摘? 要：隨著社會的不斷進(jìn)步，半掛車已成為主要運(yùn)輸工具之一，而半掛車公司車架焊接量大、耗時較多且需要大量的人力是半掛車生產(chǎn)的主要問題。半掛車車架自動焊接加工單元采用了AGV自動上料裝夾，通過變位機(jī)自動更換上料姿態(tài)，通過弧焊機(jī)器人自動焊接的方式進(jìn)行車架焊接工作。該焊接方式具有定位精度高，焊接質(zhì)量高，耗時、耗力少等優(yōu)點(diǎn)?；诖?，本文通過分析半掛車車架自動焊接單元，希望能為半掛車車架自動焊接加工單元提供參考。

關(guān)鍵詞：半掛車車架;AGV;弧焊機(jī)器人;自動焊接;變位機(jī)

1引言

半掛車車架是半掛車的主體與基礎(chǔ)，其與半掛質(zhì)量存在著較大的關(guān)系。在半掛車的生產(chǎn)過程中，車架焊接工作量大，工人勞動強(qiáng)度較大，工作效率難以提高，且產(chǎn)品質(zhì)量難以保證[1]?；诖?，半掛車車架自動焊接加工單元應(yīng)運(yùn)而生，該加工方式通過弧焊機(jī)器人對焊接電源、焊槍系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、集成控制系統(tǒng)等進(jìn)行自動化控制，不僅減少了人工焊接操作的焊接工作量，而且提高了半掛車的加工質(zhì)量與成產(chǎn)效率。

2工藝系統(tǒng)分析與流程設(shè)計

2.1半掛車車架結(jié)構(gòu)

半掛車車架結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在焊接生產(chǎn)過程中，需要對半掛車車架外形、車架參數(shù)、焊接等進(jìn)行嚴(yán)格要求[2]。在焊接過程中，采用的焊接保護(hù)器必須為CO2： Ar（20： 80）的混合氣體，焊接直徑與焊接速度等也要進(jìn)行嚴(yán)格把控;對于車架材料要進(jìn)行嚴(yán)格的篩選，焊縫應(yīng)當(dāng)采用角焊縫形式，拼焊組隊精度要控制在一定的范圍內(nèi)。在焊接過程中要將車架的所有連接件焊在一起，使焊接質(zhì)量得以保證。

2.2工藝系統(tǒng)整體布局

半掛車車架具有較大的尺寸，且焊縫較多，因此，在焊接過程中需要人工先將整個車架的各個零件進(jìn)行拼焊，然后利用AGV將車架運(yùn)送至自動焊接工位，使變位機(jī)進(jìn)行工作，除此之外，車架焊接要采用兩臺弧焊機(jī)器人，將機(jī)器人安裝在天軌上，使其在變位機(jī)兩側(cè)進(jìn)行工作，這樣不僅可以提高焊接效率，而且極大的提高了焊接質(zhì)量，減少了人力與時間的浪費(fèi)。

2.3焊接上料流程

AGV在進(jìn)行焊車架搬運(yùn)過程中需要對車架進(jìn)行精確的定位，定位設(shè)備包括工裝壓緊、工裝定位等。當(dāng)焊車架以至緩存臺下方時，液壓舉升裝置會升起，將車架托起使待車架落入導(dǎo)向槽，然后將工裝鎖壓緊，使焊接工位能夠順利進(jìn)行[3]。此時變位機(jī)的狀態(tài)為180度的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。當(dāng)變位機(jī)翻轉(zhuǎn)至0度時，鎖緊裝置將打開，此時會進(jìn)行二次定位，將車架長度方向進(jìn)行精準(zhǔn)定位并進(jìn)行液壓裝置工作，與此同時，寬度方向也會進(jìn)行定位，定位完成后將反變形工裝鎖定裝置啟動，使車架得以鎖定，使AGV退出變位機(jī)工作位置。AGV在將車架運(yùn)至焊接工位下方后會將車架托起，使車架被送往焊接工位。全部準(zhǔn)備工作完成后，相關(guān)人員就可以將定位完成信號傳輸給焊接工作站，使焊接工作站順利開展工作。

2.4焊接任務(wù)流程

在焊接上料完成后，相關(guān)人員給出信號，焊接站開始工作，具體的工作流程包括：將變位機(jī)的工裝夾具進(jìn)行裝配;對工件定位并夾緊工件;機(jī)器人對焊接區(qū)域的工件進(jìn)行掃描，掃描過程中會識別工件特征;根據(jù)工件特征進(jìn)行焊接任務(wù)分配，在焊接過程中，自動焊接加工機(jī)制會將焊接起始點(diǎn)進(jìn)行檢查并及時的修訂;機(jī)器人開始具體的焊接工作;焊接工作結(jié)束后機(jī)器人自動復(fù)位。當(dāng)焊接站街道下一個焊接任務(wù)時，直接由機(jī)器人進(jìn)行焊接區(qū)域工件掃描，再進(jìn)行其他的焊接流程，對裝配工作與工件的定位于夾緊工作進(jìn)行省略，這樣不僅節(jié)約了工作時間，而且極大的提高了工作效率，保證了焊接工作質(zhì)量。

