摩托車踏板式車架機器人焊接生產線的設計

嬰!!壘!旦曼里塵旦竺!竺墅!!!:12塑!:蘭壘￡!:蘭Q!Q:堡堡堡魚蘭塑墊:!!文章編號:1002-025X(201004--0053-03摩托車踏板式車架機器人焊接生產線的設計曹向成1,汪春華1,鄭志東2,鄭睿2(1.珠海固得焊接自動化設備有限公司,廣東珠海519015;2.江門大長江集團,廣東江門529000摘要:摩托車蹯板式車榘的自動化焊接不僅提高了焊接的效率。而且改善了焊縫的質量。通過對江門大長江集團項目介紹。系統(tǒng)地闡述了摩托車車架焊接生產線的總體布局、系統(tǒng)集成控制、變位機的形式以及焊接夾具的組成。試驗表明,采用摩托車車架焊接生產線,提高了生產效率。改善了焊縫質量,降低了生產成本。減小了工人的勞動強度。關鍵詞:摩托車車絮;自動化焊接生產線;機器人工作站;PLC控制器;焊接交位機;定位焊接夾具中圍分類號:TG457.2;Tlr242文獻標志碼:B0前言摩托車作為一種輕便、快捷的交通工具,需求量逐年上升。為進一步提高摩托車的產量,國內各摩托車生產廠都在積極地使生產過程的自動化。摩托車車架是摩托車的主要組成部件之一,由薄板沖壓件和成形管件組成,是輕型全焊結構。摩托車在行駛過程中,不僅要承受人體和貨物的重力,而且還承受沖擊載荷,因此,對車架的整體強度和焊縫質量提出了相當高的要求。車架各組件的焊接通常采用半自動CO:或MAG焊,由于采用手工操作,很難保證焊接質量的一致性。而采用機器人焊接,不僅可以大大提高生產效率,而且可確保焊接質量。近年來,本公司為重慶建設集團、江門大長江、佛山比亞喬、濟南輕騎、佛山集豪和精創(chuàng)等多家摩托車生產企業(yè)設計制造了機器人焊接生產線,效率高,焊縫質量好。本文以江門大長江項目為例.概括介紹了摩托車踏板式車架機器人焊接生產線的系統(tǒng)設計。1車架焊接生產線的系統(tǒng)設計基本依據本項目車架結構為踏板式,由車頭、腳踏板左右管件、車架連接管和尾部等部件組成。車架的所有組件均采用低碳薄板和薄壁管制成,最大壁厚不超過2mill。要求表面無氣孔、裂紋和未熔合等缺陷,成形均整,焊縫邊緣與母材熔合良好。收稿日期:2009—12塒最適合的焊接工藝方法為細絲混合氣體(Ar+C02保護焊,既可達到所要求的焊接高速度,又能焊制出優(yōu)質的焊縫。摩托車車架的結構如圖1所示。田1摩托車車架的典型結構外形根據生產綱領,計劃月生產量為15000件、日產量580件,二班制。采用機器人焊接,分工序連線生產。要求每件車架的生產節(jié)拍不超過100s。2焊接機器人工作站的設計根據生產節(jié)拍的要求和各工序中的焊縫總長度,3套焊接機器人工作站設計方案分述如下。2.1車頭焊接機器人工作站車頭組件焊縫總長度為977mm。采用由單臺機器人、2臺翻轉機、2套夾具以及焊接電源、送絲機、焊槍、系統(tǒng)集成控制箱、清槍器和安全圍攔等組成的機器人工作站進行加工,可使焊接與組裝同時進行,大大縮短了機器人待機時間。2臺變位機呈八字形布置于機器人兩側,以排除焊接與組裝之間的相互干擾.該機器人工作站的工作站節(jié)拍為70s。萬方數據萬方數據速焊的工藝要求。配四輪驅動編碼測速反饋,使送絲速度極為穩(wěn)定,以適應弧焊機器人的工作條件。4.4定位焊接夾具4.3焊接變位機定位焊接夾具的設計是焊接機器人工作站的關鍵與上述機器人工作配套的焊接變位機有精密頭尾技術之一,因此在夾具設計時首先要確立可靠的定位架變位機和三軸變位機?；鶞?最大限度地消除定位誤差。夾具初步設計完成(1精密頭尾架變位機結構如圖3所示,由機后,利用機器人仿真軟件ROBOGUIDE進行機器人座、頭架、尾架、回轉支架、傳動系統(tǒng)和電控器組焊槍可達性模擬。確認滿足所有要求后再作施工設成。驅動電機配日本FANUCa8伺服電機,功率為1.6計。定位焊接夾具由夾具體、定位銷、定位塊、快速kW,頭架主軸轉速為0.5—5r/rain,重復定位精密度夾鉗、氣缸和連桿機構等組成,保證夾緊快捷、可達i-O.1nlln。尾架可在機座導軌上滑動.以適應不同長靠。圖5為定位焊接夾具模型圖。度的工件。裝配夾具裝在回轉架上,便于快速裝卡。圈3頭尾變位機結構示意圍(2三軸變位機的結構如圖4所示。其由底座、回轉平臺、頭尾架變位機、氣動驅動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)、擋光板等組成。變位機和回轉平臺主軸均由交流伺服電機驅動。其中變位機旋轉軸可與機器人協(xié)同動作。回轉平臺由進口氣缸驅動,可作±1800旋轉,切換時間4—6s。變位機轉速0.5—5r/min,載重400kg。電機功率1.6kW?；剞D平臺載重1.5t,采用直徑160mIn進口氣缸驅動。該機構為本公司自行研發(fā),并獲得國家專利的實用型產品。圈4三軸變位機結構示意田田5定位焊接夾具模型圈5車架焊接機器人生產線的實際應用摩托車踏板式車架機器人焊接生產線經過現(xiàn)場調試和試生產.于2008年10月正式交付用戶投入生產。經過1a多的連續(xù)生產應用證明,該機器人焊接生產線運行正常.達到合同要求的生產節(jié)拍和優(yōu)質的焊縫,受到了用戶的好評。6結論(1實際生產應用證明。摩托車車架采用機器人焊接生產線進行大批量的連續(xù)生產是完全可行的。獲得了優(yōu)質、高效、低成本的預期效果。(2機器人焊接生產線作為一種先進的制造技術,值得在摩托車制造行業(yè)全面推廣應用。(3氣動回轉三軸變位機是高可靠性易維護的變位機,可替代交流伺服馬達驅動的三軸變位機。(4設計的摩托車車架機器人焊接生產線,為機器人工作站系統(tǒng)集成技術的進一步發(fā)展提供了保障,并為擴大焊接機器人的應用范圍奠定了堅實基礎。萬方數據摩托車踏板式車架機器人焊接生產線的設計作者:曹向成,汪春華,鄭志東,鄭睿作者單位: