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公司生产产品已广泛应用于机器人控制,国内焊接机器人技术的发展我国开发工业机器人晚于美国和日本

发布时间:2020-02-08 02:42    浏览次数 :

【机械网】讯  安川首钢机器人有限公司(简称YSR),成立于1996年8月,由日本株式会社安川机电和中国首钢总公司投资,前身为首钢莫托曼机器人有限公司,是一家专业从事工业机器人及其自动化生产线设计、制造、安装、调试及销售的中日合资公司。自1996年8月成立以来,始终致力于中国机器人应用技术产业的发展,在提高制造业自动化水平和生产效率方面,发挥着重要作用。2014年9月1-5日,在沈阳国际展览中心召开的第13届国际装备制造业博览会,安川首钢机器人有限公司携旗下最新产品隆重参展。  作为中国工业机器人行业的领军企业,安川首钢机器人有限公司遵循“追求卓越,顾客至上”的经营理念,依托安川电机全球领先的机器人技术优势和自身强大的系统集成能力,不断进行技术创新,解决生产领域中的难题,把研究成果转化为生产力。同时,为用户提供最佳的解决方案,生产出满足不同用户需要的各种机器人应用系统,广泛应用于弧焊、点焊、涂胶、切割、搬运、码垛、喷漆、科研及教学等领域,其技术水平始终与安川电机保持同步。每年为中国的广大用户,提供上千台套机器人及其配套的自动化生产线,其产品遍布汽车、摩托车、冶金、工程机械、矿山机械、物流、机车等多个行业。  新型不锈钢薄板机器人焊接系统,主要配置新型弧焊机器人MOTOMAN-MA1440与弧焊单元MOTOPAC-WL200+( MOTOWELD-RL350焊机+新型伺服送丝机构)。  新型MOTOPAC-WL200+弧焊单元,搭载新型伺服送丝系统,配合EAGL焊接法,可减少CO2短路焊接中97%的飞溅量,将飞溅量降低到极致,不锈钢薄板与碳钢薄板的超低飞溅焊接技术,有效解决了排气系统零部件的不锈钢薄板焊接中因焊缝间隙和工件变形带来的焊接缺陷。目前,这一技术处于业内领先水平。  新型MOTOMAN-MA1440弧焊机器人负载更大,由3KG增加到6KG;同时兼容电缆内藏式、外置式焊枪,手臂通用性更强;无干涉,流线型设计使机器人动作范围更大、更灵活;更快的速度,优化的结构大幅提高节拍;图形化弧焊监视功能,可对焊接数据进行采集和管理。  新型焊接机MOTOWELD-RL350,“薄板低电流脉冲焊接”可在低电流段实现稳定的脉冲焊接,可在1mm以下的工件下实现宽幅的、无飞溅附着的美观焊接。  展出的机器人多功能焊接生产线系统覆盖了电弧焊、螺柱焊、工件在线检测、打标等多种工艺过程,并使用机器人对工件进行工位间转运,实现了生产和物流的全自动运行,形成了完整的机器人自动化焊接生产线。机器人多功能焊接生产线系统,展示了安川首钢机器人有限公司在自动化生产系统方面的集成技术水平和工装设计制造水平。  安川首钢机器人有限公司以高端技术为支撑,以人性化设计为亮点,突出专业化服务理念,推出了焊接与切割应用的系列展品,彰显出行业尖端企业的实力、风采和高科技工业时代的技术魅力,得到业内人士的广泛好评,以全方位的销售及服务网络,为用户提供了快捷、全面的技术服务,得到用户的充分信赖和认可。【打印】 【关闭】

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近年来,随着国家经济的飞速发展,作为国家现代化程度标志的机器人技术也得到了越来越多的应用。经过多年的努力,首钢莫托曼机器人有限公司在机器人系统尤其是弧焊方面的技术积累了丰富的经验,使其在实际生产中得到很好的应用。下面以轿车排气零部件的生产为例,简单介绍首钢莫托曼弧焊机器人系统的功能和特点。弧焊工艺分类排气系统是排放和消声的重要部分,主要由歧管、催化净化器、波纹管、中消和后消等部件组成。主要功能是把发动机在燃烧过程中产生的废气从多个气缸内收集、通过催化净化器净化并消声后引到车后排放。其整体结构如图2所示。按照主要功能模块距离发动机的远近,排气系统可划分为热端和冷端两部分。热端部分直接连接发动机排气口,主要包括歧管、净化器、波纹管、二级净化器以及挂钩法兰等附属部件。因其所处底盘位置空间紧凑,所以其部件外形变化较大,焊缝分布复杂。同时,因其主要功能为净化尾气,故焊缝密封性要求高。冷端部分承接热端,主要包括中消、后消以及挂钩法兰等附属部件。冷端总成通常尺寸较长,焊缝多为小直径环缝。当后消声器包为焊接结构时,通常要求压装焊接,其焊缝量较大。消声器包进出气管处焊缝为三层薄板焊接,焊缝成形要求高。焊接单元的典型布局排气零部件机器人焊接单元主要由弧焊机器人、焊接设备、清枪剪丝机构、变位机、焊接夹具、安全防护系统、电气控制系统、工件检测设备以及物流系统等组成。按照不同种类工件的焊接特性,其布局形式主要有以下几种:1. 弯管类歧管焊接单元布局弯管类歧管的焊缝空间分布较复杂,需要使用2台机器人协调焊接或应用双轴变位机取得合适的焊接姿态。2. 