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焊接机器人在长安汽车股份公司的应用及存在问题

焊接机器人在长安汽车股份公司的应用及存在问题

点击数:7149 次   录入时间:03-04 11:53:18   整理:http://www.55dianzi.com   汽车电工

4.5、伺服焊钳的成功引进

十万辆焊接线上应用的5台KUKA点焊机器人,均采用气动点焊钳进行车体焊接,由于焊钳电极帽存在磨损的问题,控制系统采用计算焊点数,对焊接电流进行递增式补偿的方法。从原理上讲,这是一种开环方式的补偿方法,并不能实际反映焊钳电极帽的真实损耗情况,因而车体焊接质量存在一定的不稳定性。

八万辆焊接线上,所有COMAU点焊机器人均采用SIAKY的伺服焊钳及控制系统。伺服焊钳作为机器人的一个外部轴存在,在机器人控制系统中增加一套驱动软件,该外部轴就与其它六个基本轴一样,完全受机器人控制器的控制。这样,该外部轴与其它六轴一起融为一体,机器人控制系统通过外部轴的驱动软件,可以实时计算该轴的真实位置。实际应用中,在完成每一个车体的焊接工作后,机器人控制系统将对这个外部轴-伺服焊钳,执行自动校正功能,通过检查该轴(伺服焊钳)的实际零点位置是否发生变化来确认电极帽是否磨损,这样确保了焊接压力的自动闭环控制,使车体焊接质量稳定性大幅提高。

4.6、应用焊接机器人实现柔性生产

长安公司微型汽车种类多、品种复杂,在以往手工生产线上,如果需要混线生产同一型号不同种类的车型,人工焊接速度因工件、工具的差别而大大降低,生产的汽车产品质量也随之呈现出不稳定性。

引进焊接机器人后,只需预先编制好适应不同车型生产所需的若干套不同的运动与焊接程序,机器人将根据生产线的工作指令,自动调用相应的工作程序与不同车体焊接所需的工具,即能自动适应生产线上车型的复杂变化,即使是八万辆焊接线上高频次、多种类车型的混线生产,也能应付自如。绝不会因为单班多种车型混线生产而产生手工线极易出现的错焊、漏焊以及误调整或不调整焊接规范等经常出现的车体焊接质量事故,生产线运转速度也丝毫不会降低。焊接机器人的广泛应用,为长安公司的汽车制造实现柔性自动化生产带来了前所未有的生机。

5、焊接机器人在应用中存在的问题

尽管焊接机器人在长安公司的汽车制造生产中得到广泛应用,使汽车焊接质量得到了极大改善,有效提高了企业的劳动生产效率,但仍有很多方面的问题值得我们去进一步研究和改善。

5.1、位置偏移后重新示教的问题

示教再现型焊接机器人如果发生焊接位置偏移时,必须进行在线示教然后再现运行,这个工作现在需要占用大量的生产时间。如果能够利用先进的计算机动态仿真技术对其进行离线示教和仿真,将是焊接机器人应用的一次革命性的改善。

5.2、弧焊机器人焊缝跟踪的问题。

示教再现型弧焊机器人进行弧焊时,不能对焊缝进行动态跟踪反馈,因而焊缝有细微变化时,不能保证焊缝质量,如果能够应用智能技术,动态跟踪焊缝状态,就能有效保证弧焊质量的可靠性和稳定性。

5.3、焊接机器人的备件问题。

目前,由于国内机器人的应用还不是非常广泛,国内机器人技术还有待于长足进步,机器人的专用部件国内还不能自行设计制造,长安公司大量应用焊接机器人后,配件问题成为机器人应用中最令人头痛的问题。因为机器人的部件多属专用部件(尤其是电器控制部分),技术水平要求相当高,因而必须从国外进口,而进口的机器人备件价格高企,国内代理公司大多不愿因大量预采购而造成资金积压,进口备件的时间周期又长,给汽车生产线造成了相当大的困难。

5.4、机器人的校轴过程占用过多时间。

长安公司所应用的KUKA、COMAU、OTC机器人,其轴的校正过程均需耗费比较长的时间,对于流水化的自动生产线来说,其停机所造成的经济损失非常巨大。如果能够应用高智能化的检测手段,使机器人在其轴的基本参数丢失或变化后,能够自动快速恢复到发生故障前的状态,将给自动化生产线带来巨大的生产效益

5.5、机器人电器控制系统的问题。

长安公司所应用的三种焊接机器人,其本体的机械可靠性及制造水平均相当高,本体出现故障(指机械故障)的概率极其微小。然而,相比之下,电气控制系统的故障率却非常高,最容易出现的部分是驱动部分的电路及元器件,另外接插件的故障频率也相当高。

当今世界上的机器人控制电路集成化程度已越来越高,控制技术的不断进步已使控制部分故障率大为降低。但对于汽车制造中的焊接作业这种环境恶劣、作业强度极大、电压波动较大的应用来说,如果能针对汽车生产的具体情况,进一步提高系统集成化程度,进一步增强系统抗干扰的能力,长安公司在未来应用大量机器人实现完全无人化生产线的理想将变为现实。

5.6、机器人与其它设备或工位上障碍物碰撞问题。

在长安公司的两条焊接线上,均出现过多次因为信号交换失误而发生机器人与机器人碰撞、机器人与其它设备或障碍物碰撞的事故。经过事后分析机器人工作程序,发现目前机器人控制系统在处理信号交换时,都采用外部I/O信号来交换彼此的工作状态,信号检测还只是以一个“点”的方式测量,即在某一运动程序行中,确认某一个交换信号是否存在来决定机器人是否继续下面的工作,而不是在一个运动区域中持续检测其它障碍物或机器人状态,这样,一旦检测过程结束而机器人的运动轨迹发生错误或信号交换不正常时,碰撞就发生了。

现在机器人的应用规模越来越大,多台机器人在狭窄空间内协同工作的场合越来越多,彼此之间信号交换已变得极其平常,如果能够在机器人的控制系统中,采用类似微软WINDOWS操作系统的后台处理方式来实时监测其它障碍物或机器人的工作状态,以决定机器人是否应该继续在有可能干涉的区域内工作,碰撞问题应能够得到有效的控制,甚至彻底解决这个问题。

综上所述,焊接机器人使汽车制造业大批量、高效率、高质量进行流水线汽车制造提供了有利保障,同时,焊接机器人在实际应用中暴露出来的问题,也促使我们不断努力学习先进技术,不断寻求更加有效的手段,让焊接机器人为中国的汽车制造业做出更大贡献。

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