汽车车身焊装领域机器人项目管理

1、汽车车身焊装领域机器人项目管理 工业机器人是一种用程序预先设定运动和动作的机电一体化数字化机械装备。目前广泛使用的工业机器人都是示教再现型机器人。进入21世纪，由于国外汽车巨头的不断涌入，工业机器人在我国汽车行业的应用快速增加。国内自主品牌的汽车工厂也开头逐步采用焊接机器人用于白车身焊装生产线。 1项目决策阶段 机器人工程，往往是个系统工程，机器人相关配套的设备价格也较高，安全防护设施的投资也不低。因此，在设备工程投资估算时，不仅仅要估算机器人本体的投资，还要考虑包括其它设施的费用，项目前期一定要考虑周全，不能漏项缺项。例如，人工弧焊工位改为机器人弧焊工作站，相应的配套设施的转变可能包括：增加

2、给机器人掌握系统的一路电源，co2气体由瓶装供气改为集中供气，需要增加汇流排和供气管道l焊丝由盘状改为大桶送丝；焊机改为机器人专用；工装夹具由平凡气动改为程序电控气动，工装夹具白平凡翻转改为变位机翻转，增加安全围栏，增加光栅等安全防护设施等。 机器人工程的投资应当考虑全寿命周期的费用，特殊是项目投产后的机器人维护和消耗费用。目前机器人系统的牢靠性已达到50000h（平均寿命在10年以上），因此维护费用并不高，只是对焊钳电极头等消耗品的要求较高，一般平凡焊钳的电极头由于硬度较低等原因不能满意机器人系统焊钳的要求，因此，机器人焊钳电极头的价格要贵一些。 采用机器人焊接对工件（冲压件）和工装夹具的精

3、度和稳定性要求更高，假如工件搭接不好或空间位置偏差超过2mm，就可能会影响焊接机器人的正常使用。这就意味着对冲压设备、冲压模具和焊接夹具的要求更高，投入更大，对生产过程的质量管理的要求也更严。 虽然有以上条件的限制，但是由丁机器人及自动化成套装备对提高汽车制造业自动化水平、提高产品质量和生产效率、增加企业市场竞争力、改善劳动条件等起到了重大的作用，加之机器人本身近年来成本大幅度降低、性能快速提高以及汽车行业整体制造水平的不断提高，机器人的使用还是越来越普及。 采用焊接机器人焊接与采用人工焊接相比有以下一些优点： (1)可以提高焊接质量，保证焊接质量稳定对于弧焊来说，焊接顺序和焊接参数如焊接电流

4、、电压，焊枪角度、焊缝位置、焊接速度等对焊接质量起着打算性作用。采用弧焊机器人焊接时，我们可以通过反复试验和示教，选择最佳的焊接顺序和焊接电流、电压、焊枪角度、焊缝位置、焊接速度等焊接参数的组合，同时将其记录下来，这样，每个工件的焊接过程都是相同的，因此焊接质量是稳定的。而人工焊接时，不确定因素太多，因此很难保证焊接质量稳定。对丁点焊来说，虽然人工焊接时，焊接参数也已提前设定，但人工使用手工焊钳焊接时，焊点位置、焊钳角度不同，也会影响焊接质量和焊点匀称性，有时还会错焊、漏焊，焊接空间较小时，焊钳臂还易碰列丁件而打火，而采用机器人焊接则可避免以上缺点。 (2)可以提高劳动生产率 随着高速高效焊接

5、技术和高速机器人的应用，使用机器人焊接，效率比人工焊接有明显提高。； (3)改善了工人的劳动条件。由下焊接烟尘、弧光、金属飞溅的存在，焊接的工作环境特别恶劣。采用机器人焊接，使工人远离了焊接弧光、烟雾和弋溅等，对于点焊来说，工人不再手持笨重的手工焊钳，使工人从大强度的体力劳动中解脱出来。 (4)可缩短产品改型换代的周期，减小相应的设备投资，可实现小批量产品的焊接自动化。机器人与专机的最大区分就是它可以通过修改程序以适应不同工件的生产。由于机器人焊装生产线的柔性化，实现了汽车白车身的多车型混流共线生产。 在焊接车间，机器人除完成弧焊、点焊。缝焊、激光焊工作外，还可以完成搬运、滚边、在线检测等工作

