了解机器人焊接工作站的整体设计

机器人焊接工作站在汽车制造中的应用

Robot Welding Workstation in Automobile Manufacturing

CHEN Peng

Abstract — In the field of automobile manufacturing， it is necessary for human to be engaged in high-risk， multi frequency and repetitive work operations. This paper analyzes the planning and design of robot welding workstation in the water tank processing of automobile manufacturing industry.

Index Terms — intelligent， robot， automobile manufacturing， welding workstation.

0 引言

焊接机器人往往具备着功能平稳、焊接品质较高、运转效率较优等多方面的特征。焊接机器人可以全面提升人力劳作的基础条件，有效地解除人为因素所造成对产品品质的负面影响，进而更好的保证产品的品质。如今焊接机器人已经被广泛应用到我国现阶段的工业领域当中，尤其是汽车制造行业。因为常常会进行旧款车型进行全新改造研发的需求，以焊接机器人为核心所创建的工作站，可以充分运用机器人完善的智能制造功能，从而让汽车零部件的焊接工作变得更加高效化。

1 机器人焊接工作站的整体设计

焊接机器人工作站核心是以焊接机器人为核心的集成度相对较高且多种智能机械设施同步运转的焊接智能化环节，整体工作站的规划需要综合用户的实际运用需求解析焊接工件的材质、架构以及焊接的整体需求等，从而制定出科学化的方案。依据汽车水箱的产品架构以及焊接的品质需求，通常有两套焊接机器人工作站可以有效地开展点焊的整体性操作，本文将举其中的一种深入的介绍。

依据成本控制以及合理空间调控的基本原则，规划的焊接工作的整体布局，通常是由焊接机器人以及电力控制机柜、整体焊接电源以及控制等众多架构所构成。在焊接机器人工作站安置工位不少于 4 个，工装夹具可以依据焊接产品的不同类型开展有效的切换，并且调整机器人的制造程序也可以高效开展焊接产品的调换，从而让整体工作站的运作更具智能化，这也无疑进一步提升了设施运用的整体效率。

2 硬件构成

汽车零部件制造领域的机器人焊接工作站通常运用的是六轴的大型工业机器人，最高的运用范围通常可以高达接近 1 700 mm 的范畴，整体多次运用精准度也相对较高，且极具智能化，所以极为适合于汽车零部件制造领域的运用。

机器人控制系统通常都会选用 KRC4，集中合成所有的安全控制、机械控制、运作控制、流程控制，都可以展开智能化的运用，从而整体的机器人系统具备较高的运转性能以及智能性，这无疑会起到进一步提升焊接效率的效果。焊接的运转轨道、开展流程等都可以由机器人控制系统来开展完成。气动焊钳通常是运用集成式的焊钳。因为综合考虑到中频点焊技术可以极好的降低工作站整体运作成本的支出，并且也起到了提升运作效率和缩减机械使用周期的作用，运用专业化的中度频率焊接机，其整体的控制器通常需要选用 BOSCH。

焊钳在焊接操作的进程当中往往需要借助压缩空气作为其运作的核心动力，与此同时更需要专业的冷却水对于焊接管空气以及焊钳的电极开展冷却的效果。为进一步实现压缩空气以及降低回路的温度控制，运用工业级的能源接入板为整体的焊接系统提供稳定的能源输入。

工装夹具对于焊接零部件的整体性、装夹操作、位置确认等都有着极高的要求，要保障工具的准确定位，整体的制造符合标准化规格，与此同时还需要对于焊接枪以及机器人运用的轨迹不能进行特别的人为化的干预。位置确认往往需要运用气动的控制模式。而综合考虑到整体运转成本的投入问题，夹具台的操控以及相关部件的安置都可以借由人力操作来开展。相关的安装操作人员将相应的部件安置完毕之后，按下开关装置，第一时间启动 PLC 系统的响应。所有工件的位置都需要配置有检测的装置，检测的开关信号需要直接连入 PLC 系统当中，同时将没有放的工件以及相关的安置位置不符合标准等问题及时反馈到 PLC 系统之中，PLC 系统联动报警装置进行快速的预警操作，从而有效的规避焊接的人为干预问题，或者是报废产品的问题产生。夹具台运用专用的极速安置的接口，从而更好、更方便地与焊接商品更换的时候同步调换相应的夹具台。夹具的底部安置有相关的定位销，保障夹具的多次操作的位置精准度，进而达到提升焊接精准度的效果。