冲压半壳类歧管、净化器和波纹管焊接单元布局冲压半壳类歧管的焊缝主要分布在半壳一侧的弧面上,应用单轴变位机即可达到合适的焊接位置。此类工件和净化器、波纹管等尺寸小、焊缝分布单一的工件一起,可使用单座单轴变位机双工位布局。3. 热端总成焊接单元布局热端工件是由歧管、净化器、波纹管、二级净化器、挂钩法兰等分总成工件焊接在一起的总成工件,是轿车排气零部件焊接工件中最复杂的一种,通常需分3~4道工序焊接完成。其多道工序夹具分布在单个机器人焊接单元内的紧凑型布局。当产量需求大时,可以用多个机器人焊接单元组成U型线,优化物流。4. 半壳类消声器大包焊接单元布局半壳类消声器大包在焊接过程中需要加压80kN以上,需要使用可安装液压模具的特殊双轴变位机实现焊接。其布局如图6所示。5. 冷端总成焊接单元布局排气系统冷端总成工件通常由法兰、进出气管、消声器大包、挂钩支架等部件焊接组成。按排量大小需要可分为单、双系统两种形式。冷端总成工件的长度通常为2~3m,常用布局为立式翻转3轴变位和水平回转3轴变位两种。双系统冷端总成焊缝分布范围较大,更适用于水平回转3轴变位布局。系统特点首钢莫托曼机器人有限公司依托日本安川电机MOTOMAN弧焊专用机器人的技术优势,与全球两大排气系统供应商FAURECIA和TENNECO紧密协作,不断以最新技术推出优质的排气零部件机器人弧焊线和焊接装备,使其具有技术领先、系统安全可靠和快换性能强的特点。 1. 技术优势日本安川电机于2001年底研制推出了世界上首台弧焊专用机器人MOTOMAN-EA1400,并于2002年在中国销售。EA1400机器人将焊枪电缆与焊枪内置在机器人臂中,避免了焊枪电缆和焊枪与周围物体的相互干扰,使机器人示教过程变得更为简单,同时大大增强了焊枪的可达性。该机器人一经推出,便迅速在汽车车桥、消音器等排气系统零部件以及座椅骨架等焊接领域受到了好评。多家焊枪生产企业都为该机器人研制了专用焊枪。目前除了空冷焊枪和伺服焊枪进行焊接以外,还可以使用水冷焊枪实现较高电流的连续焊接。2007年初,MOTOMAN-SSA2000型机器人问市。SSA2000在保持EA1400结构优势的基础上大幅提高了轴动作速度,单轴速度同比最大提高40%,焊接速度最大可同比提高15%,成为世界最快的弧焊机器人之一。2008年底,安川公司又推出了新一代机器人控制器DX100,同时将SSA2000机器人进化为世界第一台7轴弧焊专用机器人MOTOMAN-VA1400。VA1400在传统工业机器人第一俯仰臂上增加了1个回转关节,具有冗余的自由度,使机器人本体的机动性和可达性提升到了前所未有的高度。在保持同一焊枪角度的情况下,其他手臂可以自由地采用多种姿态。焊接过程中不会因为本体和夹具的干涉而改变焊枪和工件的夹角。新的7轴机器人为焊接工装设计、生产空间布局以及焊接姿态优化增加了更多的优化空间。MOTOMAN机器人不断推出的领先技术,使其目前稳居弧焊机器人世界年销售量首位,是首钢莫托曼在轿车排气零部件焊接领域广泛应用的技术基础。2. 可靠的安全性能机器人自动焊接技术为汽车制造业带来劳动条件改善、生产能力可控、生产效率更高和产品质量有保证等优点的同时,也存在着不可忽视的安全隐患。弧光辐射、有害气体污染、操作机本体碰撞、变位机动作、夹具压手等诸多因素对操作工的伤害都时有发生。首钢莫托曼设计制造的排气零部件机器人弧焊系统在以下几方面制订了严格的安全标准,为用户提供了安全可靠的应用系统。操作区域的安全防护设计。操作区域与工作维护区域是否完全隔离,是判断安全防护空间是否安全的重要指标。安全围栏的设计中严格要求操作工无法从操作安全区域直接进入到工作维护区域。安全围栏与地面间缝隙小于180mm,确保维护人员只能从维护门进入工作维护区域。此外,操作工进出操作安全区域处设还设置了光栅保护。当操作安全区域范围可允许操作工停留时,必须设区域扫描传感器保护。在操作工的正常操作安全区域与机器人的动作范围重合时,必须在机器人本体的水平第一轴处增设原点检测传感器。夹具的防夹手安全设计。在常用的气动夹具操作顺序中,操作工需要安装完一个零件后,按一个按钮使气缸夹紧,此操作过程中,如将手放在夹具上,容易发生手夹伤事故。为避免此类安全事故,夹具设计中采用了以下方法:操作工进入安全区域时,所有夹具控制电磁阀处于中位排气状态,安装工件散件后,先手动试压紧,将压头按在零件上,所有工件均安装并试压紧后,再双手按动启动按钮。此时电磁阀为气缸供气,使气缸夹紧,检查零件安装夹紧状态,退出操作安全区域,按预约启动钮启动焊接。其中,所有的电磁阀均使用三位五通中位排气型电磁阀,所有夹紧机构采用带手柄可手动自锁压紧式夹紧机构。例如DESTACO 手柄型。此种夹紧机构在断气状态下可实现手动自锁压紧,发现零件状态不合适时,可以再次手动打开。3. 便捷的夹具快换功能便捷的夹具快换功能大大提高了设备的利用率,使用户根据需求可以随时调整,减少重复性投资和设备闲置。同时,利用快换功能,还可实现在新产品试制和小批量生产阶段先投夹具,在现有机器人焊接生产线上生产,批量生产阶段前再投新焊接线,有助于提高用户的资金利用率。