东风平头驾驶室机器人焊接装配线

东风平头驾驶室机器人焊接装配线 ProductionTheme 生产应用 东风 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 研究院有限公司(武汉市 430056) 陈绪江 摘要 机器人焊接装配线是汽车车身焊接装配车间的一个非常重要的组成部分,是一个汽车制造厂车身焊接工艺水平的体现,在一定程度上也是一个国家汽车制造技术的标志。介绍了机器人焊装线的工作原理和组成,及其合理的结构形式、先进的工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 和焊接设备;在设计、制造、安装、调试、生产等过程中遇到的问题,涉及到机器人焊装线结构形式、汽车车身焊接装配精度、配套的公用动力、使用现场管理等诸多因素,发现许多问题以及解决这些问题的措施,进一步发掘目前国内机器人焊装线普遍存在的问题,并阐述解决这些问题的思路,最后是国内机器人焊装线发展展望。 关键词: 机器人 焊接装配线 问题 思路 展望中图分类号: TG438 0 前 言 随着国民经济的持续发展,国内汽车市场不断扩大,市场的竞争愈来愈激烈,用户对汽车的品种、功能要求也越来越高,需求日益增加,为适应市场需要,东 风汽车公司对载重汽车的生产纲领、产品结构作了重大调整,充分利用从日本引进的平头载重汽车系列产品和工艺技术,通过消化、——————————————————————————————————————————————— 吸收,开发投产了适应国际市场、符合国际法规要求的一系列平头载重汽车产品,并已建设形成了年产15万辆平头载重汽车的生产能力,为此,东风汽车公司车身厂平头驾驶室机器人焊装线应运而生。1 机器人焊装线介绍 东风汽车公司车身厂机器人焊装线由总装线和地板线组成。总装线全长55m,11个工位,工位间距为5m,线上装配有四台点焊机器人,一台弧焊机器人;地板线全长15m,四个工位,工位间距为4m,线上装配有两台点焊机器人,两线成一直线排列,全长75m,中间为地板的一储备工位,将两条焊装线分开。1.1 机器人焊装线的工艺流程 (1)总装线主要完成东风平头系列三种驾驶室焊接作业,驾驶室的变化主要在宽窄方面。包括:第一工位:地板焊接总成上线;第二工位:前围,后围焊接总成上线,并用螺栓连接地板与后围;第三工位:左、右侧围 收稿日期:2008-04-08 焊接总成上线,并拼装上述五大总成;第四工位:定位夹紧点焊五大总成;第五工位:补焊驾驶室左、右下部焊点;第六工位:顶盖焊接总成上线并定位焊接;第七工位:补焊顶盖与各大总成连接处焊点;第八工位:机器人补焊驾驶室左、右侧部焊点;第九工位:机器人补焊驾驶室前部、后部等处的焊点;第十工位:机器人弧焊左、右支柱与顶盖连接处并打磨;第十一工位:装配左、右车门总成,驾驶室下线。 (2)地板线主要完成东风平头系列三种地板焊接总成的焊接作业。第一工位:左、右纵梁总成;前、后横梁总成,左、右侧横梁总成上线并——————————————————————————————————————————————— 点焊各连接处;第二工位:左、中、右地板上线并点焊其与地板梁前、后部的连接处;第三工位:机器人补焊地板与地板梁中左、右纵梁和左、右侧横梁的连接处;第四工位:前、后、左、右竖板上线并点焊,地板总成下线。1.2 机器人焊装线的工作循环 输送带整体向上抬起y输送小车向前输送驾驶室y输送带整体落下y输送小车返回,定位、夹紧工件并完成各工位的焊接作业。1.3 机器人焊装线的控制方式 采用美国AB公司的PC,其特点:操作程序可编程,适应性好,便于管理及与机器人进行通讯连网。2 机器人焊装线的组成 机器人焊装线主要由机器人、工装、输送带、焊接设备等四大部分组成。 2008年第8期 61 生产应用 ProductionTheme 2.1 机器人 两线共有7台焊接机器人。 (1)两台日本FANUC公司点焊机器人安装在总装线第八工位,其型号:GJR-G2,技术参数:6轴控制,运动范围适中,腕部负荷60kg,重复定位精度?0.5mm,存贮容量为6000点等; (2)德国KUKA公司两台点焊机器人安装在总装线第九工位,其型号:IR761,技术参数:6轴并附带一机器人本体移动装置,工作范围很大,腕部负荷125kg,重复定位精度[0.3mm,存贮容量为21000点等;(3)瑞典——————————————————————————————————————————————— ABB公司一台弧焊机器人安装在总装线第十工位上方,其型号:IRB2000,技术参数:6轴控制,运动范围适中,腕部负荷为10kg,重复定位精度[0.1mm,存贮容量为21000点等; (4)ABB公司两台点焊机器人安装在地板线第三工位,其型号:IRB6000,技术参数:6轴控制,运动范围大,腕部负荷为150kg,重复定位精度[0.4mm,存贮容量为20000点。 为了充分并全面地掌握国外焊接机器人的性能以及应用情况,克服因机器人供货厂商多造成的备件管理困难,与许多国际上知名的焊接机器人厂商进行了充分的交流,为将来更好地选择性能优良、可靠性高、使用寿命长的焊接机器人奠定了坚实的基础。2.2 工 装 两线共18台夹具,4把定位钳,三个定位样板。其中总装线一、二、三、五、六、七、八、九、十、十一等工位为装配或补焊夹具,形式基本相同。三工位还使用了4把定位钳,用于前、后围,左、右侧围、地板等分总成的拼装,四工位为上述五大分总成的定位焊接夹具。