摩托車踏板式車架機器人焊接生產(chǎn)線的設(shè)計

嬰!!壘!旦曼里塵旦竺!竺墅!!!:12塑!:蘭壘￡!:蘭Q!Q:堡堡堡魚蘭塑墊:!!文章編號:1002-025X(201004--0053-03摩托車踏板式車架機器人焊接生產(chǎn)線的設(shè)計曹向成1,汪春華1,鄭志東2,鄭睿2(1.珠海固得焊接自動化設(shè)備有限公司,廣東珠海519015;2.江門大長江集團,廣東江門529000摘要:摩托車蹯板式車榘的自動化焊接不僅提高了焊接的效率。而且改善了焊縫的質(zhì)量。通過對江門大長江集團項目介紹。系統(tǒng)地闡述了摩托車車架焊接生產(chǎn)線的總體布局、系統(tǒng)集成控制、變位機的形式以及焊接夾具的組成。試驗表明,采用摩托車車架焊接生產(chǎn)線,提高了生產(chǎn)效率。改善了焊縫質(zhì)量,降低了生產(chǎn)成本。減小了工人的勞動強度。關(guān)鍵詞:摩托車車絮;自動化焊接生產(chǎn)線;機器人工作站;PLC控制器;焊接交位機;定位焊接夾具中圍分類號:TG457.2;Tlr242文獻標(biāo)志碼:B0前言摩托車作為一種輕便、快捷的交通工具,需求量逐年上升。為進一步提高摩托車的產(chǎn)量,國內(nèi)各摩托車生產(chǎn)廠都在積極地使生產(chǎn)過程的自動化。摩托車車架是摩托車的主要組成部件之一,由薄板沖壓件和成形管件組成,是輕型全焊結(jié)構(gòu)。摩托車在行駛過程中,不僅要承受人體和貨物的重力,而且還承受沖擊載荷,因此,對車架的整體強度和焊縫質(zhì)量提出了相當(dāng)高的要求。車架各組件的焊接通常采用半自動CO:或MAG焊,由于采用手工操作,很難保證焊接質(zhì)量的一致性。而采用機器人焊接,不僅可以大大提高生產(chǎn)效率,而且可確保焊接質(zhì)量。近年來,本公司為重慶建設(shè)集團、江門大長江、佛山比亞喬、濟南輕騎、佛山集豪和精創(chuàng)等多家摩托車生產(chǎn)企業(yè)設(shè)計制造了機器人焊接生產(chǎn)線,效率高,焊縫質(zhì)量好。本文以江門大長江項目為例.概括介紹了摩托車踏板式車架機器人焊接生產(chǎn)線的系統(tǒng)設(shè)計。1車架焊接生產(chǎn)線的系統(tǒng)設(shè)計基本依據(jù)本項目車架結(jié)構(gòu)為踏板式,由車頭、腳踏板左右管件、車架連接管和尾部等部件組成。車架的所有組件均采用低碳薄板和薄壁管制成,最大壁厚不超過2mill。要求表面無氣孔、裂紋和未熔合等缺陷,成形均整,焊縫邊緣與母材熔合良好。收稿日期:2009—12塒最適合的焊接工藝方法為細(xì)絲混合氣體(Ar+C02保護焊,既可達到所要求的焊接高速度,又能焊制出優(yōu)質(zhì)的焊縫。摩托車車架的結(jié)構(gòu)如圖1所示。田1摩托車車架的典型結(jié)構(gòu)外形根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng),計劃月生產(chǎn)量為15000件、日產(chǎn)量580件,二班制。采用機器人焊接,分工序連線生產(chǎn)。要求每件車架的生產(chǎn)節(jié)拍不超過100s。2焊接機器人工作站的設(shè)計根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍的要求和各工序中的焊縫總長度,3套焊接機器人工作站設(shè)計方案分述如下。2.1車頭焊接機器人工作站車頭組件焊縫總長度為977mm。采用由單臺機器人、2臺翻轉(zhuǎn)機、2套夾具以及焊接電源、送絲機、焊槍、系統(tǒng)集成控制箱、清槍器和安全圍攔等組成的機器人工作站進行加工,可使焊接與組裝同時進行,大大縮短了機器人待機時間。2臺變位機呈八字形布置于機器人兩側(cè),以排除焊接與組裝之間的相互干擾.