機(jī)器人激光焊接設(shè)備是汽車制造新方向ppt課件

1、焊接是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中一種必要的工藝方法，在汽車制造中得到廣泛運(yùn)用。隨著科技的提高，鍍層鋼板、輕金屬資料的焊接問(wèn)題對(duì)汽車焊接提出了新:的挑戰(zhàn)。汽車焊接過(guò)程中的機(jī)器人與自動(dòng)化激光焊接技術(shù)使汽車焊接容顏大為改觀。汽車工業(yè)的飛速開(kāi)展，使得激光焊接技術(shù)開(kāi)啟了汽車焊接的新時(shí)代:。1激光焊接技術(shù)的特點(diǎn)在汽車制造工藝?yán)?，焊接是汽車裝配流水線上一道不可短少的工序。通常來(lái)講，車身焊接主要有電阻電焊、縫焊、二氧化碳焊:等方式。在零件焊接上，運(yùn)用到的焊接技術(shù)還有閃光焊、電子束焊、電栓焊、脈沖焊、摩擦焊等。近年來(lái)，世界上最新出現(xiàn)了激光焊接技術(shù)，并且開(kāi)展:得很快。與目前傳統(tǒng)的點(diǎn)焊工藝不同，激光焊接可以到達(dá)兩塊鋼板之間的

2、分子結(jié)合，通俗而言就是焊接后的鋼板硬度相當(dāng)于一整塊鋼板，從而將車身強(qiáng):度提升30%，車身的結(jié)合精度同樣大大提升。當(dāng)然，激光焊接的實(shí)踐使意圖義并不僅于此。普通來(lái)說(shuō)，車輛在道路上行進(jìn)時(shí)來(lái)自地面的顛簸會(huì)轉(zhuǎn)換成:每分鐘上千次的扭曲運(yùn)動(dòng)考驗(yàn)車身，假設(shè)車身結(jié)合精度、強(qiáng)度不夠，輕那么車內(nèi)異響頻頻、噪音大，嚴(yán)重的能夠?qū)е掳惭b在車輛上的零部件如變速箱、前:后橋的損壞或者車身斷裂。機(jī)器人焊接任務(wù)站激光焊接的特點(diǎn)是被焊接工件變形極小，幾乎沒(méi)有銜接間隙，焊接深度/寬度比高，因此焊接質(zhì)量比傳統(tǒng):焊接方法高。但是，如何保證激光焊接的質(zhì)量，也就是激光焊接過(guò)程監(jiān)測(cè)與質(zhì)量控制是一個(gè)激光利用領(lǐng)域的重要內(nèi)容，包括利用電感、電容、聲

3、波、光:電等各種傳感器，經(jīng)過(guò)電子計(jì)算機(jī)處置，針對(duì)不同焊接對(duì)象和要求，實(shí)現(xiàn)諸如焊縫跟蹤、缺陷檢測(cè)、焊縫質(zhì)量監(jiān)測(cè)等工程，經(jīng)過(guò)反響控制調(diào)理焊接工藝:參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化激光焊接。所以說(shuō)，激光焊接是一門技術(shù)性非常強(qiáng)的先進(jìn)制造工藝。2國(guó)外汽車工業(yè)機(jī)器人激光焊接技術(shù)的運(yùn)用機(jī)器人控制系統(tǒng):是機(jī)器人的大腦，是決議機(jī)器人功能和性能的主要要素。工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)的主要義務(wù)就是控制工業(yè)機(jī)器人在任務(wù)空間中的運(yùn)動(dòng)位置、姿態(tài)、軌跡、:操作順序及動(dòng)作的時(shí)間等，具有編程簡(jiǎn)單、軟件菜單操作、友好的人機(jī)交互界面、在線操作提示和運(yùn)用方便等特點(diǎn)。目前機(jī)器人的運(yùn)用工程由單臺(tái)機(jī)器:人任務(wù)站向機(jī)器人消費(fèi)線開(kāi)展，機(jī)器人控制器的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使得對(duì)

4、機(jī)器人消費(fèi)線的監(jiān)控、診斷和管理更加便利。機(jī)器人焊接目前已廣泛運(yùn)用在汽車制造業(yè):，汽車底盤、座椅骨架、導(dǎo)軌、消聲器以及液力變矩器等焊接。豐田公司將點(diǎn)焊作為規(guī)范來(lái)配備其日本國(guó)內(nèi)和海外的一切點(diǎn)焊機(jī)器人。用這種技術(shù)可以:提高焊接質(zhì)量，甚至試圖用它來(lái)替代某些弧焊作業(yè)，同時(shí)，在短間隔內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間也大為縮短。該公司推出一種高度低的點(diǎn)焊機(jī)器人，用它來(lái)焊接車體:下部零件。這種矮小的點(diǎn)焊機(jī)器人還可以與較高的機(jī)器人組裝在一同，共同對(duì)車體上部進(jìn)展加工，從而縮短了整個(gè)焊接消費(fèi)線長(zhǎng)度。轎車后橋、副車架:、搖臂、懸架、減振器等底盤零件大都是以惰性氣體維護(hù)焊metal-InertGasWelding，MIG為主的受力平安零件

