摘要：在当前工业生产发展中，机械设备的要求越来越高，这一点在汽车行业的应用方面同样也得到了较为理想的表现，为了更好地实现对于汽车行业焊接设备后续应用价值的有效保障，必然需要切实把握好对于焊接操作的优化控制，确保其焊接能够具备更高的准确性和强度，从焊接技术入手进行优化创新也就显得极为必要。自动化焊接技术在当前汽车制造业中表现出了更强的实际应用效益，相对于传统焊接模式的优势较为明显，必定会成为未来汽车制造业的重要技术手段，具备较强研究价值。
关键词：焊接夹具；焊接自动化；应用
在汽车制造过程中，汽车焊接是其中重要的一环、是必然的一步。而随着社会的发展和进步，使得各种汽车焊接的复杂度以及精度的要求变得更高，这就为汽车焊接带来了更多的困难，也提出了更高的要求。为了适应市场的需求，在一定程度上满足汽车焊接的精度要求，焊接自动化技术就在一定程度内被得到了广泛应用，它能够在一定程度上减少人力投入、增加焊接制造的效率、提升焊接车身的质量、提高焊接产品的精度。
1自动化焊接技术概述
自动化焊接技术主要就是指将自动化技术和机械化技术有效应用到焊接操作过程中，确保焊接操作能够表现出更强的实际效益，相对于传统手动焊接操作，这种自动化焊接技术的应用优势是比较明显的。在以往手动焊接操作中，其对于焊接人员的依赖性比较大，需要确保其相应焊接操作能够在前后左右移动中表现出更强的准确性，一旦焊接人员出现了较为明显的偏差失误，必然会严重影响到最终的焊接质量效果，导致焊缝无法符合相关标准要求，最终形成较为明显的隐患，在后续长期应用中带来明显威胁。
结合这种自动化焊接技术的有效应用，其能够较好地实现导轨床体、转动转台、转动机构以及气动滑台机构的灵活布置，促使其能够实现有序转动和前后左右移动，进而也就能够辅助焊接操作形成理想的焊接处理效果。当然，这种自动化焊接技术对于相关控制指令的要求比较高，需要确保其能够较好实现对于相关焊接需求的有效满足，调节控制能够较为规范有序，避免可能在焊接处理过程中形成较为明显的操作失误。基于此，相应焊接操作必然也就需要确保数字化技术的引入较为协调，能够表现出更强的精确度，焊接的轨迹能够更为合理，尤其是对于一些相对复杂的焊接需求，更是需要进行详细处理，保障其能够表现出更强的流畅性，避免任何环节可能出现不当问题的隐患。
2自动化焊接的原理
我国传统的焊接主要是利用电弧来进行的，将电弧引燃，使电弧具有一定的长度，然后手动的去移动电弧的位置，使得电弧能够覆盖所有需要焊接的地方，当每个位置都被焊接过后就可以将电弧熄灭，这样就能够有效的完成焊接工作。而焊接自动化技术是指不用人力去完成焊接工作，设定有一定的程序，使焊接工作能够按照程序走，完成焊接过程中的各个环节。小件焊接自动化中，将焊接自动化技术应用于车身小件焊接中，能够有效的帮助汽车的自动化生产，节约人力资源。
3自动化焊接的现状
随着我国科学技术的发展和进步，自动化焊接中的数字化更加的成熟，自动化生产中更多的融入了数字化的内容，而数字化的应用使我国逐渐产生了数字焊接机。数字化控制技术已经逐渐深入到我国的各行各业中，比如南水北调工程、航天项目、西气东输等。同时，就汽车制造行业目前的发展方向而言，我国的汽车制造业将以焊接自动化、智能化、网络化为指导方向，但目前其水平还相对低下，没能得到很好的落实。我国的焊接技术和相关的焊接设备在国内已经处在领先的地位上，为世界各国提供自动化焊接的设备。而目前行业内的竞争越来越激烈，就必须要提升我国自动化焊接的水平和效率，才能更好的在世界上立足。
4自动化焊接的优势
4.1生产效率较高
现阶段在进行自动化焊接的时候会涉及到对于数字系统控制系统的使用，而且由于发出了数字指令，能够有效地控制生产时期的焊接速度。在执行的时候，要是选择使用较快速度，就会提升整体焊接节拍，会显著加快整体的生产工艺，加快生产速度。通过分析能够看出，这种焊接工艺能够显著提升焊接效率。
4.2质量较高质量水准稳定
通过对于数字化自动焊接设备的控制和调整，可以有效地控制生产焊接质量以及生产范围，而且可以保持一个良好的生产状态。在进行加工的时候，会出现比较明显的生产问题，这些通过调控能够有效地进行解决，而且可以及时的解决所存在的各种问题，使得生产过程变得更加稳定。在进行焊接工作的时候，焊点强度的监控有着比较明显的作用，能够及时的消除不合格焊点产生的情况，而且由于通过在线监控，所以整车焊点质量能够充分的显现出来，进而产生更加均匀，质量更高的焊点，如此可以显著提升焊接质量。