首钢莫托曼在大量的应用项目中总结并作为标准固定了以下几种夹具快换方式: 整根夹具梁快换的设计和快换方式。夹具两侧安装定位销,变位机法兰一侧采用定位销套,另一侧采用键槽的定位方式。连接时,夹具两侧的定位销依靠重力插入销套和键槽中定位,连接板两侧的翻转螺钉压紧连接板。小件夹具及部件快换的设计和快换方式。当单根夹具梁上夹具的互换性高时,可以使用标准快换式夹具梁,此时夹具梁上的定位销按标准尺寸分布,小件夹具可用其底板上的标准尺寸定位套与梁配合定位,使用开口快换垫圈快速夹紧。当夹具需要更换部件以适应不同型号的工件在同一套夹具上生产时,也可使用同样的结构。应用上述快换结构,单套夹具更换时间可控制在10min以内。随着弧焊机器人在汽车工业的广泛应用,越来越多的人们对它的优越性也有了更深的了解。现在,其他应用领域对弧焊机器人的需求也越来越多,对弧焊机器人的功能也提出了更多的要求。因此,我们也会加强弧焊机器人系统开发的力度,逐步完善我们的产品,使其在更多的领域发挥其更大的优势。(end)

国内焊接机器人技术的发展我国开发工业机器人晚于美国和日本,起于20世纪70年代,早期是大学和科研院所的自发性的研究。到80年代中期,全国没有一台工业机器人问世。而在国外,工业机器人已经是个非常成熟的工业产品,在汽车行业得到了广泛的应用。鉴于当时的国内外形势,国家“七五”攻关计划将工业机器人的开发列入了计划,对工业机器人进行了攻关,特别是把应用作为考核的重要内容,这样就把机器人技术和用户紧密结合起来,使中国机器人在起步阶段就瞄准了实用化的方向。与此同时于1986年将发展机器人列入国家“863”高科技计划。在国家“863”计划实施五周年之际,邓小平同志提出了“发展高科技,实现产业化”的目标。在国内市场发展的推动下,以及对机器人技术研究的技术储备的基础上,863主题专家组及时对主攻方向进行了调整和延伸,将工业机器人及应用工程作为研究开发重点之一,提出了以应用带动关键技术和基础研究的发展方针,以后又列入国家“八五”和“九五”中。经过十几年的持续努力,在国家的组织和支持下,我国焊接机器人的研究在基础技术、控制技术、关键元器件等方面取得了重大进展,并已进入使用化阶段,形成了点焊、弧焊机器人系列产品,能够实现小批量生产。我国焊接机器人的应用状况我国焊接机器人的应用主要集中在汽车、摩托车、工程机械、铁路机车等几个主要行业。汽车是焊接机器人的最大用户,也是最早用户。早在70年代末,上海电焊机厂与上海电动工具研究所,合作研制的直角坐标机械手,成功地应用于上海牌轿车底盘的焊接。“一汽”是我国最早引进焊接机器人的企业,1984起先后从KUKA公司引进了3台点焊机器人,用于当时“红旗牌”轿车的车身焊接和“解放牌”车身顶盖的焊接。1986年成功将焊接机器人应用于前围总成的焊接,并于1988年开发了机器人车身总焊线 。80年代末和90年代初,德国大众公司分别与上海和一汽成立合资汽车厂生产轿车,虽然是国外的二手设备,但其焊接自动化程度与装备水平,让我们认识到了与国外的巨大差距。随后二汽在货车及轻型车项目中都引进了焊接机器人。可以说90年代以来的技术引进和生产设备、工艺装备的引进使我国的汽车制造水平由原来的作坊式生产提高到规模化生产,同时使国外焊接机器人大量进入中国。由于我国基础设施建设的高速发展带动了工程机械行业的繁荣,工程机械行业也成为较早引用焊接机器人的行业之一。近年来由于我国经济的高速发展,能源的大量需求,与能源相关的制造行业也都开始寻求自动化焊接技术,焊接机器人逐渐崭露头角。铁路机车行业由于我国货运、客运、城市地铁等需求量的不断增加,以及列车提速的需求,机器人的需求一直处于稳步增长态势。据2001年统计,全国共有各类焊接机器人1040台,汽车制造和汽车零部件生产企业中的焊接机器人占全部焊接机器人的76%。在汽车行业中点焊机器人与弧焊机器人的比例为3:2,其他行业大都是以弧焊机器人为主,主要分布在工程机械(10%)、摩托车(6%)、铁路车辆(4%)、锅炉(1%)等行业。焊接机器人也主要分布在全国几大汽车制造厂, 从图1中还能看出,我国焊接机器人的行业分布不均衡,也不够广泛。 进入21世纪由于国外汽车巨头的不断涌入,汽车行业迅猛发展,我国汽车行业的机器人安装台数迅速增加,2002、2003、2004年每年都有近千台的数量增长。估计我国目前焊接机器人的安装台数在4000台左右。汽车行业焊接机器人所占的比例会进一步提高。目前在我国应用的机器人主要分日系、欧系和国产三种。日系中主要有安川、OTC、松下、FANUC、不二越、川崎等公司的产品。欧系中主要有德国的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的COMAU及奥地利的IGM公司。国产机器人主要是沈阳新松机器人公司产品。目前在我国应用的工业机器人中,国产机器人的数量不足100台,特别是近两年新安装的机器人焊接系统中已经看不到中国机器人的身影,虽然我国已经具有自主知识产权的焊接机器人系列产品,但却不能批量生产,形成规模,有以下几个主要原因:国内机器人价格没有优势。