摘要：我国的自动化焊接机器人应用于各个行业，但由于实际需求和产品要求等因素，不能及时应用于生产线上。对于汽车行业来说，焊接生产有着多年的生产经验，整个生产线更为具体和成熟，受到人们的广泛关注。然而，而整个焊接技术在实际生产中经常出现报废和返工现象，因此有必要对自动化焊接机器人生产线应用进行优化。

关键词：自动化焊接;机器人;生产线;应用优化

一、自动化焊接机器人生产线的概述

生产线优化的本质目标在于实现成本控制、（控制过量生产前提下的）产能提升、减少非必要人工操作和等待、保障和改善生产质量。从已有生产线优化的角度来看，成本控制基本被涵盖在非必要人工操作减少中;过量控制在目前的市场需求下一般不会出现，而且这种控制目标也不需要依赖生产线本身实现。因此，已有生产线的优化主要通过减少等待、生产质量改善两个方面来实现。通过不同工序生产节拍的对比可以发现实际生产效率的差异性，由此为生产线平衡提供参考数据。

二、自动化焊接机器人的特点

焊接机器人对焊接条件要适应性很强，可以自主生产若干种不同的焊接零件。同时焊接机器人作为一种可编程的现代化设备，它的灵活性极强，主要凸显在它对环境的适应力以及转换能力上，同时它可以实现各个不同机型的同时生产，降低生产时间，提高效率。焊接机器人有很多独特之处，比如：动作极其快速，能在单位时间内完成更多的生产任务，这对于生产效率的提高创造了条件，同时针对现如今人们对机型转换的更高要求，机器人焊接的应用能够很好的满足消费者的需求;作用范围相对要广，比起人工生产，机器生产带来各种好处想必大家早已见识到了，机器人的存在就是为了完成人类无法完成的工作，所以在汽车焊接技术中也一样，机器人在焊接中的工作面更广，这样就更能近距离接近焊接部件，高效的完成焊接工作;机器人相对体积小，节省工作空间，想必人工操作来说，机器人运作另一大好处就是要的空间要少，一般机器人的高度不会超过人高，同时它的小巧正保证了它工作的能动性高，灵活度高;操作性强，控制性能方面优秀。对比人工操作而言，机器化生产要更加准确，任何差错都能在第一时间发现，并改进，由于是编程化生产模式，所以出错率极低，这也是现代化生产的一点优点，精准度高。

三、自动化焊接机器人生产线的关键技术分析

3.1硬件技术

焊接机器人、焊接设备和相关辅助设备等共同构成了机器人自动化生产线，其生产过程为：自动工装运用气动或液压驱动的定位夹紧机构对组焊件的各个构件（主要是切割件或冲压件等）进行定位夹紧，然后利用焊接机器人和变位机来实现产品（工件）的定位焊和自动焊接，接着利用物流设备完成生产线各工位之间的自动物流输送以及自动上下料。一是工件自动定位夹紧。现阶段，主要是运用气动夹紧技术来进行工件的自动定位夹紧。首先放置工件在定位点上，然后开启夹具夹紧按钮，自动定位夹紧机构则将工件依次定位夹紧。若板厚比较大的重型焊接工件，还可以采用液压夹紧机构。二是机器人自动焊接技术。机器人和数字化焊机直接通讯，可以采取的通讯方式有IO和总线通选两种。通常来说，还需要配置一定数量的变位机、辅助工装和辅助装置（如：清枪剪丝装置、焊钳打磨检测装置、激光跟踪或扫描等等），其特点在于用机器人控制柜对驱动系统进行控制。装夹在变位机上的工件，能够移动或者旋转到工艺需求的位置和角度。利用机器人的外部轴协调功能，能够确保机器人和变位机更为协调配合，进一步提升机器人的焊接可达率，满足工件自动焊接需求。有效降低机器人系统的作业周期。机器人焊接软件包、焊缝适时跟踪技术、离线编程及逆向工程等真正最关键的核心技术，目前仍掌握在国外几家公司手里。虽然国内这方面技术已取得长足进步，但是在工艺档案数据、工业环境下抗电磁和飞溅干扰、工业设计软件平台等方面存在较大的差距，需要进一步完善优化才能投入市场。

