ABB弧焊机器人工作站新增产品柔性生产提升

杨 京

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

ABB弧焊机器人工作站新增产品柔性生产提升

杨 京

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

通过对原有ABB弧焊机器人工作站系统进行新增产品切换功能的改进，使其满足不同焊接产品间焊接程序自动切换的要求，达到通用性提升及柔性生产的目的，提高弧焊机器人工作站运行效率。

ABB弧焊机器人工作站；产品切换；柔性生产

CLC NO.: U466 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)04-108-02

引言

随着工业机器人技术的不断成熟，越来越多的焊接机器人应用到白车身生产中，其柔性化生产程度直接对现场生产节拍提升、设备利用率、生产能力提升有着关键性影响。驾驶室地板纵梁是白车身重要的承载件，本文以某重型汽车集团车身厂装焊车间重卡驾驶室纵梁弧焊机器人工作站——新增产品切换、满足新车型生产的柔性化改进为例，进行分析说明。

1、弧焊机器人工作站系统构成

该弧焊机器人工作站由瑞典ABB公司IRB1400系列机器人及其配套的S4CPlus机器人控制系统、焊接夹具、焊接系统等构成。

焊接产品放置在机器人本体左右各一套焊接夹具上，焊接夹具固定在辅助运动的变位机上，焊接系统采用日本Panasonic YM-500 IGBT焊机，变位机动作、夹具动作人机交换界面及工作站安全装置均由三菱Q系列PLC进行控制。

2、影响柔性化生产问题

该弧焊机器人工作站自投产以来一直焊接重卡驾驶室地板左右纵梁，其焊接质量稳定、工作效率较手工电弧焊有较大优势，操作人员只需在变位机外装配好产品，机器人与其集成的PLC控制变位机动作共同完成焊接工作。但随着重卡产品更新升级换代，原弧焊机器人工作站产品设计单一的缺陷显现，对现有新增的双后悬车型、中长车型无法进行生产。

3、系统改进方案分析

3.1 机器人程序架构改进

机器人后台程序利用RAPID语言，采用嵌套式结构框架进行编写，原有机器人主程序里有3个一级子程序，对应左、右纵梁焊接子程序及焊接完成后的清枪子程序，焊接一级子程序又根据变位机位置不同，进行6个焊接二级子程序调用。

由于主程序中没有针对不同产品焊接的程序调用，因此需在原主程序架构下新增不同产品对应的子程序，将原有的二级子程序降级为三级并新增部分三级子程序满足新产品的焊接需求。

3.2 产品选择

在操作面板上加装“产品选择”旋扭， PLC收到产品选择输入信号后，将信号输出传递至机器人上已完成定义IO模块中，使机器人在主程序中调用不同产品对应的焊接子程序。

3.3 变位机夹具适应性

在焊接过程中，变位机夹具依据程序设定转动到不同位置，使机器人达到焊接最佳姿态。变位机位置是通过三菱定位模块、伺服放大器、伺服电机及编码器进行定位控制。

分析新产品结构，发现可以在不增加变位机夹具气缸的基础上，通过修改控制变位机夹具PLC程序，使其满足新产品使用要求。

4、系统改进措施

4.1 增加产品选择按钮、完成外围信号引入

将操作面板上加装的“产品选择”旋扭信号接入到三菱Q系列PLC的QX40输入模块中，通过PLC程序完成产品信号互锁，并在PLC输出模块QY10中得到三个输出产品信号。

4.2 增加机器人I/O信号及夹具控制修改

由于公共端不同，将PLC输出点经中间继电器后，连接到机器人控制柜现场总线I/O板DSQC327A中，并通过示教器，进入系统参数窗口后完成信号定义、添加。

确认夹具气缸动作，针对不同车型的左、右夹具控制PLC程序进行修改。

4.3 修改机器人程序框架并进行示教

查看主程序main逻辑控制，利用PLC输出的车型信号，在a1、a2子程序中增加IF/THEN的车型逻辑判断。同时针对不同车型增加二、三级程序。

以双后悬车型为例：新增二级程序left_weld_double，right_weld_double，分别对应左、右夹具机器人焊接程序；在变位机位置相同、焊缝相同的情况下，调用原程序，在焊缝需要改变的变位机1、5、8、12位置，新增三级子程序jdouble_1, jdouble_5, jdouble_8, jdouble_12。并对新增加的子程序，进行焊缝示教。

5、结语

通过本次技术改进，有效的解决了弧焊站新增产品导致的无法连续生产问题，对纵梁弧焊机器人工作站从外围信号引入、夹具动作控制、内部信号交接到程序框架修改、机器人示教等进行了一系列的改造，有效的完成了三种产品焊接的无缝切换，有效的提升了弧焊机器人工作站柔性生产节拍。也为以后类似设备改造提供了较好的案例。

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ABB welding robot workstation new products to enhance flexible production

Yang Jing
（Shaanxi Heavy-Duty Truck Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 710200）

Through the original ABB welding robot workstation systems to improve new product switching function, to meet the requirements of different welding products welding program automatically switches to achieve commonality of purpose to enhance and flexible production, improve operational efficiency arc welding robot workstation.

ABB welding robot workstation; Switching Products; Flexible production

U466

A

1671-7988(2015)04-108-02

杨京，就职于陕西重型汽车有限公司车身厂。