5、，主要構(gòu):件采用沖壓焊接，板厚平均為1.54mm，焊接主要以搭接、角接接頭方式為主，焊接質(zhì)量要求相當(dāng)高，其質(zhì)量的好壞直接影響到轎車的平安性能:。運(yùn)用機(jī)器人焊接后，大大提高了焊接件的外觀和內(nèi)在質(zhì)量，并保證了質(zhì)量的穩(wěn)定性和降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)環(huán)境。激光焊接設(shè)備的關(guān)鍵是大功率:激光器，主要有兩大類，一類是固體激光器，又稱Nd：YAG激光器。Nd：YAG激光器波長(zhǎng)為1.06mm，主要優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生的光束可以經(jīng)過(guò)光:纖傳送，因此可以省去復(fù)雜的光束傳送系統(tǒng)，適用于柔性制造系統(tǒng)或遠(yuǎn)程加工，通常用于焊接精度要求比較高的工件。汽車工業(yè)常用輸出功率為34:kW的Nd：YAG激光器。另一類是氣體激光器，又稱CO2激

6、光器，分子氣體作任務(wù)介質(zhì)，產(chǎn)生平均為10.6mm的紅外激光，可以延續(xù)任務(wù)并:輸出很高的功率，規(guī)范激光功率在25kW之間。汽車工業(yè)中激光技術(shù)主要用于車身拼焊、焊接和零件焊接。德國(guó)的Rofin-Sina公司和T:rumpf公司主要消費(fèi)CO2激光器，HAAS公司那么主要消費(fèi)固體Nd：YAG激光器，而IPG公司消費(fèi)新型的光纖激光器，Laserl:ine公司消費(fèi)半導(dǎo)體激光器，構(gòu)成相互競(jìng)爭(zhēng)又相互補(bǔ)充的激光技術(shù)研發(fā)與消費(fèi)鏈。群眾汽車、寶馬汽車、飛馳汽車和美雅Meyer船廠是德國(guó):運(yùn)用激光焊接技術(shù)的示范企業(yè)。德國(guó)的群眾汽車曾經(jīng)將激光焊接技術(shù)引入中國(guó)，并在上海群眾和一汽群眾的轎車批量消費(fèi)線上運(yùn)用，推進(jìn)了中國(guó)激光

7、:焊接技術(shù)的運(yùn)用。運(yùn)用輸出功率大于4kW的二極管激發(fā)的固體激光器，對(duì)于鋁合金的焊接具有決議性的意義。這些系統(tǒng)的光束質(zhì)量特別好，可以瞬間:注入直徑為0.4mm的光纖中。激光束的聚焦才干極大地依托于光纖的截面積。這闡明這種新一代的固體激光器的潛力是“點(diǎn)直徑更小，功率密度:更高，使人們可以進(jìn)展以延續(xù)波的方式進(jìn)展焊接。例如，用于對(duì)小型樣品和小零件的各種銜接，如對(duì)接、T形焊接和搭接進(jìn)展了研討，零件的資料是A:lMgSi0.7厚度：3mm和AlMg3厚度：1.6mm鋁合金。高質(zhì)量的焊道外形只需在純粹的延續(xù)波形狀才有能夠。當(dāng)運(yùn)用千瓦級(jí):的二極管激發(fā)的Nd：YAG激光器焊接鋁時(shí)，在很寬的參數(shù)范圍內(nèi)都能獲得很高

8、的可靠性。3機(jī)器人激光焊接技術(shù)的開(kāi)展趨勢(shì)世界各主要工業(yè)興隆國(guó):家都非常注重發(fā)揚(yáng)焊接研討機(jī)構(gòu)的作用，根本上都構(gòu)成大學(xué)研討所企業(yè)的三級(jí)研討開(kāi)發(fā)體系。各主要工業(yè)興隆國(guó)家都成立了焊接研討所，如英國(guó)的焊接:研討所TWI、美國(guó)的愛(ài)迪生焊接研討所EWI、法國(guó)焊接研討所FWI、日本的銜接與溶接研討所JRWI、烏克蘭的巴頓電焊研:究所PEWI、德國(guó)亞琛大學(xué)的焊接研討所ISF和德國(guó)焊接學(xué)會(huì)DVS下屬的分布在全國(guó)各地的焊接研討與培訓(xùn)中心SLV等，而:韓國(guó)的焊接研討中心是設(shè)在韓國(guó)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研討院KAIST的韓國(guó)工業(yè)消費(fèi)技術(shù)研討院KITCH之內(nèi)。它們都屬于國(guó)家級(jí)的焊接研討機(jī)構(gòu)。:縱觀整個(gè)汽車工業(yè)焊接現(xiàn)狀，不難分析出汽