近10年来,进口机器人的价格大幅度降低,从每台7-8万美元降低到2-3万美元,使我国自行制造的普通工业机器人在价格上很难与之竞争。特别是我国在研制机器人的初期,没有同步发展相应的零部件产业,如伺服电机、减速机等需要进口,使价格难以降低,所以机器人生产成本降不下来;我国焊接装备水平与国外还存在很大差距,这一点也间接影响了国内机器人的发展。对于机器人的最大用户—-汽车白车身生产厂来说,目前几乎所有的装备都来从国外引进,国产机器人几乎找不到表演的舞台。我们应该承认国产机器人无论从控制水平还是可靠性等方面与国外公司还存在一定的差距。国外工业机器人是个非常成熟的工业产品,经历了30多年的发展历程,而且在实际生产中不断地完善和提高,而我国则处于一种单件小批量的生产状态。国内机器人生产厂家处于幼儿期,还需要政府政策和资金的支持。焊接机器人是个机电一体化的高技术产品,单靠企业的自身能力是不够的,需要政府对机器人生产企业及使用国产机器人系统的企业给予一定的政策和资金支持,加速我国国产机器人的发展。应用焊接机器人的意义焊接机器人之所以能够占据整个工业机器人总量的40%以上,与焊接这个特殊的行业有关,焊接作为工业“裁缝”,是工业生产中非常重要的加工手段,同时由于焊接烟尘、弧光、金属飞溅的存在,焊接的工作环境又非常恶劣,焊接质量的好坏对产品质量起决定性的影响。归纳起来采用焊接机器人有下列主要意义:(1)稳定和提高焊接质量,保证其均一性。焊接参数如焊接电流、电压、焊接速度及焊接干伸长度等对焊接结果起决定作用。采用机器人焊接时对于每条焊缝的焊接参数都是恒定的,焊缝质量受人的因素影响较小,降低了对工人操作技术的要求,因此焊接质量是稳定的。而人工焊接时,焊接速度、干伸长等都是变化的,因此很难做到质量的均一性。(2)改善了工人的劳动条件。采用机器人焊接工人只是用来装卸工件,远离了焊接弧光、烟雾和飞溅等,对于点焊来说工人不再搬运笨重的手工焊钳,使工人从大强度的体力劳动中解脱出来。(3)提高劳动生产率。机器人没有疲劳,一天可24小时连续生产,另外随着高速高效焊接技术的应用,使用机器人焊接,效率提高的更加明显。(4)产品周期明确,容易控制产品产量。机器人的生产节拍是固定的,因此安排生产计划非常明确。(5)可缩短产品改型换代的周期,减小相应的设备投资。可实现小批量产品的焊接自动化。机器人与专机的最大区别就是他可以通过修改程序以适应不同工件的生产。我国焊接机器人应用工程焊接机器人应用技术是机器人技术、焊接技术和系统工程技术的融合,焊接机器人能否在实际生产中得到应用,发挥其优越的特性,取决于人们对上述技术的融合程度。经过近10年的努力,我国在机器人焊装夹具设计方面积累了较丰富的经验,机器人周边设备实现了标准化,具有年产300余套焊接机器人工作站的能力。可以说国内的系统集成商在机器人工作站及简单的焊装线的设计开发方面具有了与国外系统集成商抗衡的能力,近几年为国内汽车零部件等企业提供了大量的机器人焊接系统。但是另外一个严重的事实是,我们还不具备制造高水平的机器人成套焊装线的能力。国内几大汽车厂的车身焊装线都是由国外机器人系统集成商设计制造的。作为焊接机器人的最大用户,预计未来的10年我国汽车年产量要达到千万辆,现在的焊接装备远远满足不了生产需求,对焊接装备的需求量将大幅增加,焊装生产线要求更加自动化和柔性化,以适应多品种、小批量的生产要求,机器人将大量应用于焊接生产线中。对我国的机器人系统集成商来说如何抓住机遇是当前要解决的重要课题,从另一方面讲也决定着国产焊接机器人的命运。(1)实行企业联合。机器人系统集成商与汽车制造商联合,消化吸收国外汽车焊装线。(2)建立自己的焊接装备设计标准及数模,提高设计水平和效率。(3)加强人才培养建设。机器人焊接生产线是个复杂的系统工程,涉及到机械、电气、物流传输、计算机、汽车设计制造、机器人技术、焊接技术等多种学科,而我国目前还没有关于这方面较为系统的培训机构。(4)加强与国外公司的合作,通过合作学习提高自己的设计水平。焊接机器人的最新应用技术(1)TCP(tool center point工具中心点)自动校零技术焊接机器人的工具中心点就是焊枪的焊丝的端点,因此TCP的零位精度直接影响着焊接质量的稳定性。但在实际生产中不可避免会发生焊枪与夹具之间的碰撞等不可预见性因素导致TCP位置偏离。通常的做法是利用手动进行机器人TCP校零,但一般全过程需要30分钟才能完成,影响生产效率。TCP自动校零是用在机器人焊接中的一项新技术,它的硬件设施是由一梯形固定支座和一组激光传感器组成。当焊枪以不同姿态经过TCP支座时,激光传感器都将记录下的数据传递到CPU与最初设定值进行比较与计算。当TCP发生偏离时,机器人会自动运行校零程序,自动对每根轴的角度进行调整,并在最少的时间内恢复TCP零位。(2)双丝焊接技术 近年来由于我国汽车、集装箱、机车车辆、工程机械等行业的高速发展,对高速焊和高熔敷效率焊接的需求越来越多。