摩托车踏板式车架机器人焊接生产线的设计

婴!!垒!旦曼里尘旦竺!竺墅!!!:12塑!:兰垒￡!:兰Q!Q:堡堡堡鱼兰塑垫:!!文章编号:1002-025X(201004--0053-03摩托车踏板式车架机器人焊接生产线的设计曹向成1,汪春华1,郑志东2,郑睿2(1.珠海固得焊接自动化设备有限公司,广东珠海519015;2.江门大长江集团,广东江门529000摘要:摩托车蹯板式车榘的自动化焊接不仅提高了焊接的效率。而且改善了焊缝的质量。通过对江门大长江集团项目介绍。系统地阐述了摩托车车架焊接生产线的总体布局、系统集成控制、变位机的形式以及焊接夹具的组成。试验表明,采用摩托车车架焊接生产线,提高了生产效率。改善了焊缝质量,降低了生产成本。减小了工人的劳动强度。关键词:摩托车车絮;自动化焊接生产线;机器人工作站;PLC控制器;焊接交位机;定位焊接夹具中围分类号:TG457.2;Tlr242文献标志码:B0前言摩托车作为一种轻便、快捷的交通工具,需求量逐年上升。为进一步提高摩托车的产量,国内各摩托车生产厂都在积极地使生产过程的自动化。摩托车车架是摩托车的主要组成部件之一,由薄板冲压件和成形管件组成,是轻型全焊结构。摩托车在行驶过程中,不仅要承受人体和货物的重力,而且还承受冲击载荷,因此,对车架的整体强度和焊缝质量提出了相当高的要求。车架各组件的焊接通常采用半自动CO:或MAG焊,由于采用手工操作,很难保证焊接质量的一致性。而采用机器人焊接,不仅可以大大提高生产效率,而且可确保焊接质量。近年来,本公司为重庆建设集团、江门大长江、佛山比亚乔、济南轻骑、佛山集豪和精创等多家摩托车生产企业设计制造了机器人焊接生产线,效率高,焊缝质量好。本文以江门大长江项目为例.概括介绍了摩托车踏板式车架机器人焊接生产线的系统设计。1车架焊接生产线的系统设计基本依据本项目车架结构为踏板式,由车头、脚踏板左右管件、车架连接管和尾部等部件组成。车架的所有组件均采用低碳薄板和薄壁管制成,最大壁厚不超过2mill。要求表面无气孔、裂纹和未熔合等缺陷,成形均整,焊缝边缘与母材熔合良好。收稿日期:2009—12埘最适合的焊接工艺方法为细丝混合气体(Ar+C02保护焊,既可达到所要求的焊接高速度,又能焊制出优质的焊缝。摩托车车架的结构如图1所示。田1摩托车车架的典型结构外形根据生产纲领,计划月生产量为15000件、日产量580件,二班制。采用机器人焊接,分工序连线生产。要求每件车架的生产节拍不超过100s。2焊接机器人工作站的设计根据生产节拍的要求和各工序中的焊缝总长度,3套焊接机器人工作站设计方案分述如下。2.1车头焊接机器人工作站车头组件焊缝总长度为977mm。采用由单台机器人、2台翻转机、2套夹具以及焊接电源、送丝机、焊枪、系统集成控制箱、清枪器和安全围拦等组成的机器人工作站进行加工,可使焊接与组装同时进行,大大缩短了机器人待机时间。2台变位机呈八字形布置于机器人两侧,以排除焊接与组装之间的相互干扰.该机器人工作站的工作站节拍为70s。万方数据万方数据速焊的工艺要求。配四轮驱动编码测速反馈,使送丝速度极为稳定,以适应弧焊机器人的工作条件。4.4定位焊接夹具4.3焊接变位机定位焊接夹具的设计是焊接机器人工作站的关键与上述机器人工作配套的焊接变位机有精密头尾技术之一,因此在夹具设计时首先要确立可靠的定位架变位机和三轴变位机。基准,最大限度地消除定位误差。夹具初步设计完成(1精密头尾架变位机结构如图3所示,由机后,利用机器人仿真软件ROBOGUIDE进行机器人座、头架、尾架、回转支架、传动系统和电控器组焊枪可达性模拟。确认满足所有要求后再作施工设成。驱动电机配日本FANUCa8伺服电机,功率为1.6计。定位焊接夹具由夹具体、定位销、定位块、快速kW,头架主轴转速为0.5—5r/rain,重复定位精密度夹钳、气缸和连杆机构等组成,保证夹紧快捷、可达i-O.1nlln。尾架可在机座导轨上滑动.以适应不同长靠。图5为定位焊接夹具模型图。度的工件。装配夹具装在回转架上,便于快速装卡。圈3头尾变位机结构示意围(2三轴变位机的结构如图4所示。其由底座、回转平台、头尾架变位机、气动驱动系统和控制系统、挡光板等组成。变位机和回转平台主轴均由交流伺服电机驱动。其中变位机旋转轴可与机器人协同动作。回转平台由进口气缸驱动,可作±1800旋转,切换时间4—6s。变位机转速0.5—5r/min,载重400kg。电机功率1.6kW。回转平台载重1.5t,采用直径160mIn进口气缸驱动。该机构为本公司自行研发,并获得国家专利的实用型产品。圈4三轴变位机结构示意田田5定位焊接夹具模型圈5车架焊接机器人生产线的实际应用摩托车踏板式车架机器人焊接生产线经过现场调试和试生产.于2008年10月正式交付用户投入生产。经过1a多的连续生产应用证明,该机器人焊接生产线运行正常.达到合同要求的生产节拍和优质的焊缝,受到了用户的好评。6结论(1实际生产应用证明。摩托车车架采用机器人焊接生产线进行大批量的连续生产是完全可行的。获得了优质、高效、低成本的预期效果。(2机器人焊接生产线作为一种先进的制造技术,值得在摩托车制造行业全面推广应用。(3气动回转三轴变位机是高可靠性易维护的变位机,可替代交流伺服马达驱动的三轴变位机。(4设计的摩托车车架机器人焊接生产线,为机器人工作站系统集成技术的进一步发展提供了保障,并为扩大焊接机器人的应用范围奠定了坚实基础。万方数据摩托车踏板式车架机器人焊接生产线的设计作者:曹向成,汪春华,郑志东,郑睿作者单位: