焊接機(jī)器人在制造業(yè)中的應(yīng)用技術(shù)及發(fā)展趨勢
發(fā)布日期：2020-11-11 10:02:37來源：未知瀏覽次數(shù)：
1焊接機(jī)器人國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀我國在20世紀(jì)70年代末開始進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人的研究,經(jīng)過二十多年的發(fā)展,在技術(shù)和應(yīng)用方面都取得了長足的進(jìn)步,對國民經(jīng)濟(jì)以及制造業(yè)的發(fā)展起到了積極的推動作用。據(jù)不完全統(tǒng)計,最近幾年我國工業(yè)機(jī)器人出現(xiàn)了爆炸式增長,平均每年的增長率都超過40％,在弧焊和點(diǎn)焊領(lǐng)域的增長率都超過了60％。在2005年頂峰過后,2006年世界市場下降11%,數(shù)量在112203臺。不過,在三大工業(yè)區(qū),歐洲,美洲,亞洲的發(fā)展差異很大。亞洲和美洲的銷量于2006年急劇下降。歐洲卻收回了之前的失地,2006年銷往汽車行業(yè)的數(shù)量同比下降17%,機(jī)器人銷往金屬制品,化工及食品行業(yè)的銷量大幅度上升。2006年超過61700臺機(jī)器人銷售到亞洲地區(qū),比2005年減少了19%。中國是亞洲第三大機(jī)器人市場,新裝5800臺機(jī)器人,比2005年增加了29%。汽車工業(yè)仍是工業(yè)機(jī)器人的主要用戶,但橡膠,塑料和電子工業(yè)同樣獲取利潤。在美洲,機(jī)器人投資下降了18%,大約17900臺。盡管機(jī)器人銷售到化工工業(yè),包括橡膠和塑料工業(yè),增加顯著,這部分增加不足以彌補(bǔ)汽車行業(yè)急劇下降的部分。銷往歐洲的工業(yè)機(jī)器人增加了11%,31500臺?？偟睦塾嬆赇N售量,自從1960年底工業(yè)機(jī)器人被引入工業(yè)領(lǐng)域后,截至2006年底數(shù)量已超過1750000臺。許多早期的機(jī)器人,已經(jīng)被淘汰,實際投入使用的工業(yè)機(jī)器人的庫存因此降低。工業(yè)機(jī)器人的全世界的市場計劃2006年的112200臺增加到2007年的123100臺。從2008年開始,將以每年4.2%的速增加到2010年的139300臺。在2007年,世界范圍的工業(yè)機(jī)器人的供應(yīng)量將增加10%,汽車工業(yè)的投資也將比2006年增長很多。歐洲,增加的需求已顯露出來,特別是在中歐,東歐,意大利,瑞典和德國。北美,汽車工業(yè)的競爭將導(dǎo)致機(jī)器人購買的增加。亞洲汽車廠商增加了大量投資在海外及國內(nèi)市場,中國的需求也將適度增長。
2激光焊接技術(shù)激光焊接是指用激光作為焊接熱源的焊接方法。激光焊接的特點(diǎn)是能量高度集中,溫度可達(dá)幾萬度,熔化和冷卻都很快,不用氣體保護(hù),適用于難熔金屬和非金屬焊接。它不受磁場的影響,不需要真空條件,可透過透明窗孔進(jìn)行焊接。汽車工業(yè)中,激光技術(shù)主要用于車身拼焊、焊接和零件焊接。激光拼焊是在車身設(shè)計制造中,根據(jù)車身不同的設(shè)計和性能要求,選擇不同規(guī)格的鋼板,通過激光截剪和拼裝技術(shù)完成車身某一部位的制造,例如前檔風(fēng)玻璃框架、車門內(nèi)板、車身底板、中立柱等。激光拼焊具有減少零件和模具數(shù)量、減少點(diǎn)焊數(shù)目、優(yōu)化材料用量、降低零件重量、降低成本和提高尺寸精度等好處,目前已經(jīng)被許多大汽車制造商和配件供應(yīng)商所采用。激光焊接主要用于車身框架結(jié)構(gòu)的焊接。激光焊接技術(shù)是上海大眾多次提到的汽車車身制造技術(shù)。上海大眾之所以將激光焊接技術(shù)作為產(chǎn)品的賣點(diǎn)之一,是因為激光焊接與傳統(tǒng)的點(diǎn)焊相比可以大幅提高車身剛度,令車身整體結(jié)構(gòu)更加堅固。從制造商方面考慮,傳統(tǒng)的點(diǎn)焊需要將焊接的兩塊部件互相搭接,無形中增加了鋼材的消耗量。另外,點(diǎn)焊存在不連續(xù)性,板件的結(jié)合面積顯然沒有連續(xù)焊接的激光焊接多,從而降低了車體的剛度(相對于激光焊接)。激光焊接可以實現(xiàn)鋼材分子層面的結(jié)合,另兩塊鋼板結(jié)合成一整塊鋼板,從而增加了結(jié)合強(qiáng)度,消除了板件之間的空隙,避免了摩擦。激光焊接還具有連續(xù)性,傳統(tǒng)的點(diǎn)焊由多個焊點(diǎn)組成,會產(chǎn)生漏點(diǎn),而激光焊接形成的焊縫牢固而連續(xù),沒有漏點(diǎn)。激光焊接的其它好處是可以減少材料用量、提高尺寸精度與降低成本等(以往認(rèn)為的激光焊接會增加成本的觀點(diǎn)是比較片面的)。奇瑞公司A5系列轎車采用的激光釬焊系統(tǒng)由主控PLC、激光焊接機(jī)器人、工裝夾具、激監(jiān)控系統(tǒng)、激光發(fā)生器、循環(huán)水冷卻器和送絲機(jī)構(gòu)等組成,其中主控PLC負(fù)責(zé)與激光焊接機(jī)器人、工裝夾具之間的通信及協(xié)調(diào)配合及整個系統(tǒng)的安全保護(hù),機(jī)器人則主控激光發(fā)生器、循環(huán)水冷卻器、送絲機(jī)構(gòu)之間的通信、協(xié)同工作。
(1) 主控PLC。本系統(tǒng)的主控PLC采用SIEMENS-S7-300,CPU為315-2DP。S7-300是模塊化中小型PLC系統(tǒng),它能滿足中等性能要求的應(yīng)用,特點(diǎn)是模塊化,易于實現(xiàn)分布控制,易于用戶掌握,而且當(dāng)控制任務(wù)增加時可自由擴(kuò)展。
(2) 總結(jié)與展望
(1) 隨著科技的發(fā)展,工業(yè)機(jī)器人的性能更完善、價格會更低,其應(yīng)用將越普遍,神秘感消失。
(2) 在我國從制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的過程中,工業(yè)機(jī)器人的需求將快速增加,機(jī)器人數(shù)量將成為衡量一個國家、一個企業(yè)加工能力的一個標(biāo)志。
(3) 未來的工業(yè)機(jī)器人將集成更多的功能,具有感知環(huán)境變化的適應(yīng)能力,智能水平大幅提高。
(4)隨著我國核工業(yè)、航天技術(shù)等的發(fā)展,以機(jī)器人為核心的遙控焊接成為新的研究熱點(diǎn)。
