焊接機器人在汽車座椅骨架焊接中的應用分析

李金平

（江鈴汽車集團奧威汽車零部件有限公司 江西南昌 330000）

引言

汽車在我國現代社會當中十分普及，其余城市生活已經緊密的聯系在一起，在此前提下人群對于汽車質量與數量的要求都急劇上升，傳統的人工作業模式，已經無法滿足當下需求，所以汽車制造行業需要不斷發展，朝向自動化、信息化、安全化的方向前行。焊接機器人作為一項先進度較高的成熟技術，其在汽車作業骨架焊接當中的理論應用價值很高，本文為了證實此點，將對其具體技術水平與應用優勢、在汽車座椅骨架焊接中的應用進行分析。

圖1 汽車座椅骨架的焊接工序

1 焊接機器人技術水平

在現代視角之下，對焊接機器人技術水平進行分析。首先焊接機器人就是針對工業生產領域而出現的，所以可以將其定義為工業機器人，功能類型上主要以焊接工藝為主，次要還能進行簡易的切割、噴涂工作。寬泛來說，機器人技術就是一項模擬人類行為，并借助零件、高性能芯片等來提高性能的技術，所以焊接機器人就是模擬人工焊接行為的機器人，在應用當中，焊接機器人能夠進行熔化極、非熔化極、釬焊、火焰切割、機器人點焊等操作，并且具備兩種運作模式，即自動模式與遙控模式，其中自動模式是通過人工預先設定的程序，使得機器人無限循環該程序，無需人工進行管理，該模式比較適合在統一流水線作業當中，而遙控模式則是一種在人工管理之下，對機器人進行遠程調整，使其做出相應的舉動，這種模式能夠適應動態變化較大的作業當中[1]。

其次，在汽車座椅骨架焊接中，焊接機器人的應用體現出了巨大的優勢。具體來說，焊接機器人能夠頂替傳統人員作業，那么焊接當中的危險因素就不會對人工造成影響，說明汽車座椅骨架焊接工作的安全性得到了提高；焊接機器人的介入使得人工不需要進行實操，那么人工的工作負擔也會大大降低；焊接機器人的性能優異，其遠超人體的各項機能，所以可以加快汽車座椅骨架焊接的效率，滿足現代生產數量需求；焊接機器人因為受程序控制，其精確性將會達到一個人類本身難以企及的水平，有利于現代生產質量要求。關于焊接機器人的優勢表現還有很多，但通過上文分析，已經足以證明其在汽車座椅骨架焊接當中的重要地位。

2 焊接機器人在汽車座椅骨架焊接當中的應用

2.1 汽車座椅骨架焊接要求

為了構建分析基礎，先對汽車座椅骨架焊接的要求進行闡述。汽車座椅骨架即為汽車作業的形狀框架與外殼支撐零件，在整個汽車座椅組成當中占據核心地位，骨架的生產過程相對復雜，例如在焊接工藝前后，還要進行骨架結構構件沖壓、骨架涂裝、骨架組裝等工藝，在這些工藝當中，對骨架組件的質量、角度精確性、材料性能等質量指標都有嚴格的要求，如果這些質量指標當中有任意一項出現不足，都會導致汽車作業的質量缺損，可能引發一系列安全事故[2]。

骨架焊接的工序十分復雜，大體可以分為10項，即調角器與座盆組焊、彈簧組裝、后靠套管組焊、分總成焊接、座椅總成焊接、調角器彈簧預緊、彎管與插管組焊、分總成與拉桿組焊、分總成補焊、檢測，具體工藝流程按順序排列如圖1所示。

2.2 焊接機器人的應用結構

對焊接機器人的應用結構進行分析，此部分主要可以分為2個部分，即焊接機器人工作站、焊接機器人優化設計，下文將對此兩個部分進行逐一分析。

（1）焊接機器人工作站。焊接機器人工作站是監控焊接機器人的重要組件之一，可以將其視為機器人的控制終端，其主要有焊接機器人、電源、送絲裝置、預熱裝置、變位機、伺服變壓器、WID夾具、WID操作臺組成，在這些組件的運行之下，才能實現焊接機器人的自動化、遙控模式應用與切換，使焊接機器人的應用具有較高的可靠性。在工作站系統的配置當中，有3項配置是無可避免的，即供電配置、供氣裝置、控制裝置與接口，其中供電裝置主要可以采用30kVA左右的供電系統；供氣裝置需要的供氣量不可低于300L/min，供氣壓力不可低于0.5MPa；控制裝置與接口主要采用線纜來連接焊接機器人與工作站，再依靠送絲裝置的配置，實現工作站端對焊接機器人的控制。

（2）焊接機器人優化設計。目前，在汽車座椅骨架焊接工作當中，對于焊接機器人的優化設計主要朝向輕量設計方向發展，因為早期的焊接機器人重量過大，使得其驅動力的發揮受到了限制，連帶機器人的運作效率受到阻礙，與此同時還因為電力相關的影響，使得機器人時常出現壞損現象，所以為了提高焊接機器人在汽車座椅骨架焊接當中的應用質量，有必要進行輕量設計工作。此外，輕量設計工作的原則在于，在不影響機器人運作效率與負載能力的前提下，降低機器人本身的重量，如果違背此原則則視為失敗的設計。

2.3 焊接機器人應用方式

在汽車座椅骨架焊接工作當中，首先要重視焊接的具體要求，之后進行機器人功能選型，例如選擇焊機器人、弧焊機器人等，之后借助現代化的雙工位設計形式，將相應類型的機器人安裝在工位上，并對機器人的運作節奏進行設置，此時通過流水線傳輸，即可使不同的機器人準確的發揮自身的能效。關于機器人運作節奏的設置，即假設焊接機器人A、B為兩種不同類型的焊接機器人，那么根據焊接工藝，將A的運作節奏定為每1min/次，每次持續時長1.5min，并在1.7min之后通過流水線傳輸會到達B處，此時B的運作節奏就不可以低于1.7min，原則上也不能超過太多，否則會降低效率。

3 結語

本文主要分析了焊接機器人在汽車座椅骨架焊接中的應用，分析中因為考慮到機器人在我國的發展歷史較長，許多早期的焊接機器人已經逐漸被淘汰，所以將在現代視角下進行分析，因此先對焊接機器人技術水平進行了闡述，同時了解了焊接機器人的應用優勢。之后針對焊接機器人在汽車座椅骨架焊接當中的應用進行了分析。