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机器人自动焊接生产线在钣金行业应用

通博

随着钣金工业零件的高品质和精益生产效率的提高,机器人自动焊接技术得到了推广和应用。本文介绍了LAG Geshi International的机器人自动焊接生产线。

机器人自动焊接生产线(图1)主要用于电梯行业的下梁和车底梁的自动焊接。焊接时,首先用手动,悬臂式起重机或叉车装载工件,然后手动传递到下梁或底梁。组装后,组装的工件也可以通过旋转定位器调节并旋转到焊接工位。机器人焊接系统可以自动完成工件的焊接。

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机器人自动焊接生产线主要由装配站,装配夹具,焊接站(工业机器人,焊接机,自动清理线切割机,焊接工具,工作台),除尘系统,中央控制系统和安全保护系统组成。

机器人自动焊接生产线功能和组件

(1)组装夹具。它适用于多标准工件的焊接,使用通用夹具设计和手动调整夹具。工件夹紧平台如图2所示。

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(2)焊工。 Fronius MIG TPS400i焊机,带割炬清洁和剪线。通过模拟控制模式,焊接过程的数字监控可以快速响应焊接过程中的任何变化,从而确保获得所需的焊接效果。 LSC低熔模式和PMC高性能脉冲焊接模式可根据实际焊接工艺要求选择,可通过U盘或网络在线升级。

(3)移动幻灯片。移动滑动参数如表1所示。

(4)焊枪。采用世界知名品牌气体保护焊枪。

(5)焊接气体。由80%氩气和20%二氧化碳组成的混合气体。

(6)焊接站。工业机器人(包括焊工和焊枪)使用世界知名品牌的铰接式机器人。伺服滑轨便于机器人来回移动,工件的部分可以灵活焊接。焊接工具可以实现工件的准确,快速定位和夹紧;自动清理刀线切割机可自动清洁焊枪表面的焊渣。

(7)操作机械手地线。处理机器人的搬运轨道参数如表2所示。

(8)焊接定位器。焊接定位器上的全焊接夹具组装到点焊工件中,然后装入全焊接夹具中焊接定位器上的焊点。焊接定位器的参数如表3所示。

(9)控制系统。机器人焊接线分为中央控制和在线控制二次控制:中央控制控制整个生产线;在线控制分别控制每个机器人和焊机。

(10)除尘系统。高压真空除尘装置用于捕获焊接过程中产生的亚微米级焊接烟尘颗粒,以满足室内排放标准。

生产线配备了安全保护系统,不允许人员在生产过程中进入。围栏按欧洲标准设计,外形美观,安全可靠。安全检查门配有电子控制安全锁。当门打开时,机器自动停止运行并发出声光报警。

(12)安全。该设备旨在满足规格要求,并提供和安装安全操作所需的安全功能。

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机器人焊接生产线应用案例

以下是以电梯轿厢底梁组件为例的机器人焊接生产线的典型应用示例:

(1)工件材料和厚度。

材料Q235-A,ST12冷轧板厚度2mm,2.5mm,3mm;工件最大尺寸:EMA2为2050mm×2225mm(AA×BB=2000mm×2100mm),EMA3为

2050mm×2185mm(AA×BB=2000mm×2100mm);工件最小外形尺寸:EMA2为1050mm×1125mm(AA×BB=1000mm×1000mm),EMA3为1050mm×1085mm(AA×BB=1000mm×1000mm),工件原理图如图3所示。

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(2)工件分析。

1)构成工件的零件由Q235和ST12冷轧板制成,具有良好的焊接性能。

2)工件规格有很多种,为了适应批量生产,有必要解决夹具的多功能性问题。

3)工件冲裁精度需要满足自动焊接的要求。

4)工件焊缝周围10mm范围内不得有油锈,湿气,氧化皮等影响焊接质量。

5)必须没有影响定位的下垂和毛刺等缺陷。

6)工件冲裁精度不超过±1.0mm。

7)工件位置精度误差不大于±1.0mm。

8)为了确保焊接定位要求,应在工件上加工特殊的焊接工艺孔。

(3)流程。

工件的生产过程为:进给→手动装配→滑动到点焊站→运输机械手将点焊机移动到定位器焊接站→焊接机器人焊接→运输机械手将焊接工件移动到堆栈站。

1)手动装载手动装配站中的材料(图4),然后将侧梁(先前点焊)和底梁安装在底板上进行气动夹紧。

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2)将工件移动到机器人点焊站(图5),焊接机器人移动到该工位进行点焊。

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3)点焊完成,气动夹具自动打开。

4)点焊工件由轨道式机器人自动夹紧到机器人焊接站的旋转定位器上(图6)。

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5)焊接机器人移动到机器人焊接站并根据图纸进行全焊接。根据焊缝的位置,旋转定位器旋转。

6)焊接后的工件由运输机器人输送到堆垛站(图7)。

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7)可以通过工作站的显示直接看到设备的生产状态。数据端口是开放的,满足要求严格的MES系统的要求。需求者所需的数据输入和输出由供应商完成。

(4)焊接工艺计划。

1)去除焊缝周围的油,锈和毛刺(毛刺≤0.8mm),以确保零件的精度满足自动焊接的要求。

2)通过夹具手动组装和组装工件,通过滑台完成组装到焊点机器人中;焊接夹具定位过程如图8所示;

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3)工件点焊后,搬运机器人抓住工件夹紧定位器,滑台返回组装下一个工件;

4)机器人自动将工件自动焊接在定位器上。当进行焊接时,定位器被翻转和移位,使得工件焊接处于最佳焊接位置。整个焊接后,工件被搬运机器人抓到堆垛平台。

(5)设备布局和机器人焊接站配置。设备的三维布局和二维布局如图9所示。机器人焊接站配置如表4所示。

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摘自《钣金与制作》第20期,2019年