焊接機器人在制造業(yè)中的應用技術及發(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焊接機器人國內外應用現(xiàn)狀我國在20世紀70年代末開始進行工業(yè)機器人的研究,經(jīng)過二十多年的發(fā)展,在技術和應用方面都取得了長足的進步,對國民經(jīng)濟以及制造業(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％,在弧焊和點焊領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器人市場,新裝5800臺機器人,比2005年增加了29%。汽車工業(yè)仍是工業(yè)機器人的主要用戶,但橡膠,塑料和電子工業(yè)同樣獲取利潤。在美洲,機器人投資下降了18%,大約17900臺。盡管機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汽車行業(yè)急劇下降的部分。銷往歐洲的工業(yè)機器人增加了11%,31500臺。總的累計年銷售量,自從1960年底工業(yè)機器人被引入工業(yè)領域后,截至2006年底數(shù)量已超過1750000臺。許多早期的機器人,已經(jīng)被淘汰,實際投入使用的工業(yè)機器人的庫存因此降低。工業(yè)機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)機器人的供應量將增加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)的競爭將導致機器人購買的增加。亞洲汽車廠商增加了大量投資在海外及國內市場,中國的需求也將適度增長。
2激光焊接技術激光焊接是指用激光作為焊接熱源的焊接方法。激光焊接的特點是能量高度集中,溫度可達幾萬度,熔化和冷卻都很快,不用氣體保護,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,可透過透明窗孔進行焊接。汽車工業(yè)中,激光技術主要用于車身拼焊、焊接和零件焊接。激光拼焊是在車身設計制造中,根據(jù)車身不同的設計和性能要求,選擇不同規(guī)格的鋼板,通過激光截剪和拼裝技術完成車身某一部位的制造,例如前檔風玻璃框架、車門內板、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商所采用。激光焊接主要用于車身框架結構的焊接。激光焊接技術是上海大眾多次提到的汽車車身制造技術。上海大眾之所以將激光焊接技術作為產(chǎn)品的賣點之一,是因為激光焊接與傳統(tǒng)的點焊相比可以大幅提高車身剛度,令車身整體結構更加堅固。從制造商方面考慮,傳統(tǒng)的點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,點焊存在不連續(xù)性,板件的結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)鋼材分子層面的結合,另兩塊鋼板結合成一整塊鋼板,從而增加了結合強度,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)的點焊由多個焊點組成,會產(chǎn)生漏點,而激光焊接形成的焊縫牢固而連續(xù),沒有漏點。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(以往認為的激光焊接會增加成本的觀點是比較片面的)。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)水冷卻器和送絲機構等組成,其中主控PLC負責與激光焊接機器人、工裝夾具之間的通信及協(xié)調配合及整個系統(tǒng)的安全保護,機器人則主控激光發(fā)生器、循環(huán)水冷卻器、送絲機構之間的通信、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用,特點是模塊化,易于實現(xiàn)分布控制,易于用戶掌握,而且當控制任務增加時可自由擴展。
(2) 總結與展望
(1) 隨著科技的發(fā)展,工業(yè)機器人的性能更完善、價格會更低,其應用將越普遍,神秘感消失。
(2) 在我國從制造大國向制造強國轉變的過程中,工業(yè)機器人的需求將快速增加,機器人數(shù)量將成為衡量一個國家、一個企業(yè)加工能力的一個標志。
(3) 未來的工業(yè)機器人將集成更多的功能,具有感知環(huán)境變化的適應能力,智能水平大幅提高。
(4)隨著我國核工業(yè)、航天技術等的發(fā)展,以機器人為核心的遙控焊接成為新的研究熱點。