4.3技术水平较高
一般情况下，薄壁材料、精密零部件和非金属材料都能够借助自动焊接的形式来开展加工制造工作。因为非手动焊接不会过于要求焊源介质，所以使得自动焊接获得了显著的发展。例如在激光焊接的过程中，将其运用，使得缩小了焊缝宽度，加深了焊缝深度。其中激光产生的热影响与加工变形的大小成正比。由于在激光焊接中超负荷大功率的电流的影响，整个焊接过程速度快，焊缝精小平整，激光焊接系统还可以有效控制聚光焦点。这促使了焊接工作有效进行。
4.4能源消耗较低
一部分的自动焊接设备燃烧的电弧都是在焊剂层中进行，如此就可以增强对于热量的控制，而且可以降低对于电能的消耗。在进行焊接工作的时候，会涉及到对于薄板的加工，这样可以有效地简化加工过程。这样在加工的时候，能够有效地防止出现金属飞溅的问题，如此能够有效地降低成本。
4.5能够显著改善加工环境
自动焊接设备可以设置隔离带。在进行自动焊接工作的时候，会产生一定的烟雾、粉尘污染，这些烟雾会被隔离带隔离。一部分自动焊接设备在生产的时候所存在的烟雾比较大，而且焊光也比较大。如此在进行焊接工作的时候，自动化焊接能够减轻烟雾和强光对于工作人员的影响，这样可以显著改善工作环境。这种焊接形式能够在普通焊接工作的基础上面显著改善作业环境，而且可以提示工作人员的职业健康。
5自动化焊接技术在机械制造中的应用
5.1主体与控制器的运用
主体结构与控制器是自动化焊接设备中的关键部分。在主体结构中，6轴关节型一般是主体结构特定的类型，它的工作寿命要求不低于15A，且它所使用的材料要有一定的强度、耐腐性，它所需要的结构形式是刚性坚固式。且自动化焊接设备需要主要驱动力，那就是交流伺服机，若要维持其特有的动态特性就需要特定的路径测量系统，只有这样才能满足生产需要的焊接精准度。工人通过在现场对整个系统进行数控，也就是所谓的数字化控制，可以实现自动化焊接设备相关的系统控制功能。自动化焊接设备有很好的再现性是因为没有相应的电磁干扰。
5.2变位机与夹具的运用
在运行自动化焊接设备的过程中，加入焊接变位机才能确保焊缝的位置能够在指定的特殊位置上，比如平焊或者船型焊的位置。回转轴是变位机中常见的零件，回转轴通常可以作为焊接设备系统的外部轴承，它能够保持良好的协调性。在对变位机进行高度设置时，要确保工件装卸的方便性，考虑好其是否会影响工件的装卸，同时，夹具的刚性等质量性问题，要严格按照设计的标准，要符合其定义，要仔细挑选质量好的夹具，这样才能确保机械可以自动化工作，也不用担心夹具变形的情况发生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆工人在进行工作时，要尽可能减少工作时间，提高自身的工作效率，提高进行焊接的精准度。要想做到这些，要选择质量好的相关仪器，选择品牌比较响亮的变位机器。无论是铝合金钢架，还是小小的螺丝钉，任何一个工件的产出都会产生应力，所以在选择变位机时，应去除焊接构件应力。
5.3传感系统的运用
电弧跟踪功能可以利用传感器来实现，自动化焊接设备在对机械零件进行加工的过程中，工人可以先预设一个预定范围，让焊枪等工具的工作范围在一定的区域内，与此同时，工人要对所得到的数值和参数进行相对应的调整，比如对电压值的调整和电流指的调整。利用自动化设备进行零件加工时候难免会落灰，或者根据周遭的环境，可能受到了污染，自动化焊接，最怕的就是这些不可抗力因素，如果想要对这些因素加以控制和改善，就要利用到激光跟踪功能，以此才能更好地让工人利用相应的设备来进行自动化焊接的工作。而焊丝接触寻位功能，从字面上理解，就是对某一方面进行寻位，员工在对产品加工的过程中，要对重要的网络脉络点进行定位，而员工在寻找这些点的时候，要顺便处理一下表面的杂质，这样才能确保自动化焊接设备的可靠性。以上是传感系统的运用，这是自动化焊接设备不可缺少的一部分，而企业在人员分配上也要更加精准，为此才能提高自动化焊接的效率。
5.4龙门架的运用
龙门架又被称为外部轴行走机构。如果工人在进行工作时，所制作的物品本身体积比较大，想要让自动化设备能够在更广阔的范围内工作，那么就必须要设置龙门架，也就是外部轴行走机构，在设置完成后，工人再进行对自动化焊接设备的控制，这样可以使轴体和其他设备保持一定的协调性和稳定性。如果想要工人在进行工作时，相对稳定和简单一些，就要把自动化的焊接设备倒挂在龙门架上，这样操作既简单有效，还能保证每个部件都正常运转，同时还能保证焊接的精准度，从而提高自动化焊接的效率。