地板线一工位是地板梁定位焊接夹具并附带一个样板,二工位是地板梁与左、右中地板定位焊接夹具并附带两个样板,三工位补焊夹具,四工位是竖板定位焊接夹具。 全部工装夹具都是我们自行设计、制造的,并且在国内首家采用日本汽车行业的设计风格及标准,制造精度达到日本汽车行业的技术标准。2.3 输送带 输送带按结构分为:输送带本体、抬起机构、传动装置、滚动装置、气动装置、电气部分、设备基础、辅助设备等。其中抬起机构主——————————————————————————————————————————————— 要由气缸、楔铁、连杆等组成;传动装置主要由减速器、齿轮、齿条等组成;滚动装置主要由压板、轴、轴承等组成;气动装置主要由电磁气阀、气动三连件、气管等组成;电气部分主要由中央62 2008年第8期 控制室、电气柜、线路等组成;设备基础主要由底板、地脚螺栓等组成;辅助设备主要由吊具等组成。输送带在焊装线当中是非常重要的部分,国内没 有使用过这种结构型式的输送带,通过消化、吸收日本汽车行业的输送带技术,与大连组合机床研究所强强联合,最终成功地设计出国内汽车行业第一条整体抬起步进式输送带,通过最终的测试,输送带重复位置精度[0.3mm,完全满足焊接机器人的应用条件。2.4 焊接设备 总装线共有17台悬挂点焊机,两台氩弧焊机;地板线共有9台悬挂点焊机。 我们自行设计的气动焊钳,采用日本汽车行业的先进技术,质量达到日本同类产品水平,为此开创了国内气动焊钳制造的先河,填补了国内没有气动焊钳制造的空白。 3 特定问题及解决措施 机器人焊装线在设计、制造、安装、调试、生产等过程中遇到的问题及解决措施如下: (1)输送带在整体抬起、落下过程中出现工位之间不同步的现象。 解决措施:将所有抬起气缸的进气口和出气口分别连接起来,做到进气、出气各自相通。 ——————————————————————————————————————————————— (2)输送带在整体抬起时,楔铁向前推动,传递到地脚螺栓上,使其受剪切力作用,受力情况不好。解决措施:将所有地板全部串联起来,并增加地板与基础连接。 (3)两线上的行程开关过多,给维修保养带来了一些困难,是两线开动率低的原因之一。 解决措施:根据生产实际情况,减少一些不重要的行程开关,如:大部分的夹具压紧开关和少部分松开开关,两线共减少120个行程开关,减少了故障点,提高了两线的开动率。 (4)两线输送带整体抬起,落下时间较长,影响整个输送带循环时间。原因之一是抬起、落下的气缸大,数量多,瞬间用气量大,管道供气不足。 解决措施:分别在两线各增加一条相互独立的供气管道,做到这两条管道线路专用,不受其它用气点的影响,运行得到充分改善。 (5)两线输送带抬起时冲击大、惯性大,影响输送带机械零部件的寿命。 解决措施:用一个同样直径、行程的油缸替换一个气缸,该油缸可调节进油口和出油口,一般布置在输送 ProductionTheme 生产应用 带中间部位,保证了输送带运行平稳。4 普遍问题及解决思路4.1 焊接件的精度超差 给小车输送、夹具定位、机器人焊接都带来了不同程度的影响,因此要费大力气去改善产品质量,解决产品质量问题是一个非常复杂——————————————————————————————————————————————— 的过程。它涉及的因素很多,在此不再赘述。 解决问题思路:提高驾驶室二级、三级分总成形状及尺寸精度和焊装线夹具精度,并保证定位面精度[0.3mm,定位销精度[0.2mm。4.2 机器人配套的公用设施方面 (1)一般汽车制造厂通常使用的压缩空气湿度大、压强低且不稳定,造成机器人气动装置腐蚀,机器人压力开关经常报警,停止工作运行。 解决问题思路:1配置一台空压机,专供机器人焊装线;o在空压站安装冷干机和车间进气口安装油水分离器。 (2)一般汽车制造厂使用的冷却水水质差,流量小,造成机器人焊接变压器、焊钳冷却效果不好,过量发热,严重时出现烧损。常因机器人冷却水流量开关报警,而停止工作运行。 解决问题思路:1配制一台水泵专供机器人焊装线;o安装冷却水软化装置。 (3)一般汽车制造厂目前使用的网络电压波动范围远远大于机器人控制系统规定的使用电压范围。 解决问题思路:1在变配电间安装电容补偿柜;o在车间安装一个稳压电源装置。4.3 机器人、夹具、输送带难以连网 由于机器人、夹具和输送带三者的工作程序有着各自严格的要求,所以难以连网,否则会出现相互干涉、相互碰撞的现象。目前三者之间的工作程序几乎都是人工控制的,这样不仅浪费人力,而且还有一定的不安全因素存在。 解决问题思路:应尽快开展机器人、夹具、输送带三者的连网工——————————————————————————————————————————————— 作,实现三者的程序统一PC控制,提高机器人焊装线的自动化程度、提高生产率。重要工作还是要提高分总成的焊接质量。 4.4 输送线地坑积水严重 由于焊装线本身的性质,焊接变压器、焊接控制箱、焊钳都要使用冷却水,使用点多,使大量的冷却水流进输送带的地坑内,造成积水,这些积水腐蚀了输送带地脚螺栓,直接威协着输送带的使用寿命。 作者简介: 陈绪江,1960年出生,清华大学EMBA,研究员级高 级工程师,东风设计研究院工业技术装备公司执行副总经理,中国汽车工程学会制造专业委员会委员,主要从事汽车工业工艺和装备方面的科研和设计工作。 2008年第8期 解决问题思路:1改善输送带地坑结构形式,在保证基础埋板水平放置的前提下,将地坑基础面做成具有一定坡度,在具有坡度的基础面的较低一边,设置一条小槽沟,小槽沟中再设有地漏;o加强现场管理,建立完善的管理体制,开展整理、整顿、清扫等活动,禁止向地坑内排放水。