拖拉机驾驶舱机器人焊接研究

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1拖拉机驾驶舱具体描述

1.1产品结构分析。驾驶舱整体焊合由10大件组成，分别为后风窗下横梁组合、后尾板组合、尾部立梁组合（左右各1件）、挡泥板组合（左右各1件）、后地板组合、前围组合、地板梁组合、前地板组合。1.2焊接要求及焊缝数量。（1）产品焊后技术要求：①焊后安装面配合面单点位置公差±1mm，其余零部件型面单点位置公差±1.5mm，焊后对角线尺寸公差不大于3mm，各定位孔孔距间距公差±1mm；②焊缝外形应均匀，表面光滑平整，不允许有夹渣、咬边等焊接缺陷。（2）焊接参数。电流150～180A，电压21～25V，气流量10～15L/min。（3）焊接采用纯CO2气体保护焊的方式，CO

2气体采用

集中供气方式；后期切换富氩混合气。（4）除尾部立梁处需周圈焊接外，其余均为断续焊，焊缝为角焊缝或喇叭型焊缝，每段焊缝长度20mm，角焊缝焊脚为3。正反面焊缝数量如下：正面焊缝：塞焊缝21处，塞焊孔直径8；角焊缝77段（其中2段30长、2段180），焊缝总长1880。反面焊缝：角焊缝75段（其中6段30长、2段180），焊缝总长1880。2系统组成由两个弧焊接机器人、两个焊接电源、两套行走机构、一个变位机、一套地板组装夹具、一套焊接夹具、一个吊具、一个暂存工作台、两套独立除尘系统、电气控制系统、外围安全设备系统等部分组成，实现地板焊接、补焊机器人完成，取代人工焊接。

3工位介绍

（1）从左至右依次为组装工位、缓存工位、补焊工位。（2）组装工位焊接工件正面焊缝及其他需要连接散件的焊缝。（3）补焊工位焊接工件反面焊缝及其他可达剩余焊缝。（4）两个机器人布置在工位两侧，同时在同一工位进行焊接工件。

4工作流程

（1）人工在系统西侧按动组对工装上件按钮，组对工装移动到最西侧，且组对工装处于打开状态。（2）人工将10个分部件放至组对工装相应部位上。（3）人工按动夹紧按钮，组对工装夹紧分工件并组成整体。（4）人工按动送件按钮，组对工装移动至焊接位置。（5）组对工装移动至焊接位置后，检测开关发出指令，相应工位除尘罩摆动至组装工位正上方，吸尘主机开启工作。（6）除尘系统开启后，预约两个机器人同时移动至组焊工位进行焊接工件正面焊缝；（正常焊接时此时间段人工将补焊工位焊接完成的工件卸下送出，并将缓存工位待焊工件吊运至补焊工位变位机上，并按动补焊工位夹紧按钮，焊接夹具自动夹紧工件等待机器人焊接）。（7）工件正面焊缝焊接完成，机器人移动至补焊工位进行焊接工件反面焊缝，组装工位吸尘罩移开，吸尘主机停止工作，补焊工位吸尘罩摆至工位正上方，吸尘主机开启工作。（8）人工按动松开按钮，组对工装打开，按动上升按钮，底部举升机构举起工件，按动西弧光栏下降按钮，西侧弧光栏下降，东侧弧光栏同时上升，人工操作吊具吊起工件移送至缓存工位，并按动西弧光栏上升按钮，西弧光栏、东弧光栏下降。（9）人工按动下降按钮，底部举升机构回至初始位置，并重复前述组装工位上件动作（1）～（6）。（10）机器人在组装工位焊接时，人工按动补焊工位松开按钮，将焊完工件从焊接夹具上卸下，吊运缓存工位工件至补焊工位变位机上并按动补焊工位夹紧按钮，预约机器人焊接，重复步骤（7）。

5组装夹具系统介绍

（1）组装夹具示意图（如图2）。（2）组装夹具结构特点：①与底部移动底座之间可实现快拆快装，可实现后期增加不同产品生产时的快速换型，吊装方便；②适应10个不同部位散件拼装，采用气动夹紧方式，夹紧气缸带电磁阀检测功能；③夹具设置顶升机构，在组焊完成时可顶起工件；④各种管线有防烫材料保护，防止飞溅侵入；⑤组装夹具底座带滑移轨道，夹具可移出机器人焊接工位方便人工上件组装。

目前，本机器人焊接系统已成功应用于山东某拖拉机主机厂，其生产效率相较于原人工焊接方式有了大幅提高，年产量更是增加了2倍有余。产品焊接质量有了大幅提高，废品率基本为零。本项目的成功实施，为其他类似工件的焊接方案设计提供了重要的参考。

作者:刘福建 单位:天津哈工领盛机器人有限公司