汽車(chē)底盤(pán)件高自動(dòng)化焊接生產(chǎn)線規(guī)劃

邳大學(xué)

前言

因用工荒的出現(xiàn)，以及人員焊接的質(zhì)量不穩(wěn)定性，人工焊接逐漸被高性能高穩(wěn)定性的機(jī)器人焊接所代替。但不要盲目迷信只要采用了機(jī)器人就能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、操作方便、物流輕便等目的，需要對(duì)焊接生產(chǎn)線進(jìn)行良好的規(guī)劃，需要掌握很多焊接生產(chǎn)線規(guī)劃知識(shí)。

一、機(jī)器人數(shù)量選擇：

單機(jī)器人 單機(jī)器人就能滿足產(chǎn)量要求

兩臺(tái)機(jī)器人能同時(shí)焊接的焊縫較少

采用一字或八字型布局，兩個(gè)及以上機(jī)器人難以同時(shí)兼顧的兩個(gè)工位 見(jiàn)圖1、圖2

雙機(jī)器人 只有雙機(jī)器人才能夠滿足產(chǎn)量要求或節(jié)拍均衡

工件本身左右對(duì)稱(chēng)，雙機(jī)器人可同時(shí)工作

工件本身不對(duì)稱(chēng)，但橫焊立焊均可

二、工位數(shù)量的安排：

單工位 機(jī)器人存在等待時(shí)間，但若機(jī)器人焊接的時(shí)間遠(yuǎn)大于裝卸工件時(shí)間，采用單工位性價(jià)比反而比較低 圖1為典型單工位類(lèi)型

產(chǎn)量較低，沒(méi)必要采用雙工位

雙工位 適合裝卸工件的時(shí)間小于對(duì)側(cè)工位機(jī)器人焊接時(shí)間 圖2圖3為典型雙工位類(lèi)型

適用于小工件，或機(jī)器人能夠行走

機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)無(wú)間斷焊接，設(shè)備利用率高

三、工作站布局選擇：

1、一字布局：

若干工作站按工藝順序呈一字排開(kāi)，工作站與工作站之間緊密連接，非常美觀。見(jiàn)圖1。

特點(diǎn)：造價(jià)低廉/工作效率很高/物流最方便/操作者需行走的路程很短/弧光防護(hù)尚可。

圖1 一字布局排布機(jī)器人焊接生產(chǎn)線

2、V字布局：

實(shí)際上由雙機(jī)器人雙工位一字布局形式演變而來(lái)，但將工作站內(nèi)兩個(gè)工位按八字型布置，可實(shí)現(xiàn)在有限的機(jī)器人臂展范圍內(nèi)焊接的工位最多，省去一個(gè)機(jī)器人，減少了占地空間。見(jiàn)圖2。

特點(diǎn)：造價(jià)低廉/工作效率較高/物流較方便/操作者需要行走較遠(yuǎn)的路程/弧光防護(hù)較難/占地空間小

圖2 八字型布局機(jī)器人焊接工作站

3、H型布局：

機(jī)器人在中間，焊接工位布置在兩側(cè)，機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)不間斷焊接。見(jiàn)圖3。

造價(jià)低廉/可布置兩臺(tái)機(jī)器人/工作效率很高/所需人員多，兩對(duì)側(cè)工位均需1人裝卸/弧光防護(hù)最難

圖3 H型布局機(jī)器人焊接生產(chǎn)線

4、水平回轉(zhuǎn)布局特點(diǎn)：

造價(jià)較高/可靈活布置一臺(tái)或兩臺(tái)機(jī)器人/工作效率較高/物流非常方便/操作者只需在一個(gè)地方裝卸/弧光防護(hù)最佳。

四、變位機(jī)形式選擇（主要為三軸變位系列）

水平回轉(zhuǎn)變位機(jī) 三軸垂直翻轉(zhuǎn)變位機(jī)

操作方便性 兩個(gè)工位中心高相同，可800mm以下，操作者裝卸工件，示教機(jī)器人非常方便。 換位軸中心高較高（約1100mm），要保證操作者操作高度適當(dāng)，焊接工位中心高會(huì)很高（1300-1400mm），示教困難。

維護(hù)方便性 生產(chǎn)線布局時(shí)工作站間可緊密排布，省空間，工位間工件傳遞快捷。 生產(chǎn)線布局時(shí)工作站間必須留維護(hù)空間，工位間工件傳遞距離遠(yuǎn)。

焊槍可達(dá)性 機(jī)器人位于焊接工位上方，無(wú)論夾具框架處于何種姿態(tài)，機(jī)器人都很容易避讓開(kāi)，使焊槍以良好姿態(tài)到達(dá)焊縫。 機(jī)器人位于焊接工位后側(cè)，在焊接夾具框架立起狀態(tài)下，機(jī)器人從后面進(jìn)槍時(shí)，本體存在與框架產(chǎn)生干涉風(fēng)險(xiǎn)。

安裝吊具方便性 水平回轉(zhuǎn)變位機(jī)換位時(shí)占用下部空間，很容易在裝卸工位上方布置吊具，吊具不會(huì)與變位機(jī)產(chǎn)生干涉。 三軸垂直翻轉(zhuǎn)變位機(jī)換位時(shí)占用夾具上方空間，平衡吊吊具需布置的很高很遠(yuǎn)，也容易與生產(chǎn)線產(chǎn)生干涉。

運(yùn)輸布置方便性 水平回轉(zhuǎn)工作站除安全欄外的各個(gè)部件（包括頂部維護(hù)平臺(tái)）布置在一個(gè)整體底座上，拆掉安全欄后可以整體吊運(yùn)、運(yùn)輸，生產(chǎn)線布置非常靈活。 垂直翻轉(zhuǎn)工作站各個(gè)部位分別布置在各個(gè)底座上，難以整體吊運(yùn)、運(yùn)輸（總寬超過(guò)2300mm無(wú)法運(yùn)輸）生產(chǎn)線重新排布時(shí)需要解體，安裝工作量很大。

五、結(jié)論

以上是多年經(jīng)驗(yàn)積累而成，掌握這些內(nèi)容就能夠快速掌握規(guī)劃高自動(dòng)化焊接生產(chǎn)線的訣竅，為深入研究和應(yīng)用打下很好的基礎(chǔ)。

（作者單位：長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司技術(shù)中心 河北省汽車(chē)工程技術(shù)研究中心）