使用，不僅保證了焊接的精度和質(zhì)量，有效地替代了操作工人;而且具有比操作工人更快的速度和工作持久性，提高了生產(chǎn)節(jié)拍。

1六軸機(jī)器人的特點(diǎn)

（1）可編程：讓工業(yè)機(jī)器人功能更多樣化，可以根據(jù)用戶的需要進(jìn)行編程。

（2）可靠性強(qiáng)：正常運(yùn)行時(shí)間長，六軸工業(yè)機(jī)器人堅(jiān)固耐用，可靠性強(qiáng)、維護(hù)周期長。

（3）速度快：操作周期時(shí)間短，六軸工業(yè)機(jī)器人，優(yōu)化了機(jī)器人的加減速性能，使機(jī)器人工作節(jié)拍時(shí)間降至最短。

（4）精度高：工業(yè)機(jī)器人可以模仿人進(jìn)行行走、旋轉(zhuǎn)，可以全方位立體覆蓋每個(gè)角落，零件生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定;具有最佳的軌跡精度和重復(fù)定位精度;可以提高生產(chǎn)效率。

（5）通用性強(qiáng)：工業(yè)機(jī)器人，具有較好的通用性?？梢愿鶕?jù)需要更換工業(yè)機(jī)器人末端工具，俗稱（換槍盤）。如焊槍，抓手，涂膠機(jī)等。功率大，并適合惡劣生產(chǎn)環(huán)境。

2車身車間機(jī)器人的應(yīng)用范圍

2.1工件焊接

工件焊接包括點(diǎn)焊、弧焊和激光焊，是目前最大的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域。由于汽車制造業(yè)對(duì)許多構(gòu)件的焊接精度和速度等指標(biāo)提出越來越高的要求，一般工人已經(jīng)難以勝任這一工作;此外，焊接時(shí)的火花及粉塵等，對(duì)人體造成危害，因此，焊接過程的完全自動(dòng)化已成為重要的研究課題，其中，最為重要的就是要應(yīng)用焊接機(jī)器人。現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中，各種焊接工藝和過程都可以使用工業(yè)機(jī)器人來執(zhí)行，以取代操作工人在惡劣的焊接環(huán)境下工作。

2.2涂膠機(jī)器人

在車身上應(yīng)用的膠是密封和減震降噪的作用，其作用非常重要，這就對(duì)膠條的質(zhì)量提出了很高的要求。所以采用機(jī)器人涂膠，能更好的保證膠的質(zhì)量。涂膠質(zhì)量的好壞決定著整臺(tái)車的密封性，同時(shí)影響著整個(gè)汽車品牌的價(jià)值和口碑。

2.3檢測機(jī)器人

為了保證車身的整體焊接質(zhì)量，在車身焊接的過程中或整個(gè)焊接工作完成之后，需要對(duì)車身上的一些重要部位的焊縫和螺柱進(jìn)行檢查。焊縫位置和形狀的復(fù)雜性給檢測工具的適應(yīng)性提出了要求。在自動(dòng)化程度很高的車身車間焊裝生產(chǎn)線上，可以使用動(dòng)作靈活的機(jī)器人代替工人攜帶專用的檢測裝置進(jìn)行焊縫檢測，一般的機(jī)械裝置就很難像機(jī)器人那樣執(zhí)行這一任務(wù)。

2.4搬運(yùn)機(jī)器人

在車身車間，焊接前物料的搬運(yùn)與轉(zhuǎn)移是一項(xiàng)很繁瑣繁重的任務(wù)，這大部分都由專用叉車來完成，但專用叉車做的工作主要是將大量工件從儲(chǔ)存車間搬運(yùn)到焊裝生產(chǎn)線的緩存區(qū)，將工件從生產(chǎn)線的緩存區(qū)搬運(yùn)到生產(chǎn)線的焊接夾具上以及工件在生產(chǎn)線上的傳遞工作都需要由動(dòng)作靈活的工業(yè)機(jī)器人來完成。這不僅提高了生產(chǎn)效率，又減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

在汽車生產(chǎn)制造領(lǐng)域，機(jī)器人除了在焊接工藝過程中有主要應(yīng)用之外，還在工件夾持定位中有著廣泛的應(yīng)用。在實(shí)現(xiàn)汽車車身焊接生產(chǎn)的車身車間中，要實(shí)現(xiàn)車身工件高質(zhì)量的焊接，就要求必須對(duì)焊接過程進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，一方面要求焊接機(jī)器人對(duì)焊槍的姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行準(zhǔn)確控制，另一方面要求各種夾具對(duì)待焊接工件進(jìn)行夾持定位。夾具種類很多，大部分的專用夾具只能用來實(shí)現(xiàn)非移動(dòng)工件的定位，但不能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)工件的定位，這需要采用抓手機(jī)器人才能實(shí)現(xiàn)。

3機(jī)器人的編程

某公司車身車間采用的是西門子S400系列PLC控制的ABB機(jī)器人。如某工位的一臺(tái)機(jī)器人的焊接和運(yùn)動(dòng)軌跡包括機(jī)器人的主程序：移動(dòng)焊槍焊接夾具臺(tái)，抓手搬運(yùn)零件，夾持零件固定焊槍焊接，放焊接完成的零件;輔助程序：手動(dòng)和自動(dòng)焊槍電極的修磨，焊槍的維修位置，抓手的維修位置，抱閘測試等。

4結(jié)語

在可預(yù)見的未來，焊接機(jī)器人的應(yīng)用空間將更廣闊，應(yīng)用技術(shù)將更先進(jìn)。具體來說，焊接機(jī)器人綜合性能不斷提升，故障診斷系統(tǒng)功能更強(qiáng)大，故障率更低;機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的進(jìn)步，使焊接機(jī)器人更緊湊，所占空間更小;焊接機(jī)器人的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)從仿真、預(yù)演向過程控制技術(shù)發(fā)展;機(jī)器人智能化程度越來越高，擁有焊縫質(zhì)量診斷功能;機(jī)器人適應(yīng)環(huán)境的能力越來越強(qiáng)，能適用于非常惡劣的工況。

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步與應(yīng)用，有力地推動(dòng)了世界工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步。焊接機(jī)器人在高質(zhì)量、高效率的焊接生產(chǎn)中，發(fā)揮了極其重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 李道霖.電氣控制與PLC原理及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[2] 孫樹棟.工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)[M].西北工業(yè)大學(xué)出版社，2006.

[3] 黃金河，劉國山，許嘉平.中國汽車焊接技術(shù)的探究[J].汽車工藝與材料，2014（05）.