双丝焊是近年来发展起来的一种高速高效焊接方法,焊接薄板时可以显著提高焊接速度,达到3~6m/min,焊接厚板时可以提高熔敷效率。除了高速高效外,双丝焊接还有其它的工艺特点:在熔敷效率增加时保持较低的热输入,热影响区小,焊接变形小,焊接气孔率低等。由于焊接速度非常高,特别适合采用机器人焊接,因此可以说机器人的应用也推动了这一先进焊接技术的发展。目前双丝焊主要有2种方式:1种是Twin arc法,另1种为Tandem法。焊接设备的基本组成类似,都是由2个焊接电源、2个送丝机和1个共用的送双丝的电缆。为了防止同相位的2个电弧的相互干扰,常采用脉冲MIG/脉冲MAG焊法,并保持2个电弧轮流交替燃烧。这样一来,就要求1个协同控制器保证2个电源的输出电流波形相位相差180°。当焊接参数设置到最佳时,脉冲电弧能得到无短路、几乎无飞溅的过渡过程,真正做到“1个脉冲过渡1个熔滴”,每个熔滴的大小几乎完全相同,其大小是由电弧功率来决定。 Twin arc法的主要生产厂家有德国的SKS、Benzel和Nimark公司,美国的Miller公司。Tandem法的要厂家有德国的Cloos、奥地利Fronius和美国Lincoln公司。据德国Cloos公司介绍,采用Tandem法焊接2~3mm薄板时,焊接速度可达6m/min,焊接8mm以上厚板时,熔敷效率可达24Kg/h。(3)激光/电弧复合焊接技术激光/电弧复合焊接技术是激光焊接与气体保护焊的联合,两种焊接热源同时作用于一个焊接熔池。该技术的研究最早出现在上世纪70年代末,但由于激光器的昂贵价格,限制了其在工业中的应用。随着激光器和电弧焊设备性能的提高,以及激光器价格的不断降低,同时为了满足生产的迫切需求,激光/电弧复合焊接技术近年来成为焊接领域最重要的研究课题之一。激光/电弧复合焊接技术有多种形式的组合,有激光/TIG、激光/MAG和激光/MAG等。激光/电弧复合焊接技术之所以受到青睐是由于其兼各热源之长而补各自之短,具有1+1>2或更多的“协同效应”。与激光焊接相比,对装配间隙的要求降低,因而降低了焊前工件制备成本;另外由于有填充焊丝消除了激光焊接时存在的固有缺陷,焊缝更加致密。与电弧焊相比提高了电弧的稳定性和功率密度,提高了焊接速度和焊缝熔深,热影响区变小,降低了工件的变形,消除了起弧时的熔化不良缺陷。在这点上特别适合铝及其合金的焊接。激光/电弧复合焊接技术是对激光焊接的重大发展,焊接同样板厚的材料可降低激光功率一半左右,因此大大降低了企业的投资成本,该技术的发展对推动激光焊接的普及将起重要的作用。(4)伺服焊钳技术的汽车装焊工艺中的应用伺服机器人焊钳,就是利用伺服电机替代压缩空气做为动力源的一种新型焊钳。它具有以下优点:① 提高车身的表面质量伺服焊钳由于采用的是伺服电机,电极的动作速度在接触到工件前,可由高速准确地调整到低速,这样,就可以形成电极对工件的软接触,减轻电极冲击所造成的压痕,从而也减轻了后序车身表面修磨处理量,提高了车身质量。而且,应用伺服控制技术可以对焊接参数进行数字化控制管理,可以保证提供出最适焊接参数数据,保证焊接质量。② 改善作业环境由于电极对工件的是软接触,可以减轻冲击噪音,也不会出现使用气动焊钳时所造成的排气噪音。改善了现场的作业环境。③ 高生产效率伺服焊钳的加压开放动作由机器人来自动控制。与气动焊钳相比,伺服焊钳的动作路径可以控制到最短化,缩短生产节拍,提高生产效率。目前,从投资的角度来考虑,购买伺服焊钳设备的一次投入较高,因此,伺服焊钳还不能被广泛采用。但是,考虑到伺服焊钳的优势,例如伺服焊钳的软接触化,对工件的冲击可减轻,从而可以相对减少焊接夹具夹紧机构的数量,削减夹具的费用等,也可以减少生产线的整体投资额,伺服焊钳仍有其广阔的应用空间。因此,随着发展,伺服焊钳会越来越多应用于生产线上。工业机器人技术的研究、发展与应用,有力地推动了世界工业技术的进步。特别是焊接机器人在高质高效的焊接生产中,发挥了极其重要的作用。随着我国加入WTO后国际竞争更加激烈,对工业机器人的需求会越来越大,我国的工业机器人产业将面临新的发展机遇和来自国外的挑战,我们要把握这一机遇,迎接挑战,为我国跻身于机器人强国之列而努力奋斗。(end)

纵观全球机器人产业发展,各机器人巨头主要集中在美国、日本、德国、韩国、中国等五个国家。本期年终盘点,小编便为诸君细数那些在“机器人五国”舞台上呼风唤雨的大鳄们。 当前,世界正处在新科技革命和产业革命的交汇点上。随着信息化、工业化不断融合,以机器人科技为代表的智能产业蓬勃兴起,成为现代科技创新的一个重要标志于全球新产业革命竞争中的核心技术能力。纵观全球机器人产业发展,各机器人巨头主要集中在美国、日本、德国、韩国、中国等五个国家。尽管都是机器人大国,但各个国家的产业发展现状却不尽相同。 以智能化为主要方向,美国不断加大对新材料与新技术的研发力度,明确提出以发展工业机器人提振制造业。而对日本来说,其工业机器人的产业竞争优势在于完备的配套产业体系与关键零部件方面较强的技术优势。 