5.5焊接电源的运用
工人在使用自动化焊接设备进行加工时，最重要的就是要确保员工的安全，安全性是所有施工过程中最需要注意的一个过程、一个环节。如果选择脉冲电源来进行焊接工作，就要确保其有当下先进的全数字式技术，工人在进行工作时，进行设备连电时，要保证电压的稳定性，相关的传感器能够显示正确的参数，因此，在后期输入这些参数时，就可以利用机器人来完成工人所要做的工作，然后再利用人工进行参数调整。自动化焊接技术和手动焊接技术，差别在于，利用自动化设备对零件进行加工时，要对选择的电路规格和焊丝规格提高一个等级，在选择焊接电源的过程中，其电流的下载率必须达到100%。此外，运用中频逆变电阻点焊机，可以提高电阻点焊的控制精度和焊接参数稳定性。
6焊接气动工装夹具设计
6.1工装夹具整体设计思想
根据地板横梁总成图纸焊接要求，通过对结构的合理性、工艺性、经济性、标准化，以及夹具的优缺点等进行综合考虑，在焊接过程中需要翻转零件以便焊接各连接件，这就要求夹具能够旋转，同时对定位的精确度进行考虑，在装配时，要求定位器与夹紧器的销孔相互配合。
6.2夹具的设计
对夹具进行整体设计时，一方面需要把夹具的各种元件、机构、装置等连接成整体，另一方面考虑工件装卸的方便性。因此，夹具各组成件的分布位置、工件的外形轮廓尺寸以及焊接焊枪有没有干涉等，在一定程度上决定着夹具具体的形状和尺寸。根据上述要求，该零件的工装设计分析如下:
(1)在装配过程中把待装零件、部件的相互位置确定下来的过程叫做定位。定位器是保证焊件在夹具中获得正确装配位置的零件和部件。地板横梁是产品基础结构，根据其形状用设备实现精准定位。在夹具上被定好位置的工件，必须进行夹紧，否则无法维持它的即定位置，那么最终工件的定位基准与定位元件也无法紧密接触。这样就必须有夹紧装置来完成这份工作，在夹紧时要使夹紧所需要的力应能克服操作过程中产生的各种力，如工件的重力、惯性、因控制焊接变形而产生的拘束力等，考虑到减轻劳动强度，采用气缸自动夹紧。
(2)部分焊接件中间有孔，其定位可以用销进行定位，不需要额外加夹紧装置。
(3)薄壁产品件在焊接时容易变形，因此在焊接的时候需进行多点夹紧防止变形。位置的定位可以利用板件上的孔来定位。
(4)工件有焊缝在底部，焊接时候焊枪不方便伸进去，且易造成焊缝不均匀，因此采用一个旋转工作台，把焊缝调整到水平面上。
6.3完成夹具设计
根据前面的分析，编制设计方案书，根据设计方案书的要求对夹具进行各个零部件的设计，在设计中尽可能的使用标准件(国家标准及公司标准)，这样能加快设计速度及制造速度，节约开发成本和制造成本。
7自动化焊接技术未来发展趋势
结合汽车制造业中自动化焊接技术的有效应用，其在具体操作中确实表现出了较为理想的作用价值，也成了未来发展的重要趋势。在未来自动化焊接技术的创新发展中，需要首先把握好对于焊缝质量的进一步提升，能够更好地确保焊缝能够体现出较强的精确度控制效果，对于相关标准和规范进一步契合，优化焊接操作水平。此外，未来自动化焊接技术的发展创新还需要注重对于智能化技术的灵活运用，确保相应智能化技术的应用能够较好地作用于自动化焊接技术的控制模块，更好地提升其相关指令的准确度，避免在控制中出现较多的偏差问题，能够针对焊接的具体走向进行实时调整控制，最大程度地提升焊接水平。计算机集成制造系统中的CIMS技术同样也是未来自动化焊接技术发展的重要方向。
总之，采用焊接夹具与合理焊接工艺相结合，对于提高装配精度、减少焊接变形量、提高生产效率、改善劳动条件、降低成本都有显著的效果。所以，在产品的生产过程中应扩大焊接夹具的应用，并提高其水平。特别是组合焊接夹具，对批量生产和缩短新产品开发周期有重要的意义。
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论文作者:黄璜
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：夹具论文; 焊接设备论文; 工作论文; 焊接技术论文; 工件论文; 电弧论文; 过程中论文; 《电力设备》2018年第24期论文;