該機器人工作站的工作站節(jié)拍為70s。萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)速焊的工藝要求。配四輪驅(qū)動編碼測速反饋,使送絲速度極為穩(wěn)定,以適應(yīng)弧焊機器人的工作條件。4.4定位焊接夾具4.3焊接變位機定位焊接夾具的設(shè)計是焊接機器人工作站的關(guān)鍵與上述機器人工作配套的焊接變位機有精密頭尾技術(shù)之一,因此在夾具設(shè)計時首先要確立可靠的定位架變位機和三軸變位機。基準(zhǔn),最大限度地消除定位誤差。夾具初步設(shè)計完成(1精密頭尾架變位機結(jié)構(gòu)如圖3所示,由機后,利用機器人仿真軟件ROBOGUIDE進行機器人座、頭架、尾架、回轉(zhuǎn)支架、傳動系統(tǒng)和電控器組焊槍可達性模擬。確認(rèn)滿足所有要求后再作施工設(shè)成。驅(qū)動電機配日本FANUCa8伺服電機,功率為1.6計。定位焊接夾具由夾具體、定位銷、定位塊、快速kW,頭架主軸轉(zhuǎn)速為0.5—5r/rain,重復(fù)定位精密度夾鉗、氣缸和連桿機構(gòu)等組成,保證夾緊快捷、可達i-O.1nlln。尾架可在機座導(dǎo)軌上滑動.以適應(yīng)不同長靠。圖5為定位焊接夾具模型圖。度的工件。裝配夾具裝在回轉(zhuǎn)架上,便于快速裝卡。圈3頭尾變位機結(jié)構(gòu)示意圍(2三軸變位機的結(jié)構(gòu)如圖4所示。其由底座、回轉(zhuǎn)平臺、頭尾架變位機、氣動驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)、擋光板等組成。變位機和回轉(zhuǎn)平臺主軸均由交流伺服電機驅(qū)動。其中變位機旋轉(zhuǎn)軸可與機器人協(xié)同動作?；剞D(zhuǎn)平臺由進口氣缸驅(qū)動,可作±1800旋轉(zhuǎn),切換時間4—6s。變位機轉(zhuǎn)速0.5—5r/min,載重400kg。電機功率1.6kW。回轉(zhuǎn)平臺載重1.5t,采用直徑160mIn進口氣缸驅(qū)動。該機構(gòu)為本公司自行研發(fā),并獲得國家專利的實用型產(chǎn)品。圈4三軸變位機結(jié)構(gòu)示意田田5定位焊接夾具模型圈5車架焊接機器人生產(chǎn)線的實際應(yīng)用摩托車踏板式車架機器人焊接生產(chǎn)線經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試和試生產(chǎn).于2008年10月正式交付用戶投入生產(chǎn)。經(jīng)過1a多的連續(xù)生產(chǎn)應(yīng)用證明,該機器人焊接生產(chǎn)線運行正常.達到合同要求的生產(chǎn)節(jié)拍和優(yōu)質(zhì)的焊縫,受到了用戶的好評。6結(jié)論(1實際生產(chǎn)應(yīng)用證明。摩托車車架采用機器人焊接生產(chǎn)線進行大批量的連續(xù)生產(chǎn)是完全可行的。獲得了優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的預(yù)期效果。(2機器人焊接生產(chǎn)線作為一種先進的制造技術(shù),值得在摩托車制造行業(yè)全面推廣應(yīng)用。(3氣動回轉(zhuǎn)三軸變位機是高可靠性易維護的變位機,可替代交流伺服馬達驅(qū)動的三軸變位機。(4設(shè)計的摩托車車架機器人焊接生產(chǎn)線,為機器人工作站系統(tǒng)集成技術(shù)的進一步發(fā)展提供了保障,并為擴大焊接機器人的應(yīng)用范圍奠定了堅實基礎(chǔ)。萬方數(shù)據(jù)摩托車踏板式車架機器人焊接生產(chǎn)線的設(shè)計作者:曹向成,汪春華,鄭志東,鄭睿作者單位: