作 者：赵彦斌，蔺力，柳贺
摘 要：本文介绍了奇瑞国内自主研发的首台大负载工业机器人在自动焊接系统中的应用，并对机器人自动焊接系统应用特点、工作原理、信号通信、离线编程做了介绍，同时介绍了机器人和PLc之间的信号通信及逻辑判断，并就系统的安全性方面提出技术创新。通过机器人自动焊接系统的实际应用，就如何将焊接机器人合理、高效应用于生产制造业进行了实际分析。
关键词：工业机器人；自动焊接系统；离线编程
工业机器人是集机械、电子、控制和计算机技术为一体的高端科技产品，是现代化工业技术的一个缩影和标志。焊接机器人在焊接生产中可大大提高生产设备的自动化水平、焊接质量和生产效率，保证焊接过程的稳定性和产品的一致性，减小劳动强度，同时又可提升企业的产品质量，提高企业的整体竞争力。我国由制造大国向制造强国迈进，需要提升加工手段，提高产品质量和增强企业竞争力，这一切预示着机器人应用及发展前景空间巨大。
1 QH-165机器人的各项指标参散
该系统所使用的机器人是奇瑞汽车股份有限公司自主研发的大负载工业机器人型号为QH-165，最大负载165kg，六个自由度，该机器人也是我国首台自主研发的大负载工业机器人，各项性能参数达到国际先进水平，具体参数如下：
1.1 基本参数
最大负载：165kg
最大臂展半径：2.66m
机器人总重量：1 565kg
底座及腰转部件的重量：838kg
大臂重量：206kg
小臂重量：272kg
腕部重量：60kg
1.2 杆件参数
1轴安装高度：H=710mm
1轴回转半径：R=400mm
大臂长度： L1=980mm
3轴回转中心至小臂的垂直距离：S=225mm
小臂长度： L2=1011.5mm
腕部长度： W=280mm
5 机器人离线编程
在整个系统在设计过程中广泛使用了离线编程技术，缩短机器人系统编程时间，把操作人员从传统繁重示教工作解脱出来，为系统的最终建立节约了大量时间。机器人离线编程系统是机器人编程语言的拓广，它利用计算机图形学的成果，建立起机器人及其工作环境的模型，利用～些规划算法，通过对图形的控制和操作，在不使用实际机器人以及夹具的情况下进行轨迹规划，进而产生机器人程序。自动编程技术的核心是焊接任务、焊接参数、焊接路径和轨迹规划等技术的应用， 自动编程技术可以表述为在编程各阶段中， 能够辅助编程者完成独立的、具有一定实施目的和结果的编程任务的技术，具有智能化程度高、编程质量和效率高等特点。离线编程技术的理想目标是实现全自动编程， 即只需输入工件的模型，离线编程系统中的专家系统会自动制定相应的工艺过程并最终生成整个焊接过程的机器人程序。离线编程技术是机器人应用于自动化生产线尤其是多机器人协调工作系统研究的重点。
6 系统的安全性和技术创新
采用全封闭式机器人防护栏，并装有红外线感应光栅， 当有人在挡住光栅时整个系统暂停运转。防护栏的安全门配有检测开关，在自动工作状态下，如果有人打开安全门进入防护栏内，机器人及夹具自动停止运转。
工作台设有急停按钮， 发现有异常情况是可拍下急停按钮机器人停止动作，再次按下恢复运行按钮机器人延续急停前的状态继续运行。
安全工作区域界定，根据具体工位的特点创新性利用世界坐标系下Y轴参数变化确定机器人安全工作范围，通过实时监测世界坐标系下Y轴的运动范围来确定安全区域，避免和夹具相撞。
自动清除焊接报警。减少焊接报警应保持工件的干净，无油污、铁锈、焊渣、纸标签等杂物，通过工作台操作加装了一键清除报警按钮，并可以自动恢复运行。在工位现场加装了修磨器，实现自动修磨电极帽， 根据工艺要求每焊接500个焊点修磨一次，通过自动修磨可以清除焊渣、修整电极帽的形状等来减少焊接报警保证焊点质量。
结束语
该系统已经连续运行数月运行效果良好，在奇瑞汽车公司焊装车间己成功焊接几千套汽车车身部件，表现出良好的性能，焊点精度达到国际先进水平，不但提高了工作效率而且提高了产品质量。通过该机器人自动焊接系统的良好运作，为后期奇瑞机器人的多机器人协调工作的成线技术做好铺垫。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，机器人系统的应用为汽车制造业大批量、高效率、高质量进行流水线汽车制造提供了有利保障。
