拖拉機(jī)駕駛艙機(jī)器人焊接研究

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1拖拉機(jī)駕駛艙具體描述

1.1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析。駕駛艙整體焊合由10大件組成，分別為后風(fēng)窗下橫梁組合、后尾板組合、尾部立梁組合（左右各1件）、擋泥板組合（左右各1件）、后地板組合、前圍組合、地板梁組合、前地板組合。1.2焊接要求及焊縫數(shù)量。（1）產(chǎn)品焊后技術(shù)要求：①焊后安裝面配合面單點(diǎn)位置公差±1mm，其余零部件型面單點(diǎn)位置公差±1.5mm，焊后對(duì)角線尺寸公差不大于3mm，各定位孔孔距間距公差±1mm；②焊縫外形應(yīng)均勻，表面光滑平整，不允許有夾渣、咬邊等焊接缺陷。（2）焊接參數(shù)。電流150～180A，電壓21～25V，氣流量10～15L/min。（3）焊接采用純CO2氣體保護(hù)焊的方式，CO

2氣體采用

集中供氣方式；后期切換富氬混合氣。（4）除尾部立梁處需周圈焊接外，其余均為斷續(xù)焊，焊縫為角焊縫或喇叭型焊縫，每段焊縫長(zhǎng)度20mm，角焊縫焊腳為3。正反面焊縫數(shù)量如下：正面焊縫：塞焊縫21處，塞焊孔直徑8；角焊縫77段（其中2段30長(zhǎng)、2段180），焊縫總長(zhǎng)1880。反面焊縫：角焊縫75段（其中6段30長(zhǎng)、2段180），焊縫總長(zhǎng)1880。2系統(tǒng)組成由兩個(gè)弧焊接機(jī)器人、兩個(gè)焊接電源、兩套行走機(jī)構(gòu)、一個(gè)變位機(jī)、一套地板組裝夾具、一套焊接夾具、一個(gè)吊具、一個(gè)暫存工作臺(tái)、兩套獨(dú)立除塵系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、外圍安全設(shè)備系統(tǒng)等部分組成，實(shí)現(xiàn)地板焊接、補(bǔ)焊機(jī)器人完成，取代人工焊接。

3工位介紹

（1）從左至右依次為組裝工位、緩存工位、補(bǔ)焊工位。（2）組裝工位焊接工件正面焊縫及其他需要連接散件的焊縫。（3）補(bǔ)焊工位焊接工件反面焊縫及其他可達(dá)剩余焊縫。（4）兩個(gè)機(jī)器人布置在工位兩側(cè)，同時(shí)在同一工位進(jìn)行焊接工件。

4工作流程

（1）人工在系統(tǒng)西側(cè)按動(dòng)組對(duì)工裝上件按鈕，組對(duì)工裝移動(dòng)到最西側(cè)，且組對(duì)工裝處于打開(kāi)狀態(tài)。（2）人工將10個(gè)分部件放至組對(duì)工裝相應(yīng)部位上。（3）人工按動(dòng)夾緊按鈕，組對(duì)工裝夾緊分工件并組成整體。（4）人工按動(dòng)送件按鈕，組對(duì)工裝移動(dòng)至焊接位置。（5）組對(duì)工裝移動(dòng)至焊接位置后，檢測(cè)開(kāi)關(guān)發(fā)出指令，相應(yīng)工位除塵罩?jǐn)[動(dòng)至組裝工位正上方，吸塵主機(jī)開(kāi)啟工作。（6）除塵系統(tǒng)開(kāi)啟后，預(yù)約兩個(gè)機(jī)器人同時(shí)移動(dòng)至組焊工位進(jìn)行焊接工件正面焊縫；（正常焊接時(shí)此時(shí)間段人工將補(bǔ)焊工位焊接完成的工件卸下送出，并將緩存工位待焊工件吊運(yùn)至補(bǔ)焊工位變位機(jī)上，并按動(dòng)補(bǔ)焊工位夾緊按鈕，焊接夾具自動(dòng)夾緊工件等待機(jī)器人焊接）。（7）工件正面焊縫焊接完成，機(jī)器人移動(dòng)至補(bǔ)焊工位進(jìn)行焊接工件反面焊縫，組裝工位吸塵罩移開(kāi)，吸塵主機(jī)停止工作，補(bǔ)焊工位吸塵罩?jǐn)[至工位正上方，吸塵主機(jī)開(kāi)啟工作。（8）人工按動(dòng)松開(kāi)按鈕，組對(duì)工裝打開(kāi)，按動(dòng)上升按鈕，底部舉升機(jī)構(gòu)舉起工件，按動(dòng)西弧光欄下降按鈕，西側(cè)弧光欄下降，東側(cè)弧光欄同時(shí)上升，人工操作吊具吊起工件移送至緩存工位，并按動(dòng)西弧光欄上升按鈕，西弧光欄、東弧光欄下降。（9）人工按動(dòng)下降按鈕，底部舉升機(jī)構(gòu)回至初始位置，并重復(fù)前述組裝工位上件動(dòng)作（1）～（6）。（10）機(jī)器人在組裝工位焊接時(shí)，人工按動(dòng)補(bǔ)焊工位松開(kāi)按鈕，將焊完工件從焊接夾具上卸下，吊運(yùn)緩存工位工件至補(bǔ)焊工位變位機(jī)上并按動(dòng)補(bǔ)焊工位夾緊按鈕，預(yù)約機(jī)器人焊接，重復(fù)步驟（7）。

5組裝夾具系統(tǒng)介紹

（1）組裝夾具示意圖（如圖2）。（2）組裝夾具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：①與底部移動(dòng)底座之間可實(shí)現(xiàn)快拆快裝，可實(shí)現(xiàn)后期增加不同產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)的快速換型，吊裝方便；②適應(yīng)10個(gè)不同部位散件拼裝，采用氣動(dòng)夾緊方式，夾緊氣缸帶電磁閥檢測(cè)功能；③夾具設(shè)置頂升機(jī)構(gòu)，在組焊完成時(shí)可頂起工件；④各種管線有防燙材料保護(hù)，防止飛濺侵入；⑤組裝夾具底座帶滑移軌道，夾具可移出機(jī)器人焊接工位方便人工上件組裝。

目前，本機(jī)器人焊接系統(tǒng)已成功應(yīng)用于山東某拖拉機(jī)主機(jī)廠，其生產(chǎn)效率相較于原人工焊接方式有了大幅提高，年產(chǎn)量更是增加了2倍有余。產(chǎn)品焊接質(zhì)量有了大幅提高，廢品率基本為零。本項(xiàng)目的成功實(shí)施，為其他類(lèi)似工件的焊接方案設(shè)計(jì)提供了重要的參考。

作者:劉福建 單位:天津哈工領(lǐng)盛機(jī)器人有限公司