焊接机器人在制造业中的应用技术及发展趋势
发布日期：2020-11-11 10:02:37来源：未知浏览次数：
1焊接机器人国内外应用现状我国在20世纪70年代末开始进行工业机器人的研究,经过二十多年的发展,在技术和应用方面都取得了长足的进步,对国民经济以及制造业的发展起到了积极的推动作用。据不完全统计,最近几年我国工业机器人出现了爆炸式增长,平均每年的增长率都超过40％,在弧焊和点焊领域的增长率都超过了60％。在2005年顶峰过后,2006年世界市场下降11%,数量在112203台。不过,在三大工业区,欧洲,美洲,亚洲的发展差异很大。亚洲和美洲的销量于2006年急剧下降。欧洲却收回了之前的失地,2006年销往汽车行业的数量同比下降17%,机器人销往金属制品,化工及食品行业的销量大幅度上升。2006年超过61700台机器人销售到亚洲地区,比2005年减少了19%。中国是亚洲第三大机器人市场,新装5800台机器人,比2005年增加了29%。汽车工业仍是工业机器人的主要用户,但橡胶,塑料和电子工业同样获取利润。在美洲,机器人投资下降了18%,大约17900台。尽管机器人销售到化工工业,包括橡胶和塑料工业,增加显著,这部分增加不足以弥补汽车行业急剧下降的部分。销往欧洲的工业机器人增加了11%,31500台。总的累计年销售量,自从1960年底工业机器人被引入工业领域后,截至2006年底数量已超过1750000台。许多早期的机器人,已经被淘汰,实际投入使用的工业机器人的库存因此降低。工业机器人的全世界的市场计划2006年的112200台增加到2007年的123100台。从2008年开始,将以每年4.2%的速增加到2010年的139300台。在2007年,世界范围的工业机器人的供应量将增加10%,汽车工业的投资也将比2006年增长很多。欧洲,增加的需求已显露出来,特别是在中欧,东欧,意大利,瑞典和德国。北美,汽车工业的竞争将导致机器人购买的增加。亚洲汽车厂商增加了大量投资在海外及国内市场,中国的需求也将适度增长。
2激光焊接技术激光焊接是指用激光作为焊接热源的焊接方法。激光焊接的特点是能量高度集中,温度可达几万度,熔化和冷却都很快,不用气体保护,适用于难熔金属和非金属焊接。它不受磁场的影响,不需要真空条件,可透过透明窗孔进行焊接。汽车工业中,激光技术主要用于车身拼焊、焊接和零件焊接。激光拼焊是在车身设计制造中,根据车身不同的设计和性能要求,选择不同规格的钢板,通过激光截剪和拼装技术完成车身某一部位的制造,例如前档风玻璃框架、车门内板、车身底板、中立柱等。激光拼焊具有减少零件和模具数量、减少点焊数目、优化材料用量、降低零件重量、降低成本和提高尺寸精度等好处,目前已经被许多大汽车制造商和配件供应商所采用。激光焊接主要用于车身框架结构的焊接。激光焊接技术是上海大众多次提到的汽车车身制造技术。上海大众之所以将激光焊接技术作为产品的卖点之一,是因为激光焊接与传统的点焊相比可以大幅提高车身刚度,令车身整体结构更加坚固。从制造商方面考虑,传统的点焊需要将焊接的两块部件互相搭接,无形中增加了钢材的消耗量。另外,点焊存在不连续性,板件的结合面积显然没有连续焊接的激光焊接多,从而降低了车体的刚度(相对于激光焊接)。激光焊接可以实现钢材分子层面的结合,另两块钢板结合成一整块钢板,从而增加了结合强度,消除了板件之间的空隙,避免了摩擦。激光焊接还具有连续性,传统的点焊由多个焊点组成,会产生漏点,而激光焊接形成的焊缝牢固而连续,没有漏点。激光焊接的其它好处是可以减少材料用量、提高尺寸精度与降低成本等(以往认为的激光焊接会增加成本的观点是比较片面的)。奇瑞公司A5系列轿车采用的激光钎焊系统由主控PLC、激光焊接机器人、工装夹具、激监控系统、激光发生器、循环水冷却器和送丝机构等组成,其中主控PLC负责与激光焊接机器人、工装夹具之间的通信及协调配合及整个系统的安全保护,机器人则主控激光发生器、循环水冷却器、送丝机构之间的通信、协同工作。
(1) 主控PLC。本系统的主控PLC采用SIEMENS-S7-300,CPU为315-2DP。S7-300是模块化中小型PLC系统,它能满足中等性能要求的应用,特点是模块化,易于实现分布控制,易于用户掌握,而且当控制任务增加时可自由扩展。
(2) 总结与展望
(1) 随着科技的发展,工业机器人的性能更完善、价格会更低,其应用将越普遍,神秘感消失。
(2) 在我国从制造大国向制造强国转变的过程中,工业机器人的需求将快速增加,机器人数量将成为衡量一个国家、一个企业加工能力的一个标志。
(3) 未来的工业机器人将集成更多的功能,具有感知环境变化的适应能力,智能水平大幅提高。
(4)随着我国核工业、航天技术等的发展,以机器人为核心的遥控焊接成为新的研究热点。