9、車工業(yè)焊接開(kāi)展趨勢(shì)為：開(kāi)展自動(dòng)化柔性消費(fèi)系統(tǒng)。而工業(yè)機(jī)器人，因集自動(dòng)化消費(fèi)和靈敏性消費(fèi)特點(diǎn)于一:身，故轎車消費(fèi)近年來(lái)大規(guī)模、迅速運(yùn)用了機(jī)器人。焊接方面，主要運(yùn)用是點(diǎn)焊機(jī)器人和弧焊機(jī)器人。焊接消費(fèi)線要高度自動(dòng)化，廣泛采用6自在度機(jī):器人，且機(jī)器人具有焊鉗儲(chǔ)存庫(kù)，可焊裝部位不同要求或焊裝產(chǎn)品變卦，自動(dòng)從儲(chǔ)存庫(kù)抓換所需焊鉗。傳輸安裝那么已開(kāi)展為采用無(wú)人駕駛更具柔性化感:應(yīng)導(dǎo)向小車。開(kāi)展輕便組合式智能自動(dòng)焊機(jī)，焊接由R30型極坐標(biāo)式機(jī)器人和G60肘節(jié)式機(jī)器人61臺(tái)進(jìn)展，機(jī)器人驅(qū)動(dòng)由微機(jī)控制，數(shù)字和文字:顯示，磁帶記錄儀輸入和輸出程序。機(jī)器人動(dòng)作采用點(diǎn)到點(diǎn)序步軌跡，具有很高焊接自動(dòng)化程度，既改善了任務(wù)條

10、件，提高了產(chǎn)質(zhì)量量和消費(fèi)率，又降:低資料耗費(fèi)。機(jī)器人焊接技術(shù)未來(lái)的研討方向主要有：1焊接過(guò)程控制系統(tǒng)的智能化。電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)微電子和自動(dòng)化技術(shù)的開(kāi)展，推進(jìn)了焊接自:動(dòng)化技術(shù)的開(kāi)展。特別是數(shù)控技術(shù)、柔性制造技術(shù)和信息處置技術(shù)等單元技術(shù)的引入，促進(jìn)了焊接自動(dòng)化技術(shù)革命性的開(kāi)展；2開(kāi)展最正確控制方法方:面的研討，包括線性和各種非線性控制。最具代表性的是焊接過(guò)程的模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，以及專家系統(tǒng)的研討；3焊接柔性化技術(shù)。將各種光:、機(jī)、電技術(shù)與焊接技術(shù)有機(jī)結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)焊接的準(zhǔn)確化和柔性化。用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)焊接工藝配備，是提高焊接自動(dòng)化程度淡的根本途徑。將數(shù):控技術(shù)配以各類焊接機(jī)械設(shè)備，以提高

11、其柔性化程度；4焊接機(jī)器人與專家系統(tǒng)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)途徑規(guī)劃、自動(dòng)校正軌跡、自動(dòng)控制熔深等功能；:5提高焊接電源的可靠性、質(zhì)量穩(wěn)定性和控制，以及優(yōu)良的動(dòng)感性。開(kāi)發(fā)研制具有調(diào)理電弧運(yùn)動(dòng)、送絲和焊槍姿態(tài)，能探測(cè)焊縫坡開(kāi)頭、溫度嘗熔池:形狀、熔透情況，適時(shí)提供焊接規(guī)范參數(shù)的高性能焊機(jī)，并應(yīng)積極開(kāi)發(fā)焊接過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，使焊接技術(shù)由“技藝向“科學(xué)演化。4終了語(yǔ):近些年來(lái)，國(guó)外汽車工業(yè)在機(jī)器人激光焊接技術(shù)方面的運(yùn)用及推行起到了積極的推進(jìn)作用。針對(duì)汽車產(chǎn)品“更輕、更平安、性能更好且本錢更低的發(fā):展目的，當(dāng)前的汽車機(jī)器人激光焊接技術(shù)正在傳統(tǒng)的資料銜接概念與方法的根底上迅速地延伸和拓展，并向先進(jìn)的“精量化