6、。 综上所述，项目决策阶段的成功决策是项目成败的前提。打算是否采用机器人系统，在我国目前的发展阶段，除了要考虑设备投资效益外，重点要考虑产品质量、生产水平、技术因素和生产效率等各种因素，争取取得景佳综合效益。 同时，在项目运作开头阶段就要考虑，机器人的进口能否减免关税，要留意一些减免关税的政策和法规；假如具备申请减免的条件，就要提前根据程序向有关部门申报，同时选购招标一定要采用国际招标的形式，提前预备清关材料。 进口设备的合同都是货到之前，付款达到90%以或采用信用证付款的形式，因此前期资金支配上，必需要有保障，否则也会影响合同的顺当执行。 2项目实施预备阶段 实施预备阶段即机器人系统的设计、

7、选购阶段。 由于机器人本体的供货周期较长，目前从下定单到货到中国港口大约需要四个月时间，假如再考虑选购招标和清关等，时间就更长。因此，在进度计划支配上一般把“机器人系统”定位为“长周期供货商品”，需要提前重点支配选购招标。在做招标文件时，一定要把技术方案做好，相关参数和要求一定要明确，形成一个统一的标准要求，否则，各家的投标文件将会五花八门，技术和商务都没有可比性，无法评标。在编写招标文件时要留意以下内容： (l)编写前与项目业主细致沟通，明确业主各方面要求，招标书要体现业主的诉求。 (2)了解各个机器人潜在供应商的设备规格和可供货苑围和能力。编写招标文件时留意技术细节，防止邀标后某些供应商无

8、法响应标书而被废标，使另外的供应商“未开标就已中标”的现象出现。 (3)要明确评标标准，细化评标规则。 (4)要明确机器人的数量，每个机器人的持重、最大操作半径、轴数、重复定位精度、每个独立运动轴最大运动范围，速度；要明确标准配置外，需要增加的非标准配置要求，如部分厂家profi-bus板为非标准配置等。 (5)要依据机器人使用环境条件，明确当地水，电、气、环境温差、湿度的状况，明确对机器人的特别要求（如在南方高温地区，机器人掌握柜是否要求配置空调降温）。 (6)要明确机器人的安装方式，是否需要钢结构（如需要倒挂安装），有无底座，机器人是否需要移动，如何移动及移动范嗣，是否需要变位机，变位机的

9、大小，载荷、几轴和机器人联动方式是什么等。 (7)要明确机器人配套工具的要求，如焊枪、焊钳的品牌、型号，规格和数量，最好事先确定。焊钳要明确气动焊钳还是伺服焊钳，采用中频还是工频焊接；焊枪数量，工作循环中是否需要换枪，是否使用工件抓具、工件料架等。明确机器人工作站配套的电控要求，如电控组件的品牌型号、规格。 (8)要明确机器人配套设施的要求，安全防护设施的要求。珍贵元器件，要统一各个投标单位的品牌、型号规格和数最，如光栅等等。环境保护设施的要求，如弧焊工作站是否考虑抽排烟装置等。 (9)要明确交货时间和地点，安装调试工作内容、质量和进度要求。 (10)要明确移交条件、验收条件和质保期限的计算。

10、 (11)要明确培训的人数，时间和地点。 (12)要明确备件的品种，规格和数量。 (13)要明确合同的主要内容、付款方式和条件。 (14)最终，由于目前市场上，欧美供应商的整体价格要比口系的价格要高，对于一般的工业行业，通常都能满意要求，因此，在选择潜在供应商的时候，假如有日系的品牌参与投标，一般会拉低欧美供应商的投标价格，当然，最好能够邀请国内的系统供应商，为招标创造更加良好的环境，不要人为设置门槛。目前在我国应用的机器人主要分口系，欧系和国产三种。口系中主要有安川，otc、松下、fanuc川崎等公司的产品；欧系中主要有德国的kuka，瑞典的abb、意大利的comau；国产机器人主要是沈阳新