5 总 结 机器人焊装线的应用,降低了工人的劳动强度,提高了劳动生产率,改善了产品质量,并且大大提高了车身制造水平,是国内汽车行业发展的必然趋势,尽管目前机器人焊装线的应用还存在着一些问题,但是完全可以相信:在不远的将来,机器人焊装线将在国内汽车行业中推广应用。事实证明:中国自行设计、自行制造的焊装线工装、输送带以及焊接设备的性能是完全可靠的,这将提升国内载重汽车车身制造的水——————————————————————————————————————————————— 平,然而,目前国内汽车厂机器人焊装线品种繁多,汽车厂花费在设计、制造的成本较大,而欧美发达国家焊装线的设计、制造已经形成标准化和系列化,两者差距很大。为此应该做好如下工作:1加强标准化和系列化工作,减少重复的设计和制造工作;o提高焊装线技术水平和开动率,减少故障,降低成本。 参 考 文 献 [1] 楼文质.汽车车身焊装15年来的进步及展望[J].汽车科 技,1999(6):45-49. [2] 王元勋,何可敬.车身焊装生产线焊装主线设计研究[J]. 中国机械工程,2001,12(11):1248-1250. [3] 张佩勤.自动装配与柔性装配技术[M].北京,机械工业出 版社,1998. [4] 丁华明,陶明元.汽车车身焊装线总体设计初探[J].汽车 技术,1998(8):32-34. [5] 杨握铨.汽车焊装技术及夹具设计[M].北京:北京理工大 学出版社,1996. 63 WELDING&JOINING LiNa,WangZhiping,JiaPeng,DingKunying ——————————————————————————————————————————————— (CivilAviationUniversityofChina,Tianjin300300,China).p49-52Maintopics,abstracts&keywordsPropertiesofWC-Cocoatingdepositedbyhighvelocityoxy-airfuelspraying Abatract WC-CocoatingswerepreparedbyHVO/AFon45stee.lThepropertiessuchasmicrostructure,phasecompositionwereinvestiga-tedbySEMandXRD.Porosity,microhardnessandbondstrengthofWC-Cocoatingwerestudiedandanalyzed.TheresultsshowedthatthecoatingpreparedwithHVO/AFhasbetterperformance,andthemixingratiobetweenoxygenandcompressedairhasgreatinfluenceontheperformanceofthecoating.TheHVO/AFsprayingtechnologycaneffectivelycontrolthedecompositionandoxidationoftheWC,sotheporos-ityisdecreasedandthemicrohardnessandthebondingstrengthareincreasedsignificantly.Thecoatinghasbetterqualitythanthatofthetrad-itionalHVOFspraying. Keywords: WC-Cocoating, highvelocityoxy-fuel(HVOF), coating Comparisonofmechanicalandcorrosionpropertiesofweldjointsbetween409Land410LferriticstainlesssteelsTianJinsong1,ZhuZhaoming1,MaoHuigang2 (1.BaosteelResearchInstitute,Shanghai200431,China;2.BaosteelStainlessS——————————————————————————————————————————————— teelBranch,Shanghai200431,China).p53-56 Abstract TIGautogenousweldingexperimentswereconductedwiththecoldrolledsheetsofwrought409Land410L.Thentensiletest,cuptestandIGCtestweremadefortheresultantweldedjoints.Theresultsshowthattherearegreatdifferencesinductilityandcorrosionresistancebetweenthetwotypesofferriticstainlesssteelweldjoints.Theductilityof410Lweldedjointisobviouslylowerthanthatof409Lweldedjoint,and410Lweldedjointissensitivetointergranularcorrosionwhile409Lweldedjointisnot.Thereasonswhytherearethedifferencesintheirpropertieswerediscussedbasedonthehardnesstestsandmetallographicanalysesfortheweldedjoints.Carboncontent,nitrogencontentandtitaniumstabilizationarethekeyfactorsinaffectingthepropertiesofweldedjoints. Keywords: