本文通過(guò)FANUC弧焊機器人在某叉車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中焊接后橋、油箱、門(mén)架滑塊的實(shí)際應用，介紹設備引進(jìn)總體制定方案以及設備配置，實(shí)施內容和使用效果，提出了值得關(guān)注的問(wèn)題。

　　焊接機器人最適合于多品種強勞度高質(zhì)量生產(chǎn)方式，。在叉車(chē)制造業(yè)上，目前機器人焊接的普遍率還是處于較低水平，但也開(kāi)始慢慢向機器人自動(dòng)化生產(chǎn)發(fā)展。比如叉車(chē)的后橋、左右油箱、門(mén)架滑塊、門(mén)架等主要部件，均可以使用到機器人來(lái)完成焊接工作。焊接主要以搭接、角接接頭為主，焊接質(zhì)量要求相當高，其質(zhì)量的好壞直接影響到叉車(chē)的安全性能。應用了機器人焊接后，大大提高了焊接件的外觀(guān)和內在質(zhì)量，并保證了質(zhì)量的穩定性和降低了對操作工的技能要求、勞動(dòng)強度，改善了勞動(dòng)環(huán)境。

　　從總體方案的制定伊始，我們就綜合考慮到機器人焊接系統一定要柔性化，人性化，高效率，高質(zhì)量。

　　機器人柔性化焊接系統在結構上主要由兩部分組成：機械系統和控制系統。機械系統包括機器人工作房、機器人本體、機器人外軸回轉臺及機器人周邊設備等；控制系統可分為機器人控制系統、人機界面等輔助單元。

　　1.機器人工作房

　　機器人工作房的布置及主要部件如圖1所示，工作房外形為長(cháng)方形，房間由鋁合金型材加防弧光PET板搭建而成，其中遮光板上中下三層為不同顏色，起到美觀(guān)及防弧光作用。工作房為全封閉房間，工作房外側安裝有弧焊專(zhuān)用的除塵器。工作房的門(mén)簾為電動(dòng)快速門(mén)簾，可以快速開(kāi)啟或關(guān)閉，焊接時(shí)防護光門(mén)簾自動(dòng)關(guān)閉，焊接完成后自動(dòng)打開(kāi)。

　　焊接房外側有一個(gè)觸摸屏操作箱，可以對系統進(jìn)行設置和操作。另外，還有一雙手啟動(dòng)盒，用以操作焊接夾具盒啟動(dòng)機器人進(jìn)行焊接工作。機器人工作房的外觀(guān)如圖2所示。

圖2

　　2．機器人本體

　　我們采用的FANUC Arc Mate 100iB 和Arc Mate 100iC/6L系列焊接機器人是標準的六軸機器人，具有六個(gè)自由度，理論上可以達到運動(dòng)范圍內的任意一點(diǎn)，其臂展范圍分別為1373mm和1632mm，配以賓采的焊槍?zhuān)阋詽M(mǎn)足本系統的需要。另外，叉車(chē)油箱等工件的焊接對機器人軌跡的重復定位精度有一定要求，一般應小于0.5mm，而該機器人可達到0.08mm，可以滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。此外，對設備的自動(dòng)化程度和零件生產(chǎn)節拍有近乎苛刻的要求，FANUC機器人2000mm/s的直線(xiàn)速度可以大大減少機器人軌跡中空行程所浪費的時(shí)間。機器人本體外形如圖3所示。

　　Arc Mate 100iB

          
　　Arc Mate 100iC/6L     

                        
　　其中，FANUC最新款的中空手臂機器人Arc Mate 100iC/6L ，它的性能相比老型號機器人有了很大提高，更適合高強度焊接作業(yè)。它和林肯電源PW i400的完美結合，大大縮短了安裝調試時(shí)間，方便維護。

　　FANUC 弧焊機器人和林肯焊接電源PW i400之間通訊采用ArcLink XT通訊，為全數字通訊。相比其他焊機，同樣焊接速度的情況下，一道焊縫的焊接時(shí)間可以節約大約0.4秒時(shí)間，正因為其采用了ArcLink通訊協(xié)議。

　　3．機器人外軸回轉臺
   
　　外軸回轉臺采用FANUC標準的2軸變位機，其負載能力為500kg，足以滿(mǎn)足叉車(chē)后橋、油箱的焊接需求。變位機的回轉翻轉完全由機器人來(lái)控制，在焊接時(shí)可以和機器人來(lái)協(xié)調焊接，保證焊接質(zhì)量。

　　4．焊接夾具

　　在叉車(chē)焊接的系統中，最主要的是焊接夾具部分。因為考慮到叉車(chē)型號的多樣性，其零部件必然也是多樣性的。為了廠(chǎng)商成本考慮及生產(chǎn)效率考慮，我公司設計的夾具可以適用多種不通型號工件。這樣，一來(lái)減少了廠(chǎng)商對焊接夾具的投資；二來(lái)減少更換夾具的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

　　其中，一副油箱焊接用夾具可以適用3種不同型號油箱的左右油箱，共6種工件。一副后橋焊接用夾具，可以適用3種不同型號后橋。一套門(mén)架滑塊焊接夾具可以適用22多種工件。

　　夾具的防錯由硬件和軟件來(lái)確保萬(wàn)無(wú)一失。硬件有不同的夾具頭來(lái)對應不同的工件。軟件方面有機器人通過(guò)接觸傳感功能來(lái)區分工件確認啟動(dòng)的程序是否是對應焊接的工件。其原理是利用工件大小的差異性，機器人做接觸傳感時(shí)所行走的距離大小來(lái)區分工件。這樣的雙保險可以萬(wàn)無(wú)一失的確保程序運行的準確性。

　　5.電氣控制部分

　　整個(gè)工作站的控制都是由機器人控制箱來(lái)完成，利用了FANUC獨有的PMC功能來(lái)實(shí)現邏輯運算，起到PLC的作用而不使用硬件PLC，大大降低的系統成本。此外，FANUC R-30iA控制柜可以直接和觸摸屏HMI相聯(lián)接配合使用，可以直接訪(fǎng)問(wèn)到機器人控制柜里的數據，比如寄存器、位置寄存器、I/O、甚至機器人的錯誤信息都可以實(shí)時(shí)的顯示在觸摸屏上。這樣，可以讓操作工在觸摸屏上讀取信息，而不通過(guò)示教器。

　　總之，機器人焊接代替人工焊接是一種發(fā)展趨勢，其焊接質(zhì)量的穩定性、可靠性、高效性，是人工焊接無(wú)法比擬的。上海發(fā)那科將竭誠為您提供各種自動(dòng)化焊接解決方案及設備。