11、松机器人公司产品。 总之，事先招标文件考虑得细一些，会为后期的谈判、合同签定、合同履行都会带来很大便利。否则，假如事后变更，那么很可能就要付费了。 为了加快工程进度，确定中标供应商后，我们往往先把合同签定并生效，使机器人本体开头生产，然后再开头机器人系统设计。机器人系统设计是项目成败的关键。这一阶段项目管理工作的重点是，协调各个设计单位的接口和工作，使信息能够更加快速、精确、有效地在项目各方之间传递，做好设计方案评审，专心审查设计图样，使设计能够优化、按时、保质完成。 机器人系统设计是由机器人系统供应商先开头进行机器人工怍站细化设计：通过系统仿真模拟，确定机器人平面坐标安装位置，机器人底座高度

12、和倾斜角度、以及工作站系统的具体没计（包括焊装夹具设计、焊钳具体设计、工件输送线设计、电气掌握设计等等），然后机器人系统供应商再开头这些部分的选购和制造。在这一阶段，机器人系统供应商还需要向土建和公用工程设计单位供应工艺资料。土建要留意基础设计，满意机器人的要求，防止机器人高速运动时抖动和倾覆。公用专业特殊要留意电气设计，由于焊接车间给焊机供电的线路一般电压波动比较大，因此，机器人掌握柜都另外采用电压波动比较小的一路线路供电，而机器人焊机仍采用车间焊机供电线路。采用这样的进度掌握措施，可以大大缩短总进度周期，惟一的风险是在细化设计阶段发觉机器人选型错误，但一般机器人制造商事先都会很慎重的选择，

13、目前还没有这样的状况出现。当然了，签定合同时，也可以要求机器人系统供应商担当此风险。 质量掌握应把重点放在工作站细化设计阶段。利用cad及仿真系统等多种高新技术和设计手段，快速设计并进行数字化仿真验证。如附图所示机器人系统仿真模拟。在工作站细化设计阶段的系统仿真模拟时，一定要精确、细化。精确，就是要在仿真模拟中，图形修改后，随时更新，随时仿真；细化，就是要在仿真模拟时，全过程仿真每一个工作位置、工作状态，做到与实际状况全都。 3项目实施阶段 实施预备阶段包括机器人系统的制造、安装调试，试生产和验收阶段。 机器人制造商都是国际闻名的大公司，他们的信誉比较高，注意自己的品牌形象，机器人本体的质量都

14、是特别好的。因此，质量的掌握应当重点在工作站安装调试阶段。这一阶段项目管理工作的重点是，协调好机器人系统供应商与各个施工单位和工件（冲压件）供应商的接口和工作，做好安装、调试计划；组织好试生产和验收评审，专心审查竣i资料，完成项目验收工作。 假如制造时对图样进行了修改，要随时进行数据更新和新的仿真模拟验证。在t作站安装嘲试前，最好畿要求机器人系统供应商作好离线编程，这样可以提高调试速度，更好地保证调试质量。 由于机器人设备比较昂贵，计环境的要求也比较高，因此，只有现场具备安装条件了，才能让机器人进场安装。避免提前进场，增加机器人的保管费用。 安装调试前要提前做好人员培训工作，这样，在安装调试时

15、，用户就会有把握一定学问的技术人员在现场陪伴，同时这些人员也可以受到更进一步的培训。 安装调试阶段由于必要的安全保护还未完成，机器人的运劫轨迹也没有调试好。因此，在该阶段要特殊留意安全，包括人员安全和设备安全。要防止其它施工对机器人可能的损伤。假如在机器人上方施工，要采取必要的防护措施。新建项目要对供给机器人的水、电，气进行检查，合格后才能供应机器人使用。 要提前组织好调试用工件（冲压件），要对调试用工件（冲压件）质量进行严格的检查，不合格的工件不能使用。要先对相应的工装夹具进行检查，工装夹具精度达到要求且与工件（冲压件）匹协作格后，再开头机器人系统的调试工作，以削减不必要的返工。要组织好埘调试试焊件的评审，准时发觉问题，反馈业主的要求，使调试工作能够快速、有序进行，使焊接质量满意要求。 在试生产阶段，重点做好系统优化，程序优化，提高系统运行速度，满意项目节拍要求。 验收阶段，重点从以下几个方而，检查系统工程是否满意要求，做好项目验收工作。 (1)安全性要求。 (2)质量要求。 (3)节拍要求。