德国引进工业机器人虽然稍晚于日本,但其发展状况与日本类似。经过10年努力,以库卡为代表的工业机器人企业占据全球*地位。虽然目前韩国现代重工已与机器人紧密对接,大大提高了韩国工业机器人生产商在全球市场所占份额。但整体而言,韩国技术仍与美国、日本、德国存在较大差距。 而对比以上四个国家,我国的工业机器人产业发展便显得有些冰火两重天,这主要是由于我国工业机器人产业发展与国内市场需求的不对等,及机器人研发核心技术缺失等原因造成的。但有差异也证明我国工业机器人产业还有上升的空间,这一点也是毋庸置疑的。 既然这五个工业机器人大国的产业建设都在如火如荼的行进中,那么,在他们各自的产业王国搭建中又涌现了哪些巨头企业?本期年终盘点,小编便为诸君细数那些在“机器人五国”舞台上呼风唤雨的大鳄们。 美国 1.Adept Technology 据悉,Adept自1983年成立至今,已发展成为一家专业从事工业自动化的高科技生产企业,是全球智能视觉机器人系统的领导者和服务商。目前公司产品线已遍布工业机器人、配置线性模块、针对机器人的机械控制和其他灵活的自动化设备、机器视觉、系统和应用软件等。所生产产品已广泛应用于物品包装、生命科学、磁盘驱动、电子器件、太阳能、半导体制造等领域。 2.American Robot AmericanRobot是工业机器人控制器,工业机器人和自动化系统的生产商。主营产品有通用机器人控制器,Merlin6轴多关节机器人和Gantry3000模块机器人等。公司生产产品已广泛应用于机器人控制,校准,机械手技术的创新等领域。 3.百特 百特国际有限公司于1931年在美国成立,是全球医疗行业的*企业之一。其中“具有常识”的RethinkRobotics机器人、腹膜透析产品、血液透析产品、急重症产品、输液治疗产品等产品为百特赢得业内赞誉。目前,公司生产的产品已广泛应用于慢性病及危重治疗领域,在全球范围内开发、生产和销售治疗血友病、免疫系统疾病、传染病、癌症、肾科疾病,以及深度创伤等复杂重症的产品。 4.STRobotics STRobotics是美国一家工业机器人企业,自成立以来一直致力于提供专业但价格实惠的、易于使用、方便装箱携带的机器人。主营产品有ST机械手、RoboForth机器人编程语言,已广泛应用于汽车生产工厂、“机械送料”到“实验室样品处理”等领域。 日本 1.发那科 发那科成立于1956年,是一家专门研究数控系统的日企,也是世界上*大的专业数控系统生产厂家,占据了全球70%的市场份额。其主营产品为多功能6轴小型机器人、FANUC数控系统、机床数控装置等。目前,FANUC机器人产品系列多达240种,负重从0.5公斤到1.35吨,广泛应用在装配、搬运、焊接、铸造、喷涂、码垛等不同生产环节,满足客户的不同需求。 2.爱普生机器人 精工爱普生公司成立于1942年,是数码映像领域的全球*企业。主营产品为G系列机器人、RS系列SCARA+机器人、SCARA、6轴和线性模块、RC180控制器等,生产产品广泛应用于财富100强企业、汽车、医疗、电子设备/半导体行业等。 3.安川 安川电机成立于1915年,经过100多年的专注研究和发展,安川电机如今在多个领域都首屈一指。主营产品有安川品牌的变频器、伺服电机、控制器、机器人、各类系统工程设备、附件等机电一体化产品。事业领域包括驱动控制事业、运动控制事业、系统工程事业、机器人事业、面向传统行业的高压变频器以及MOTOMAN系列机器人产品。 4.川崎机器人 川崎机器人隶属于川崎重工,其机器人事业部长期从事和汽车工业的合作,到目前为止已在国际上销售了约5万台各类工业机器人,其配套的激光、图象等混合加工测试机器人系统属国际*水平。主营产品有码垛搬运、喷涂机器人、焊接机器人、包装和搬运机器人。应用领域主要包括装配、搬运、码垛、焊接、点焊、涂胶、喷涂等。 5.那智不二越 那智不二越创立于1928年,自创立开始一直致力于发展机械技术,以及机械制造事业。总工厂位于日本富山,北美、南美、欧洲及亚洲也设有生产基地。NACHI轴承是目前日本著名的四大轴承品牌之一。主营产品有特种钢、切削工具、轴承、液压装置、机器人系统、切削刀具,机床、轴承、液压设备,自动化生产用机器人、特种钢、面向IT产业的超精密机械及其环境系统。产品主要应用于机械工具,功能零部件,材料等3大机械制造。覆盖几乎所有的机械行业,包括机器人系统、车床、工具、汽车、大型设备等。 6.欧地希机电 欧地希机电是电焊机十大品牌之一,也是日本*大的焊接设备专业制造商、全球*大的焊接机及自动焊接设备的专业制造商之一。主营产品有焊接机、焊接机器人等,产品主要应用于汽车、造船、车辆、桥梁、建筑钢结构等基础产业,尤其在不锈钢、铝合金的“高质量焊接、高速度焊接领域。 德国 1.KUKA 库卡机器人于1995年建立,是世界*的工业机器人制造商之一。库卡机器人公司在全球拥有20多个子公司,大部分是销售和服务中心,其中包括:美国,墨西哥,巴西,日本,韩国,台湾,印度和绝大多数欧洲国家。