點(diǎn)焊機(jī)器人參數(shù)體系建立及優(yōu)化應(yīng)用

楊京

摘 要：針對(duì)原有工藝文件的手工焊接設(shè)定在機(jī)器人參數(shù)監(jiān)控、干預(yù)、數(shù)據(jù)采集等方面存在空白的缺陷，文章建立了裝焊車(chē)間點(diǎn)焊機(jī)器人參數(shù)體系，并通過(guò)優(yōu)化應(yīng)用，有效提升機(jī)器人焊接質(zhì)量及焊接效果。

關(guān)鍵詞：點(diǎn)焊機(jī)器人;焊接參數(shù);效率提升

中圖分類(lèi)號(hào)：TP242.2? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1671-7988（2020）17-155-02

Establishment and Optimization the Parameter System for Spot Welding Robot

Yang Jing

（ Shaanxi Automobile Group Co. Ltd， Shaanxi Xi'an 710200 ）

Abstract： In the view of the original process documents， which mainly aim at manual welding operation， the parameter monitoring， intervention， data acquisition and other aspects for the spot welding robot exist blank defects. Establishment and optimization the parameter system for the spot welding robot in welding workshop can effectively improve the quality of robot welding and welding effect.

Keywords： Spot Welding robot; Welding parameters; Efficiency improvement

CLC NO.： TP242.2? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）17-155-02

引言

機(jī)器人技術(shù)作為制造技術(shù)的典型代表和先進(jìn)手段，在制造業(yè)實(shí)現(xiàn)焊接產(chǎn)品制造的自動(dòng)化、柔性化與智能化方面已成為必然趨勢(shì)，采用機(jī)器人焊接已成為自動(dòng)焊接技術(shù)現(xiàn)代化的主要標(biāo)志。點(diǎn)焊機(jī)器人參數(shù)體系建立及監(jiān)控對(duì)焊接質(zhì)量及批量自動(dòng)化生產(chǎn)有著重要意義。

1 點(diǎn)焊機(jī)器人焊接參數(shù)體系建立

1.1 現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

在我公司裝焊車(chē)間應(yīng)用的機(jī)器人主要為德國(guó)KUKA KRC2系列機(jī)器人和瑞典ABB IRB660系列機(jī)器人，機(jī)器人工位主要涉及駕駛室白車(chē)身外觀(guān)及關(guān)鍵工作焊點(diǎn)焊接，參數(shù)監(jiān)控存在一定空白且工藝要求比較寬泛，主要依靠實(shí)物質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控。實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)機(jī)器人焊接參數(shù)對(duì)焊接質(zhì)量、焊接飛濺、焊接效率都有著重要意義。

1.2 參數(shù)體系建立方法

（1）明確機(jī)器人每個(gè)焊點(diǎn)與焊接控制器內(nèi)對(duì)應(yīng)焊接規(guī)范號(hào)。每種機(jī)器人在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下查看參數(shù)方法不同，特別是KUKA機(jī)器在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下無(wú)法直接查看每個(gè)焊點(diǎn)對(duì)應(yīng)焊接規(guī)范，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，追溯存在困難。編制《點(diǎn)焊機(jī)器人焊接參數(shù)分布圖片可視化清單》，將焊點(diǎn)分布、對(duì)應(yīng)焊接規(guī)范與工藝文件料厚、焊點(diǎn)數(shù)進(jìn)行有效對(duì)應(yīng)，方便在實(shí)際應(yīng)用中快速找到當(dāng)前焊點(diǎn)使用的焊接規(guī)范并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

（2）建立《點(diǎn)焊機(jī)器人工藝參數(shù)表》。通過(guò)與焊接控制器連接，讀取焊接參數(shù)。在工藝參數(shù)表中明確機(jī)器人詳細(xì)參數(shù)。通過(guò)大量現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器人使用焊接參數(shù)及對(duì)應(yīng)料厚、工藝情況等，建立《裝焊車(chē)間點(diǎn)焊機(jī)器人參數(shù)體系》。

（3）針對(duì)焊接質(zhì)量不好、焊接飛濺較大的機(jī)器人參數(shù)進(jìn)行修改。修改機(jī)器人參數(shù)時(shí)，由工藝、設(shè)備、質(zhì)檢三方共同確認(rèn)，加工人配合，完成參數(shù)查看→參數(shù)修改→試焊接→試片剝離→調(diào)整后再次試焊接→試片剝離直至合格全過(guò)程，填寫(xiě)《機(jī)器人參數(shù)更改說(shuō)明》，確保工藝參數(shù)的可追溯性及可靠性。

（4）通過(guò)點(diǎn)焊機(jī)器人參數(shù)體系建立，優(yōu)化原有工藝文件，使工藝參數(shù)指導(dǎo)結(jié)合料厚、板材層數(shù)等更具有針對(duì)性，定期對(duì)《點(diǎn)焊機(jī)器人焊接參數(shù)表》進(jìn)行更新，確保焊接參數(shù)的實(shí)時(shí)性與可追溯性。

