课件焊接机器人在我国的发展现状及在汽车工业中的应用

我国焊接机器人的发展及其在 汽车工业中的应用 焊接机器人的应用特点 我国焊接机器人的发展现状 焊接机器人在汽车工业中的应用 未来焊接机器人的技术发展 主要内容： 定义： 一、焊接机器人 焊接机器人是从事焊接（包括切 割与喷涂）的工业机器人，它主 要包括机器人和焊接设备两部 分。 机器人由机器人本体和控制柜组成。 焊接装备，以弧焊及点焊为例，则由焊接电 电源（包括其控制系统）、送丝机（弧焊）、焊 枪（钳）等部分组成。 对于智能机器人，还应配有传感系统， 如激光或摄像传感器及其控制装置等。 焊接机器人的优点： (1) 改善了 工人的劳动条件。采用机器人焊接工人只是 用来装卸工件，远离了焊接弧光、烟雾和飞 溅等。 vs 焊接机器人的优点： （2）稳定和提高焊接质量,保证其 均一性。 （3）提高劳动生产率。 （4）产品周期明确，容易控制产 品产量。 据2001年统计，全国共有各类焊接机器 人1040台。 进入21世纪由于国外汽车巨头的不断涌 入，汽车行业迅猛发展，我国汽车行业的机 器人安装台数迅速增加。2002、2003、2004 年每年都有近千台的数量增长。 估计我国目前焊接机器人的安装台数在 4000台左右。 二、我国焊接机器人发展 经过多年的努力，我国在机器人焊装夹具 设计方面积累了较丰富的经验，机器人周边设 备实现了标准化，具有年产300余套焊接机器人 工作站的能力。可以说国内的系统集成商在机 器人工作站及简单的焊装线的设计开发方面具 有了与国外系统集成商抗衡的能力，近几年为 国内汽车零部件等企业提供了大量的机器人焊 接系统。 但是另外一个严重的事实是，我 们还不具备制造高水平的机器人成套焊装 线的能力。国内几大汽车厂的车身焊装线 都是由国外机器人系统集成商设计制造 的。 焊接机器人是机器人技术、焊接技术 和系统工程技术的融合，要生产高质量焊 接机器人须从这几个方面同时发展。 焊接机器人在各行业中的应用比 例不同：汽车制造和汽车零部件生产企 业中的焊接机器人占全部焊接机器人的 76%,工程机械(10%)、摩托车(6%)、铁 路车辆(4%)、锅炉(1%)等行业。 下图是焊接生产线上正在焊接的一辆汽车： 三、焊接机器人与汽车行业 汽车工业所用焊接方法多达10余种，其中 阻焊有以下几种： 点焊焊 车身、地板、车门、侧围、后围、前桥 多点焊 车身底板、车厢、车门、发动机罩盖和行李箱盖 凸焊 减振器阀杆、制动蹄、螺钉、螺帽和小支架等 缝焊 车身顶盖雨檐、减振器封头、燃油箱、机油盘 对焊 钢圈、进排气阀杆、刀具等 弧焊有以下几种： CO2焊 车厢、后桥、车架、减振器阀杆 横梁、后桥 壳管、液压缸 氩弧焊 铝合金零部件 焊条电 弧焊 支架、备胎架、车架等厚板零部件 埋弧焊 法兰、天然气汽车的压力容器等 汽车装配生产线上首 先使用的是电阻点焊 机器人，并且电阻点 焊占到95%。点焊机 器人主要由机器人本 体、控制系统和焊钳 等组成。 例如：新松公司自行开发研制的6RD120一A 型点焊机器人及新松公司11型电阻焊控制 器,实现了一汽轿车的小红旗、世纪星两种 车型的车身焊线中车身前、后风窗和左、 右车门点焊焊装工作交钥匙工程。 平均每台机器人完成焊点90点,生产节拍小 于3min,两班制生产最高年产可达10万辆。 由于机器人控制速度和精度的提高，尤其 是电弧传感器的开发并在机器人焊接中得到应 用，使机器人电弧焊的焊缝轨迹跟踪和控制问 题在一定程度上得到很好解决，机器人焊接在 汽车制造中的应用从原来比较单一的汽车装配 点焊很快发展为电弧焊。 机器人电弧焊的最大的特点是柔性，即可 通过编程随时改变焊接轨迹和焊接顺序，因此 最适用于被焊工件品种变化大、焊缝短而多、 形状复杂的产品。这正好又符合汽车制造的特 点。尤其是现代社会汽车款式的更新速度非常 快，采用机器人装备的汽车生产线能够好地适 应这种变化。 弧焊机器人由示教盒、控制盘、机 器人本体及自动送丝装置、焊接电源等 部分组成，可以在计算机的控制下实现 连续轨迹控制和点位控制，还可以利用 直线插补和圆弧插补功能，焊接由直线 及圆弧所组成的空间焊缝。 随着汽车轻量化制造技术的推广 ，一些高强合金材料和轻合金材料(如铝合 金、镁合金等)在汽车结构材料中得到应 用。这些材料的焊接往往无法用传统的焊接 方法来解决，必须采用新的焊接方法和焊接 工艺。其中高功率激光焊和搅拌摩擦焊等最 具发展潜力。因此： 机器人与高功率激光焊