3.2智能化

3.2.1机器人传感器技术

机器人自动化生产线中所使用的传感器主要有磁感应接近开关、光电式传感器、气缸磁性感应开关、行程限位开关，力/力矩感应控制器、旋转编码器等等。在上述前四种感应器开关中，第一种是对焊接夹具以及抓手等工装工件是否检测进行感应;第二种是对输送线上的工件到位进行检测;第三种则是对气缸夹紧和松开进行检测;第四种主要用于对移动组件到位检测;第五种主要用于机器人工具对工件作用力/力矩工艺要求的检测控制，或者协作机器人关节控制;第六种主要用于旋转角度/速度检测。传感器将检测的实际结果直接输送给PLC，然后PLC依据检测结果来对生产线的当下状态和未来执行动作进行快速研判。

3.2.2PLC控制系统

PLC控制系统的原则为集中监控和分散控制，依据实际系统，还可以将控制系统划分众多子控制系统，且在各个控制系统中，运用设备层和控制层的典型控制模式，可以实现设备的安全运行，快速响应，并将生产线状况以及设备运行状态、故障现象及时报告，为后续检修工作提供依据。机器人焊接生产线的电气控制系统需要足够灵敏可靠，故障需少，且便于操作维护。PLC直接对夹具上的气缸、工件到位传感器进行控制，并能够对工件的装卡情况进行自动检测，且提前配备的有防错措施，一旦工件的装卡未能到位亦或未能夹紧装错的时候，系统都会自动发出警报，并停止执行动作。

3.2.3智能信息化技术

焊接生产线管理系统可以从PLC中将相关运行数据和故障信息等进行采集，且在数据库中将相关信息予以存储，然后远程进行数据的调用，对焊接生产线的运行状态进行实时的检测。智能化系统可以对整个生产线上的所有监控对象的工作状态和运行参数进行实时、直观、正确的显示，且进行相应操作。主要内容有：运行模式、累计产量、相关工位操作情况、工位生产节拍统计、输送循环时间、报警功能、故障、停机等分类统计等。智能化系统还可以快捷的对所有存储的历史数据进行调取和查询，系统能够自定义各种报表的样式和内容，以便于为用户查询到所关心的报表。监测焊机，焊机通过D-NET网络连接至PLC系统，触摸屏上精确显示焊机的当前状态，实时的电压、电流值、压缩空气及焊接保护气消耗总量，方便客户查看统计。

四、自动化自动化焊接机器人生产线的优化分析

4.1引进高水平专业技术人才

机器人自动化焊接生产线包含大量工业机器人变位机和夹具等设备，还包括PLC控制系统和智能信息化系统等。各种系统在实际操作过程中具有很高的专业性和综合性，对工作人的专业性有一定的要求，需要高水平的专业人士来操作。确保工作人员具备专业的理论知识和技能，能够满足机器人生产线的工作需求，将其作为设备研究的参考依据，做好防护工作，提升机器人焊接工作的效果。

4.2选择合适的生产线

机器人焊接自动化线与独立机器人焊接工作站进行对比，焊接自动化需要的经济投入更多，并且需要很多时间来进行生产线的布置工作，还要进行制造实践，切割件和冲压件整体质量要求特别高。

结语：

综上所述，随着自动化的快速发展，机器人逐渐出现在各个行业和领域，并取得了优异的成绩。在焊接过程中引入机器人，形成自动焊接生产线，可以降低手工作业的强度和难度，有效地提高焊接工作的整体质量和效率，为中国整个工业工业的发展打下基础。

参考文献

[1]王丽.基于焊接机器人的自动化控制系统的设计[J/OL].西昌学院学报（自然科学版），2018（02）：51-53

[2]兰春良.焊接机器人的本体设计及其精度分析[D].河北秦皇岛：燕山大学，2013.