機器人雙面螺柱焊在汽車工業(yè)中的應(yīng)用

王成明

奇瑞汽車股份有限公司 安徽省蕪湖市 241009

1 引言

螺柱焊是汽車白車身分總成上一個重要的工藝，傳統(tǒng)的雙面螺柱焊都是通過人工翻轉(zhuǎn)夾具焊接實現(xiàn)，一般情況下，車身分總成雙面螺柱焊均采用人工焊接的方式進行，但這種人工焊接在人機、效率、安全、質(zhì)量一致性、TPM等方面均存在諸多的問題。螺柱焊相對于其他焊接方法的優(yōu)點，在于焊接功率上。對于批量生產(chǎn)的工件，在很短的焊接時間（3-980ms）內(nèi)可打到8-40個/min（根據(jù)不同直徑螺柱和不同焊接功率）。

目前，車身雙面螺柱焊的形式基本都是通過人工焊接方式實現(xiàn)，針對行業(yè)內(nèi)的車型我做了統(tǒng)計，如表1：

這種人工焊接的方式，在人機、效率、安全、質(zhì)量一致性、TPM等方面均存在諸多的問題，主要問題見圖1：

（1）人機：位置靠下的植焊釘，操作人員需彎腰操作；

（2）智能柔性化：每個螺柱夾具上需對應(yīng)一個套筒，夾具機構(gòu)復(fù)雜，無法實現(xiàn)多車型共用；

（3）質(zhì)量一致性：人工操作質(zhì)量一致性較差，螺柱焊合格率較低；

（4）安全：夾具翻轉(zhuǎn)過程中有劃傷人員的風(fēng)險；

（5）TPM：人工操作，自動化程度低。

針對以上問題，分析原因并找出了解決措施，通過自動化方式實現(xiàn)智能柔性化的生產(chǎn)，解決傳統(tǒng)人工焊接帶來的諸多問題。

表1 行業(yè)內(nèi)雙面螺柱焊的統(tǒng)計情況

圖1

2 雙面螺柱焊工藝設(shè)計

2.1 結(jié)合現(xiàn)場空間進行平面布置規(guī)劃，見圖2。

2.2 通過3D仿真模擬分析，并進行虛擬驗證，評審確認方案的可行性，見圖3。

2.3 現(xiàn)場進行設(shè)備安裝調(diào)試，解決過程問題，滿足使用要求，見圖4。

表2

3 設(shè)計過程中難點問題解決

3.1 統(tǒng)一螺柱型號

行業(yè)內(nèi)車型螺柱焊至少4種型號，見圖5。

傳統(tǒng)車型螺柱型號不少于4種，而自動化焊接對螺柱型號要求較高，通過與產(chǎn)品交流及統(tǒng)一總裝卡扣裝配形式，將雙面螺柱的型號統(tǒng)一為1種，進而實現(xiàn)機器人焊接。

3.2 地線安裝

傳統(tǒng)的地線安裝在夾具上與板件貼合形成一個回路，但由于機器人抓件焊接，沒有夾具，無法安裝地線，經(jīng)過評審討論，將地線上的銅牌和螺柱焊槍綁定在一起，地線與機器人管線包安裝在一起，實現(xiàn)一個回路解決了地線安裝位置問題，同時縮短了地線與螺柱之間的距離，降低焊接過程損耗，質(zhì)量一致性更好。

圖2

圖3

圖5

圖6

圖4

4 方案詳細說明

（1）焊接正面螺柱；

（2）R1機器人抓件，L1機器人焊接反面螺柱；

（3）R1機器人將板件放至檢驗臺；

（4）螺柱焊質(zhì)量檢查；

（5）R1機器人將檢驗合格件放至APC。

5 結(jié)語

本方案從人機、智能柔性化、質(zhì)量一致性、安全、TPM等方面均有顯著的提升。并且通過計算，5年生命周期內(nèi)固定資產(chǎn)及人力投入，新方案相比傳統(tǒng)方案費用結(jié)余14萬。