众宏高空焊接机器人在康迪新能源汽车生产线的应用

■ 概况：
康迪电动汽车集团有限公司由吉利控股集团与康迪科技集团共同组建，主要从事纯电动汽车的投资、研发、生产、销售等相关业务。

■ 项目描述：

随着汽车制造业对焊接精度和速度等指标提出的要求越来越高，以及用户个性化需求的日益加强，为了满足多车型、多批次的市场需求，提高车身车间生产能力的柔性和弹性，工业机器人在车身焊接中得到了广泛应用。


■ 案例分析：



轿车车身的结构和工艺在很大程度上决定了乘客的安全系数。车身本体由十几个大总成和数百个薄冲压件，经点焊、弧焊、激光焊、钎焊、铆接、机械连接以及胶接等工艺连接成的复杂薄板结构件。由于车身所涉及的零件多、工艺复杂且设备类型繁多，因此车身规划对焊接工艺、装焊夹具、质量控制以及维护保养等都有较高的要求。

车身焊接的质量直接影响着汽车车身强度和使用安全性。点焊设备因易于机械化、成本较低廉、技术成熟且配套设施完善，在汽车车身的生产中应用的最为广泛。点焊焊接过程完全自动化已成为趋势，机器人点焊系统已得到广泛应用，正逐步取代手工点焊。



众宏气动点焊机器人系统包括机器人本体、机器人控制器、点焊控制器、自动电极修磨机、气动电焊钳和水气供应的水气控制单元等。点焊机器人系统作为点焊机器人的执行机构，目前普遍采用了一体化焊钳，就是焊接变压器装在焊钳后面，减少了二次电缆的损失，提高焊接质量。由于采用一体化焊钳，变压器必须尽量小型化，提高机器人有效负载。对于容量较大的变压器，已开始采用中频逆变技术：把50Hz工频交流变为600~1000Hz交流再整流，使变压器体积减少、减轻。气动焊钳电极组件形式上与手工焊接焊钳基本相似，完成与工件接触及通电焊接作用，为降低维护改造成本，焊接组件模块化。点焊机器人动作稳定可靠，重复精度高，可代替人的繁重体力劳动，并且提高了焊接质量，提高了生产线柔性。2016年，康迪长兴基地、江苏基地等，10万辆新能源汽车ZH860焊接生产线。5条线10台众宏六轴高空焊接机器人。新基地应用在工艺质量要求较高的车身下车体总成焊接工位、侧围部件、侧围总成及车身本体的装配焊接上，与以上基地生产线有所不同，要满足柔性混线生产的需求，实现短时切换或无需切换的全柔性生产模式。为节省建设成本及场地，我们将生产线多数工位上的一台机器人改造为可带两把以上焊钳或抓手工具，通过采用自动工具交换装置可快速进行焊钳间的切换。伺服点焊机器人系统为实现更高的焊接质量并满足性能要求，新焊线还引进了新型中频点焊伺服焊枪控制技术，此系统可满足高强/超高强度钢板和多层板材的焊接，以适应汽车轻量化与车身防撞安全不断提高的要求。伺服点焊机器人系统包括机器人本体、机器人控制器、中频点焊控制器、自动电极修磨机和伺服电焊钳等。伺服焊枪的优点是传统气动焊枪无法比拟的，其最大的特点是以伺服装置代替气动装置，按照御前编制的程序，由伺服控制器发出指令，控制伺服电动机按照既定速度、位移进给，形成对电极位移与速度的精确控制，脉冲数目与频率决定电极位移与速度，电动机转矩决定电极压力。伺服焊枪具有增强诊断及监控、简化焊钳涉及、提高柔性、降低维修率、提高运行时间及减少成本等特点，是未来汽车装配线上应用的主要设备。


汽车车身结构的特点决定了车身制造离不开弧焊技术。传统手工弧焊焊接时的火花及烟雾对人体造成危害较大，工作环境恶劣，且对工人技能要求更高，焊缝质量一致性差，波动也较大。特别是汽车的重要结构安全件，其焊接质量对汽车的安全性起着决定性的作用，因此逐步采用自动化弧焊机器人代替手工焊接。弧焊机器人系统对车身弧焊机器人工作站的设计要充分考虑车身形式和弧焊点位置、夹具形式等。弧焊机器人工作站的设备构成包括弧焊机器人、机器人控制器、焊机、清枪系统、输送系统、焊接夹具、排烟除尘设备、安全防护网、弧光遮挡帘和水电气单元等。康迪长兴、江苏基地应用了4台众宏弧焊机器人。

■ 结束语：
人们对轿车的要求不仅是美观舒适，而且还要结实耐用。这就要求白车身既要有足够的焊接强度，又要有合格的外观质量。点焊机器人和弧焊机器人系统作为一个灵活、独立的焊接加工单元给大批量、高效率和高质量进行流水线的汽车制造提供了有利保障，让高柔性化的短时弹性生产成为可能。