当前,库卡机器人产品线几乎涵盖所有规格和负载范围的六轴机器人、卸码垛机器人、净室类型、耐高温防尘机器人、焊接机器人、冲压连线机器人、架装式机器人、高精度机器人等。 2.CLOOS CLOOS是世界焊接和机器人技术电弧跟踪领域*者。CLOOS产品包括气体保护焊机、焊枪以及用于特定用途的自动机械和成套的ROMAT机器人系统,主要应用于焊接和机器人技术电弧跟踪等领域。 3.百格拉 百格拉公司是世界上*著名的机器人供应商之一。由于百格拉的导轨、驱动电机、减速机和控制系统等所有部件全部自己生产,使得机器人整体性能更加优异。十多年来,出厂的机器人和生产线全部在正常工作。主营产品有多种规格的直线运动单元/导轨、步进电机、交流伺服电机、直线电机和多轴数控系统。以此为基础,在短时间内可提供各种规格的线性导轨、二维、三维标准机器人及用户专用机器人和生产线。 4.徕斯机器人 徕斯是一家集机器人技术与系统自动化集成于一体的跨国技术公司,是机器人和系统集成的行业*者。主要为客户提供全套机器人自动化生产系统(包括:焊接机器人、铸造机器人、搬运机器人、激光机器人等)、试模压力机、修边压力机、修边模等产品。其产品主要应用于铸造、焊接、切割、激光技术、注塑、搬运、玻璃涂胶、模具制造、喷涂、等众多领域和行业。 5.斯图加机器人 斯图加特拥有实力雄厚的焊接工艺和电气设计能力,并配备焊接试验中心。历经多年的系统解决方案和设计实践。公司主营产品为中厚板机器人焊接系统、点焊及弧焊生产线;火焰、等离子、激光机器人切割生产线等,主要应用于煤炭机械、石油装备、电力装备、汽车零部件、海洋工程等领域。 韩国 1.HYUNDAI 现代重工从1984年开始自主研发*世界技术水平的工业机器人,通过不断地技术开发拥有了多项自动化系统方面的核心专利。当前,公司已成功研发负载能力从6KG到500KG之间的汽车用工业机器人与液晶面板搬运机器人。公司生产产品已广泛应用于弧焊、点焊、搬运、密封、码垛、冲压自动化、打磨、自动上下料等领域。 2.Robostar Robostar是由在LG产电机器人事业部从事了10年机器人事业的核心工程师创立的,并于1999年收购了所有知识产权和经营权。主营产品有直角坐标机器人、台式机器人、水平多关节机器人、洁净型机器人、精密定位检测机器人、精密点胶机器人、发动机涂胶机器人、喷涂机器人等,目前这些产品已广泛应用于汽车、电子、家电等工厂自动化领域。 3.DongbuRobot Dongbu成立于1999年,是专业型机器人生产企业。以直角坐标机器人及水平多关节机器人等产品打入了制造业用机器人行业,目前在国内组装市场向客户提供多种自动化Applicationg&Solution。当前该公司产品线已充分扩展,主要包括单轴滑台、多轴直角坐标机器人、台式机器人、水平多关节机器人、线性机器人、洁净式液晶面板搬运机器人、晶圆真空搬运机器人、多轴运动控制器等。 4.Doosungrobot 韩国斗星机器人技术有限公司主要致力于铝制品压铸的自动化,是集研发、制造、销售、服务于一体的压铸周边自动化专业生产厂家。主营产品有自动投料机、油压切边机、气压切边机、气动门、自动空气冷却机、去飞边毛刺装置、各类夹具卡具等机器人周边配套辅助设施。 5.AlphaRobotics 自创业以来,阿尔帕机器人在汽车、工业机械、白色家电、IT产业等各领域实现了跳跃性发展,尤其在IT行业(半导体、HP、LCD、PDP等)占有很大的市场比重。一直为三星、LG等跨国企业供应产品。主营产品有高精度高强度性自动控制装置的直角坐标机器人,桌面型机器人,运动型机器人,洁净型机器人,龙门式机器人,水平关节型机器人,线性机器人等。 中国 1.新松机器人 据悉,新松公司隶属中国科学院,是一家以机器人独有技术为核心,致力于数字化智能高端装备制造的高科技上市企业。是国际上机器人产品线*全厂商之一,也是国内机器人产业的领导企业。主营产品有工业机器人、洁净机器人、移动机器人、特种机器人及智能服务机器人五大系列,广泛应用于工业、交通、国防、能源、民生等领域。 2.芜湖埃夫特 芜湖埃夫特是奇瑞汽车的子公司,正式成立于2007年8月,注册资金9790万元,公司坐落于安徽省芜湖市鸠江经济技术开发区。公司是集科研、生产、销售为一体的高新技术企业。主营产品有工业机器人、成套物流输送设备、装备生产线及非标设备等。 3.广州数控 广州数控是国内技术*的专业成套机床数控系统供应商,也是国内*大的机床数控系统研发、生产基地。主营产品有数控系统、伺服驱动、伺服电机研发生产,数控机床连锁营销、机床数控化工程,工业机器人、精密数控注塑机研制,数控高技能人才培训。其产品主要应用于搬运、弧焊、涂胶、切割、喷漆、科研及教学、机床加工上下料等领域。 4.上海新时达机器人 2003年新时达收购了德国AntonSigrinerElektronikGmbH公司,分别在德国巴伐利亚与中国上海设立了研发中心,由此诞生了上海新时达机器人。其主营产品有电梯控制产品以及电梯物联网、节能与工业传动类产品、机器人等。