3自動化焊接系統(tǒng)

3.1控制系統(tǒng)集成

半掛車車架自動焊接加工單元將自動焊接機(jī)器人系統(tǒng)、天軌行走結(jié)構(gòu)、安全防護(hù)等進(jìn)行有機(jī)集成，通過通信接口使各個設(shè)備進(jìn)行相互連接，使其通過系統(tǒng)的控制進(jìn)行半掛車車架自動焊接加工工作[4]。除此之外，通信接口可以進(jìn)行延伸與擴(kuò)展，這使得半掛車車架自動焊接加工單元控制系統(tǒng)更具有多元性。該自動焊接加工單元通過操作臺來進(jìn)行啟動，當(dāng)焊接完成時，機(jī)器人可自動對焊槍進(jìn)行清理。焊接機(jī)器人通過總線與焊機(jī)進(jìn)行連接，這樣不僅能夠靈活控制焊機(jī)的工作狀態(tài)，而且可以及時對焊接參數(shù)進(jìn)行調(diào)用。系統(tǒng)還可以對分設(shè)備的傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，對有問題的分設(shè)備進(jìn)行及時的檢查與維護(hù)，使焊接數(shù)據(jù)更加安全。

3.2節(jié)拍計算

在對半掛車車架自動焊接時，除了有集成系統(tǒng)外，還可以利用自動焊接加工單元進(jìn)行焊接節(jié)拍計算。首先由相關(guān)人員對焊縫總長度進(jìn)行大致估算，通過集成系統(tǒng)對機(jī)器人的焊接時間進(jìn)行嚴(yán)格把控，在進(jìn)行焊接時要保證兩臺機(jī)器人同時進(jìn)行焊接。除此之外，還要對焊縫條數(shù)、起弧、收弧時間、機(jī)器人輔助移動時間等進(jìn)行精確的計算。對于機(jī)器人的就位和復(fù)位時間、清槍簡絲、噴油時間、變位機(jī)翻轉(zhuǎn)時間、循環(huán)周期節(jié)拍時間、起弧率等進(jìn)行精確計算。對這些相關(guān)節(jié)拍進(jìn)行計算與把控不僅可以提高焊接達(dá)標(biāo)率，而且可以提高焊接工作速率，使半掛車車架自動焊接加工工作質(zhì)量得以保證。

4結(jié)束語

半掛車車架焊接加工單元系統(tǒng)在設(shè)計過程中可以將其進(jìn)行模塊化，使系統(tǒng)的可靠性、安全性、可維修性等得到增強(qiáng)。除此之外，在對半掛車車架自動焊接加工單元進(jìn)行設(shè)計時要采用成熟的焊接技術(shù)，使焊接技術(shù)風(fēng)險降低。在對新技術(shù)進(jìn)行研發(fā)時要采用成熟的功能對半掛車焊件的尺寸覆蓋范圍進(jìn)行精準(zhǔn)的計算與設(shè)計，這樣不僅可以使半掛車車架結(jié)構(gòu)更加多元化，而且可以提高自動焊接效率，提升半掛車車架焊接質(zhì)量。半掛車車架自動焊接加工單元不僅有超高的焊接工藝，而且其焊接工藝流程較為合理，且具有高柔韌性、高性價比、高可靠性等特點(diǎn)，其在半掛車車架自動焊接加工工作中可以被廣泛應(yīng)用。該加工單元可進(jìn)行不斷的更新與升級，具有較高的實用價值。

參考文獻(xiàn)

[1]楊蕾先，呂漢中，李鳴源. 半掛車工字形縱梁埋弧自動焊焊接工藝改進(jìn)的研究[C]. //2008年中國汽車工程學(xué)會年會論文集. 2008：811-813.

[2]梁山通翔專用汽車制造有限公司. 半掛車架大梁組對自動焊接裝置：CN201721034411.8[P]. 2018-02-27.

[3]吳興華. 直梁式半掛車生產(chǎn)流水線改造及工藝分析[C]. //2015年中國汽車工程學(xué)會貨運(yùn)裝備技術(shù)分會學(xué)術(shù)年會暨第二屆中國卡車創(chuàng)新論壇論文集. 2015：70-74.

[4]吳興華. 直梁式掛車生產(chǎn)流水線改造及工藝分析[J]. 機(jī)械工程師，2016（8）：198-199.

作者簡介：

李丹玉（出生年：1990年7月），性別：男民族：漢，籍貫：皖·鳳臺，學(xué)歷：本科，職稱：助理工程師，研究方向 ：半掛車