汽車焊裝柔性生產(chǎn)線的設(shè)計

高云朋 李恒志 煙臺達(dá)源自動化科技有限公司

科技的迅猛發(fā)展為制造業(yè)向自動化和智能發(fā)展開辟了新的機(jī)遇。在機(jī)械制造過程中，經(jīng)常采用夾具對工件進(jìn)行定位和壓緊，實現(xiàn)快速裝夾。相信隨著CAFD 的發(fā)展和應(yīng)用改變了夾具設(shè)計的傳統(tǒng)方法，大大縮短了夾具的開發(fā)周期，提高了夾具實踐的準(zhǔn)確性，減少了勞動力，并將夾具設(shè)計發(fā)展成了自動化和智能化的方向。

一、汽車焊裝夾具

1.汽車焊接夾具的設(shè)計步驟。首先，在汽車焊接機(jī)具的設(shè)計中，首先要提前了解產(chǎn)品的數(shù)字模型、產(chǎn)品技術(shù)要求等信息。根據(jù)上述關(guān)鍵信息確定夾具結(jié)構(gòu)、自動化水平和一致性；二是結(jié)合焊接編號模塊和技術(shù)規(guī)程中的焊接信息，確定夾具位置、夾緊方法和結(jié)構(gòu)方案，優(yōu)先考慮孔放置。統(tǒng)一上下定位座的夾具布置，統(tǒng)一形狀、檢驗工具、夾具定位座。第三，建立夾具零件的數(shù)學(xué)模型，優(yōu)化設(shè)計備選方案，優(yōu)化夾具結(jié)構(gòu)，簡化操作，滿足人體工程學(xué)要求，具有全面的防漏防錯能力。應(yīng)編制夾具的操作和操作說明；最后，焊接設(shè)計師最終設(shè)計只有在客戶批準(zhǔn)并簽字后才能完成。

2.汽車焊接夾具的設(shè)計特點。（1）設(shè)計依據(jù)。夾具設(shè)計應(yīng)與焊接件設(shè)計相匹配。并據(jù)此進(jìn)行相關(guān)夾具間的協(xié)調(diào)。依據(jù)夾具的設(shè)計與產(chǎn)品設(shè)計相符，消除了不同基礎(chǔ)的負(fù)面影響，裝配夾具應(yīng)焊接選擇相同的設(shè)計基礎(chǔ)。（2）確保剛度和精度。夾具是汽車零部件的矩陣。其剛度直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。夾具設(shè)計必須確保夾具具有足夠的剛度，但不能大于夾具的剛度。過高的剛度毫無意義，增加了生產(chǎn)成本。夾具的精度不同。對于一些小零件，不需要更高的精度。但對于部件定位，必須保證高精度，如夾具連接的夾具的特定定位面、定位塊的高度和尺寸、定位面形狀等。（3）定位塊布置合理。斜面定位塊的布局應(yīng)該合適，而不是更好。對于具有不同剛度的零件，可以使用多個點進(jìn)行定位。如果桿形狀保證了，則建議使用兩點來確定位置。定位精度可能會受到影響，因為這三個點定位得過多。對于某些長零件或彎曲零件，可以使用多個點定位，但不能使用很多點定位。定位塊最好放置在焊接位置附近。以限制焊接后零件的翹曲變形。（4）設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化。焊接夾具是一種消耗性設(shè)備，即使考慮到可調(diào)、多用途的因素，隨著車輛類型的變化，今后還需要設(shè)計各種焊接夾具，因此，應(yīng)盡可能考慮設(shè)計中結(jié)構(gòu)元素。越高標(biāo)準(zhǔn)化程度，設(shè)計周期越短。同時，通過充分利用舊夾具零件，可以對夾具制造成本大大降低。

二、汽車焊裝柔性生產(chǎn)線的設(shè)計

1.簡介焊裝生產(chǎn)線。焊裝生產(chǎn)線是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，由工業(yè)機(jī)器人、夾具設(shè)備、外圍管線、物流設(shè)備和控制電路組成，配備有焊槍和抓手。焊接線上的工業(yè)機(jī)器人通常使用6 軸關(guān)節(jié)機(jī)器人。安裝在每個軸上的伺服馬達(dá)可讓存取工作區(qū)中的所有位置。它抓取、焊裝并插入對接焊縫。此外，工業(yè)機(jī)器人在編程方面提供了很大的靈活性，使它們能夠根據(jù)過程調(diào)用正確的過程。選擇焊接生產(chǎn)線而不是手工焊接可以極大地提高生產(chǎn)線的自動化、柔性和智能化，大大提高焊接的精確度和品質(zhì)，降低人工成本，并縮短生產(chǎn)周期。

2.焊裝生產(chǎn)線系統(tǒng)設(shè)計。生產(chǎn)設(shè)備焊接是大量的技術(shù)要求，困難的系統(tǒng)控制程序通常由API 系統(tǒng)程序和機(jī)器人系統(tǒng)程序組成。焊接線程序的編程和選擇直接決定了系統(tǒng)調(diào)試和調(diào)試的難度和速度。本文包含面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)。將設(shè)備分為不同類型時，控制對象被視為不同類型。這些設(shè)備的工作方式基本相同，但控制邏輯相似。使用面向?qū)ο缶幊毯雎允鼙O(jiān)視對象類型的控制邏輯可以大大提高程序效率。可以多次調(diào)用該程序以方便維護(hù)和擴(kuò)展。API 編程。PLC 是焊接線的控制中心，主要用于過程控制、設(shè)備控制、機(jī)器人運動控制等外圍設(shè)備的控制。

3.機(jī)器人系統(tǒng)程序設(shè)計。工業(yè)機(jī)器人充當(dāng)獨立的智能單位，既包括機(jī)器人包括指揮人員。自動機(jī)解釋器運行自動機(jī)運動程序，而控制解釋器運行邏輯控制程序來控制自動機(jī)的運動。機(jī)器人編程過程中，通過面向?qū)ο缶幊毯徒Y(jié)構(gòu)化編程，可以開發(fā)過程庫或邏輯處理函數(shù)，從而開發(fā)系統(tǒng)的編程體系結(jié)構(gòu)。采用結(jié)構(gòu)化編程方法進(jìn)行機(jī)器人技術(shù)具有以下優(yōu)點：（1）不同結(jié)構(gòu)的分段編程有助于故障診斷。（2）以明確易懂的形式介紹基本控制方法；（3）提高維護(hù)、變更和擴(kuò)展過程的效率；（4）將復(fù)雜的監(jiān)測程序分為簡單的子程序；系統(tǒng)機(jī)器人編程技術(shù)。工業(yè)機(jī)器人作為由機(jī)器組成的獨立智能單元。機(jī)器人解釋器運行機(jī)器人運動程序，而命令解釋器運行邏輯控制程序來控制機(jī)器人的運動。機(jī)器人編程時，可以使用面向?qū)ο缶幊虂黹_發(fā)邏輯庫過程或功能，并使用結(jié)構(gòu)化編程思想來設(shè)計系統(tǒng)程序的結(jié)構(gòu)。

目前，我國汽車行業(yè)銷售增速逐步放緩，個性化需求日益增長，車型更新速度加快，對汽車制造生產(chǎn)線轉(zhuǎn)型的需求旺盛。這給傳統(tǒng)汽車焊接生產(chǎn)線的服務(wù)帶來了新的挑戰(zhàn)。現(xiàn)有的設(shè)計制造企業(yè)生產(chǎn)線必須不斷升級，以適應(yīng)當(dāng)前市場需求，在日益競爭的市場環(huán)境中生存和發(fā)展。