广泛应用于电梯、金属加工、橡胶机械、工程机械、食品包装、物流装备、汽车零部件等制造领域。 5.安川首钢机器人 安川首钢机器人是由中国首钢总公司和日本株式会社安川电机共同投资的,专业从事工业机器人及其自动化生产线设计、制造、安装、调试及销售的中日合资公司。其主营产品有机器人汽车风挡玻璃涂胶系统、汽车部件弧焊机器人系统、轿车悬架桥机器人焊装生产线、机器人点焊系统成套设备等。 6.南京埃斯顿 埃斯顿于1993年在南京注册成立,经过多年发展,埃斯顿已成为国内高端智能机械装备及其核心控制和功能部件制造业领军企业之一。其主营产品有金属成形机床数控系统、电液伺服系统、交流伺服系统及运动控制系统和工业机器人及成套设备等四大类产品。六轴通用机器人、四轴码垛机器人、SCARA机器人、DELTA机器人、伺服机械手、智能成套设备系列等。广泛应用于焊接、机械加工、搬运、装配、分拣、喷涂等领域的智能化生产。 7.广东拓斯达 拓斯达集团是注塑车间自动化生产线、工业机器人和3D打印三大领域机电一体化整合运营商。凭借技术及商业领域的安全、可靠和高效,拓斯达一跃成为国产领域的工业机器人*者。其主营产品有4轴机器人、5轴机器人,负载大于250kg的高负荷机器人,控制器等。主要应用领域有注塑机中央供料系统、工业自动化系统、除湿干燥系统、模温机系统、计量混合系统、整厂自动化规划、机械手、智能机器人、3D打印、软件集成系统等。 8.东莞拓野机器人 东莞市拓野机器人专业从事于六轴工业机器人的销售、培训、咨询、服务,同时也是日本安川机器人YASKAWA华南地区一级代理。主营产品有六轴工业机器人,小型机器人低负荷机器人中等负荷机器人高负荷机器人(100~280千克)重负载机器人(300~800千克)机器人控制系统等。主要应用于加工制造型企业及各行业的机械自动化与整体自动化系统的解决方案。

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。本文结合实例介绍了点焊机器人和弧焊机器人系统在车身焊接中的应用。轿车车身的结构和工艺在很大程度上决定了乘车的安全系数。车身本体是由十几个大总成和数百个薄板冲压件,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。由于白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。本文结合实例重点介绍了点焊机器人系统和弧焊机器人系统在车身焊接中的应用。1、点焊机器人系统车身点焊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得最为广泛。现在,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。2、气动点焊机器人系统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、气动点焊钳和水气供应的水气控制单元等。气动焊钳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50 Hz 工频交流变为600 ~ 1 000 Hz 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,焊钳组件有模块化的趋势。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。2009 年,上汽乘用车公司南京基地新建10 万辆荣威350系列轿车AP11 焊接生产线。该线从日本FANUC 公司引进49台六轴气动点焊机器人,应用在工艺要求较高的车身下车体总成焊接工位、侧围总成及车身本体的装配焊接上。在成功新建AP11主线后,上汽乘用车公司南京基地于2011年在AP11 基础上建设MG5 车型生产线时,再次引进引进日本FANUC 公司的10台点焊机器人,用于6万辆生产能力的AP12 主线上,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。与原AP11 主线不同的是,建设投产的AP12主焊线与AP11线实现设备全部共用,充分满足了柔性混线生产的需求,实现了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。3、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,AP12 线还引进采用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点焊钳等。伺服焊枪的优点是传统气动焊机无法比拟的,其最大的特点是以伺服装置代替气动装置,按照预先编制的程序,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。

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