ferriticstainlessstee,l welding, mechanicalproperty, intergranularcorrosion Influencesofpreparingprocessof8YSZpowderonpropertiesofthermalbarriercoating HeQing1,L??Yufen1,WangRuijun1,WuTiejun2,TianHehong2,WangWeiping2,WangLu3,ZhangChungang3 (1.ChineseAcademyofAgriculturalMechanizationSciences,Beijing100083,——————————————————————————————————————————————— China;2.BeijingGoldenWheelSpecialMachineCo.,Ltd.,Beijing100083,China;3.ShenyangLimingEngine(Group)Co.,Ltd.,Shenyang,110000,China).p57-60 Abstract Thepropertiesof8.wt%yttriastabilizedzirconia(8YSZ)powderpreparedbydifferentmethodsandthermalbarriercoatingspre-paredbyplasmasprayingwereinvestigated.Thepowderspreparedbythemethodofspraying-dry,plasmaspheroidalmethod(HOSP)andfusionbrokenmethodwereused.Accordingtoexperimentsandanalysis,thereisacloserelationshipbetweenthecoatingperformanceandpow-dercharacteristics.Thethermalbarriercoatingoffusionbrokenpowderhaslowporosityandhighthermalconductivity.Thethermalconductiv-ityatroomtemperatureofthecoatingofsprayingdriedpowderwas0.96W/(m#K),whichisthelowestamongthethreecoatings.Keywords: 8YSZ, powderpreparationmethods, plasmaspray, thermalbarriercoatings RoboticweldingassemblylineofDongfengcaboverengine ChenXujiang (DongfengDesignInstituteCo.,Ltd.,Wuhan430056,China).p61-63 Abstract: Roboticweldingassemblylineisaveryimportantpartofvehiclebodyweldingshop,whichrepresentsthelevelofweldingtechno-logyofvehiclebodymanufacture.Thispaperfirstlyintroducedtheprinciplesofroboticweldinglineanditsstructure,advancedtechnologyprocessandweldingequipments.Someprobl——————————————————————————————————————————————— emsfoundduringtheprocessofdesign,manufactureandinstallationwereanalyzed.Thesuccess-fulapplicationofroboticweldinglineisrelatedwithitssystemstructure,bodyweldingassemblyaccuracy,correspondingpowersupplyandothermanagementfactorsonsite.Theproblemsexistinginthenationalroboticweldinglinenowadayswerefurtherdiscussedandtheirsolvingthoughtswereputforward.Thedevelopmentprospectofnationalroboticweldinglinewasdiscussedatlast. Keywords: robot, weldingassemblyline, problem, idea, prospecting722008,No.8 ———————————————————————————————————————————————