为了保障生产运用以及相关操作人员的安全，焊接机器人工作站中需要特别是安置有相关的安全防护设施。安全门需要安置检测设施，当安全门开启的时候，机器人需要第一时间展开标准化运作，充分防护系统设施以及相关人员的安全，与此同时 PLC 系统需要实时的检测安全门的故障问题。一旦出现任何问题需要第一时间展开预警，而当安全门修复完成之后，同时操控人员在触摸屏上进行有效的复位之后，整体的设施才可以正常的运作。

3 PLC 系统的设计规划

机器人焊接工作站运用集中控制的架构，系统当中所有的设施除了机器人的运转次序之外，都需要深度地受到来自 PLC 系统的控制，相关的外围设施的整体状况也需要借助 PLC 系统传输到机器人的控制器当中。所以，PLC 系统在机器人焊接工作当中起到了至关重要的作用。

3.1 系统构成的和功能

PLC 总体控制系统和机器人借助相关的总线路展开实施的通讯，进而有效地实现数据新的交互以及对于焊接机器人运用轨迹流程的控制。其中所述的数据资料主要包括：机器人的运转模式、在原始地点、停止、故障以及试片的焊接等。对于焊接机器人的控制核心借助触摸屏以及夹具台的操控台进行。借助夹具台的操控台按下相关的工件筹备好按键，或者是在触摸屏当中调控来运用机器人的不同的程序，进而很好的实现有针对性的工作开展。

工装夹具台整体输入到 PLC 系统的信号核心是：有没有任何的工件、工件的装夹操作是否都为、目前的运转状况、开启、立即停止、暂停等相关按钮的运用状态等。而焊接控制其的信号需要和焊接机器人以及 PLC 进行同步的接入。从而有效地将目前的故障信号、焊接完成信号灯传输到 PLC 系统当中，这样 PLC 系统才可以真正意义上实现对于整个焊接进程的整体控制。

为了保障运作的安全性，安全门的信号诸如有开启、申请接入等，以及相关能源的状况的信号都需要及时的传输给 PLC 系统，而 PLC 系统可以依据故障类型的不同，有效的选择停止运作、触摸屏报警灯多种的处理方式。

3.2 触摸屏的设计

焊接机器人工作站的控制通常都是有触摸屏来开展的。核心所实现的功能主要包括以下几个方面：（1）参数的调配以及人力的调控。借助触摸屏的参数调控系统，开展对于焊接机器人工作站的核心参数的规划；与此同时，还具有着手动操控的画面，更好地应用整体工作站的调试以及后期的维护工作开展。（2）数据的全面显示。系统具备运转状况的缓慢，以及产品数据量等关键信息的展示；机器人状况的页面，充分的展示出焊接机器人的当下模式，以及整体的工作状态。（3）故障的服务。工作站当中不同类型的故障以及预警的信号都可以在触摸屏端全面的展示，同时还有着记录近期故障的功能。整体的故障彻底的排除之外，则需要人工复位的操作。

4 结语

焊接机器人工作站运用于汽车零部件的焊接生产中，无疑提升了其整体的焊接品质和效率，而设计的焊剂机器人工作站控制的精准度相对较高、速率快，稳定性相对加好，同时配备了多元化的防护和报警模式，智能化的集成度相对较高，这无疑也进一步削减了运作的工作量。
       责任编辑:pj