點焊機器人參數體系建立及優化應用

楊京

摘 要：針對原有工藝文件的手工焊接設定在機器人參數監控、干預、數據采集等方面存在空白的缺陷，文章建立了裝焊車間點焊機器人參數體系，并通過優化應用，有效提升機器人焊接質量及焊接效果。

關鍵詞：點焊機器人;焊接參數;效率提升

中圖分類號：TP242.2? 文獻標識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）17-155-02

Establishment and Optimization the Parameter System for Spot Welding Robot

Yang Jing

（ Shaanxi Automobile Group Co. Ltd， Shaanxi Xi'an 710200 ）

Abstract： In the view of the original process documents， which mainly aim at manual welding operation， the parameter monitoring， intervention， data acquisition and other aspects for the spot welding robot exist blank defects. Establishment and optimization the parameter system for the spot welding robot in welding workshop can effectively improve the quality of robot welding and welding effect.

Keywords： Spot Welding robot; Welding parameters; Efficiency improvement

CLC NO.： TP242.2? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）17-155-02

引言

機器人技術作為制造技術的典型代表和先進手段，在制造業實現焊接產品制造的自動化、柔性化與智能化方面已成為必然趨勢，采用機器人焊接已成為自動焊接技術現代化的主要標志。點焊機器人參數體系建立及監控對焊接質量及批量自動化生產有著重要意義。

1 點焊機器人焊接參數體系建立

1.1 現狀及存在問題

在我公司裝焊車間應用的機器人主要為德國KUKA KRC2系列機器人和瑞典ABB IRB660系列機器人，機器人工位主要涉及駕駛室白車身外觀及關鍵工作焊點焊接，參數監控存在一定空白且工藝要求比較寬泛，主要依靠實物質量進行監控。實際應用中，發現機器人焊接參數對焊接質量、焊接飛濺、焊接效率都有著重要意義。

1.2 參數體系建立方法

（1）明確機器人每個焊點與焊接控制器內對應焊接規范號。每種機器人在自動運行狀態下查看參數方法不同，特別是KUKA機器在自動運行狀態下無法直接查看每個焊點對應焊接規范，一旦出現質量問題，追溯存在困難。編制《點焊機器人焊接參數分布圖片可視化清單》，將焊點分布、對應焊接規范與工藝文件料厚、焊點數進行有效對應，方便在實際應用中快速找到當前焊點使用的焊接規范并進行相應的調整。

（2）建立《點焊機器人工藝參數表》。通過與焊接控制器連接，讀取焊接參數。在工藝參數表中明確機器人詳細參數。通過大量現場機器人使用焊接參數及對應料厚、工藝情況等，建立《裝焊車間點焊機器人參數體系》。

（3）針對焊接質量不好、焊接飛濺較大的機器人參數進行修改。修改機器人參數時，由工藝、設備、質檢三方共同確認，加工人配合，完成參數查看→參數修改→試焊接→試片剝離→調整后再次試焊接→試片剝離直至合格全過程，填寫《機器人參數更改說明》，確保工藝參數的可追溯性及可靠性。

（4）通過點焊機器人參數體系建立，優化原有工藝文件，使工藝參數指導結合料厚、板材層數等更具有針對性，定期對《點焊機器人焊接參數表》進行更新，確保焊接參數的實時性與可追溯性。

2 點焊機器人焊接參數監控方法

點焊機器人根據焊接控制器的不同，焊接參數監控方法也不同。以博世焊接控制器為例，進行監控方法介紹。博世焊接控制器可以通過BOS5000/BOS6000軟件完成，進入軟件后，主界面選擇Operation、選擇規范號進去焊接參數界面，在線可以監控到焊接控制器焊接參數信息及更多詳細設置，進行修改、導出、導入等。

3 應用實例

機器人焊接參數是由焊接電流、焊接時間、焊接壓力、維持和休止時間構成的一個焊接體系。其中任一個參數的變化都會對焊接質量進行影響，同時也會影響焊接節拍及設備使用壽命。

3.1 完成裝焊車間點焊機器人參數體系建立

針對裝焊車間部分區域24臺點焊機器人實際應用情況，梳理機器人焊接參數，對焊接參數進行實測，規范參數使用，對同一類型（板材料厚及層數）焊點調用同一種規范;將焊點規范對應駕駛室以圖片的形式進行標注;梳理所有機器人電極頭使用清單，對于流水槽等特殊部位電極頭磨損量極限值進行測量，將該值作為電極頭更換依據; 梳理所有機器人不同焊接規范對應焊接時間、焊接電流、焊接壓力及修磨規范對應參數。完成《點焊機器人工藝參數監控表》、《點焊機器人焊機參數分布圖片可視化清單》，建立裝焊車間點焊機器人參數體系。

3.2 某系列駕駛室總成線生產節拍提升

通過參數優化，對駕駛室主焊線8臺點焊機器人進行焊接質量提升和生產節拍提升。在建立機器人參數體系的基礎上，通過數據分析得到更加優化的參數范圍。連接博世焊接控制器，對焊點參數進行編輯。通過反復修改和試驗對比，將原來的三段焊調整為一段焊，對不影響焊接質量的多余的周波時間進行優化。對優化后的焊接參數逐個規范進行打試片，確保滿足焊接質量要求。通過實踐發現當我們需要提升焊接節拍時，多采用“硬規范”，即“大電流、短時間”，多采用一段焊接，缺省“預壓電流”、“冷卻電流”。但是板材料厚較厚時，也可以通過“軟規范”進行焊接，避免電級磨損和減少設備損耗。經過焊接參數優化，一個焊點節約15-20個周波，改善后主焊線機器人工位生產節拍提升5%。

4 結語

裝焊車間點焊機器人參數體系建立彌補了原有工藝文件主要針對手工焊接設定，對機器人參數方面沒有專門制定的空白。焊接參數是一個體系，其中任一個參數的變化都會對焊接質量進行影響，同時也會影響焊接節拍及設備使用壽命。只有經過反復設定、現場試焊、破壞性剝離、節拍測試，考慮焊接能量與焊接時間、焊接壓力、板材厚度等綜合因素，才能達到符合現場要求的優化參數。焊接參數的優化也是一個持續改進、不斷提升的過程。

參考文獻

[1] 姜典保，褚衛東.提高點焊機器人效率研究[J].汽車零部件.2017（5）： 90-92.

[2] 黃波達，朱俊明.機器人在汽車后大梁前加強板焊接上的應用[J].機電技術.2016 （3）：106-108.

[3] 杜志忠，劉偉.機器人焊接編程及應用[M].機械工業出版社，2019.

[4] 陳祝年，陳茂愛.焊接工程師手冊（第3）版[M].機械工業出版社， 2016.