2 點(diǎn)焊機(jī)器人焊接參數(shù)監(jiān)控方法

點(diǎn)焊機(jī)器人根據(jù)焊接控制器的不同，焊接參數(shù)監(jiān)控方法也不同。以博世焊接控制器為例，進(jìn)行監(jiān)控方法介紹。博世焊接控制器可以通過(guò)BOS5000/BOS6000軟件完成，進(jìn)入軟件后，主界面選擇Operation、選擇規(guī)范號(hào)進(jìn)去焊接參數(shù)界面，在線(xiàn)可以監(jiān)控到焊接控制器焊接參數(shù)信息及更多詳細(xì)設(shè)置，進(jìn)行修改、導(dǎo)出、導(dǎo)入等。

3 應(yīng)用實(shí)例

機(jī)器人焊接參數(shù)是由焊接電流、焊接時(shí)間、焊接壓力、維持和休止時(shí)間構(gòu)成的一個(gè)焊接體系。其中任一個(gè)參數(shù)的變化都會(huì)對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行影響，同時(shí)也會(huì)影響焊接節(jié)拍及設(shè)備使用壽命。

3.1 完成裝焊車(chē)間點(diǎn)焊機(jī)器人參數(shù)體系建立

針對(duì)裝焊車(chē)間部分區(qū)域24臺(tái)點(diǎn)焊機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用情況，梳理機(jī)器人焊接參數(shù)，對(duì)焊接參數(shù)進(jìn)行實(shí)測(cè)，規(guī)范參數(shù)使用，對(duì)同一類(lèi)型（板材料厚及層數(shù)）焊點(diǎn)調(diào)用同一種規(guī)范;將焊點(diǎn)規(guī)范對(duì)應(yīng)駕駛室以圖片的形式進(jìn)行標(biāo)注;梳理所有機(jī)器人電極頭使用清單，對(duì)于流水槽等特殊部位電極頭磨損量極限值進(jìn)行測(cè)量，將該值作為電極頭更換依據(jù); 梳理所有機(jī)器人不同焊接規(guī)范對(duì)應(yīng)焊接時(shí)間、焊接電流、焊接壓力及修磨規(guī)范對(duì)應(yīng)參數(shù)。完成《點(diǎn)焊機(jī)器人工藝參數(shù)監(jiān)控表》、《點(diǎn)焊機(jī)器人焊機(jī)參數(shù)分布圖片可視化清單》，建立裝焊車(chē)間點(diǎn)焊機(jī)器人參數(shù)體系。

3.2 某系列駕駛室總成線(xiàn)生產(chǎn)節(jié)拍提升

通過(guò)參數(shù)優(yōu)化，對(duì)駕駛室主焊線(xiàn)8臺(tái)點(diǎn)焊機(jī)器人進(jìn)行焊接質(zhì)量提升和生產(chǎn)節(jié)拍提升。在建立機(jī)器人參數(shù)體系的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)據(jù)分析得到更加優(yōu)化的參數(shù)范圍。連接博世焊接控制器，對(duì)焊點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行編輯。通過(guò)反復(fù)修改和試驗(yàn)對(duì)比，將原來(lái)的三段焊調(diào)整為一段焊，對(duì)不影響焊接質(zhì)量的多余的周波時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)優(yōu)化后的焊接參數(shù)逐個(gè)規(guī)范進(jìn)行打試片，確保滿(mǎn)足焊接質(zhì)量要求。通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)當(dāng)我們需要提升焊接節(jié)拍時(shí)，多采用“硬規(guī)范”，即“大電流、短時(shí)間”，多采用一段焊接，缺省“預(yù)壓電流”、“冷卻電流”。但是板材料厚較厚時(shí)，也可以通過(guò)“軟規(guī)范”進(jìn)行焊接，避免電級(jí)磨損和減少設(shè)備損耗。經(jīng)過(guò)焊接參數(shù)優(yōu)化，一個(gè)焊點(diǎn)節(jié)約15-20個(gè)周波，改善后主焊線(xiàn)機(jī)器人工位生產(chǎn)節(jié)拍提升5%。

4 結(jié)語(yǔ)

裝焊車(chē)間點(diǎn)焊機(jī)器人參數(shù)體系建立彌補(bǔ)了原有工藝文件主要針對(duì)手工焊接設(shè)定，對(duì)機(jī)器人參數(shù)方面沒(méi)有專(zhuān)門(mén)制定的空白。焊接參數(shù)是一個(gè)體系，其中任一個(gè)參數(shù)的變化都會(huì)對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行影響，同時(shí)也會(huì)影響焊接節(jié)拍及設(shè)備使用壽命。只有經(jīng)過(guò)反復(fù)設(shè)定、現(xiàn)場(chǎng)試焊、破壞性剝離、節(jié)拍測(cè)試，考慮焊接能量與焊接時(shí)間、焊接壓力、板材厚度等綜合因素，才能達(dá)到符合現(xiàn)場(chǎng)要求的優(yōu)化參數(shù)。焊接參數(shù)的優(yōu)化也是一個(gè)持續(xù)改進(jìn)、不斷提升的過(guò)程。

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