汽车结构件焊接产线常年处在多工件轮换生产的状态,安川弧焊机器人在工位内持续完成底板、框架、加强件等构件的焊接作业,不同焊缝对应的板厚、坡口形式差异明显,焊接电流的浮动范围很大。车间传统供气方案大多按照生产中最高焊接需求设定固定流量,这套方式可以保证高电流厚板焊接阶段熔池得到足够防护,但在其余大部分工况里,持续送出的保护气会存在不少富余,长时间连续生产之后,多余气体带来的成本消耗会逐步累积。WGFACS节气设备可适配安川弧焊机器人,接入气路之后能跟随焊接电弧的实时变化调整输出,适配汽车结构件复杂多变的焊接流程,节气率40%-60%。
汽车结构件的焊缝排布错落,一条程序内往往同时包含薄板搭接、中板角接以及厚板多层填充焊,电弧在不同焊道之间切换时,热输入和熔池面积都会出现变化。熔池面积偏大的时候,需要更多保护气隔绝空气,避免熔融金属接触氧气产生缺陷,薄板焊缝的熔池范围狭小,不需要维持较高流量。WGFACS节气设备读取焊机输出的电流信号来调控阀体开度,实现按需供给,电流大则多,电流小则少,气体输出量跟随熔池实际需求变化,不再统一维持固定数值,低电流焊接阶段不会持续送出超出防护需求的气体。
机器人的运动轨迹里,除了起弧焊接的区段,还有大量焊枪抬枪、移位、等待夹具动作的过程。电弧熄灭之后熔池快速冷却,这个阶段不需要持续的大量保护气吹扫,常规供气系统依旧保持设定流量持续排放,单台机器人单日循环次数多,这类无焊接动作的空走时段累加起来,气体损耗占比并不低。节气设备识别电弧熄灭信号之后,自动回落供气流量至很低的基础水平,等到下一次起弧信号到来,再同步上调气量匹配当前焊接电流,减少非焊接时段无谓的气体排放。

产线经常切换车型与工件种类,换型之后整套焊接参数会同步调整,对应的保护气需求随之改变。依靠人工调整减压阀的方式,每次换型都要安排人员到工位旁改动流量,调试过程耗费工时,调整尺度把控不到位,还容易出现气孔或者焊缝成型不良的情况。接入WGFACS节气设备之后,不需要针对每一款工件单独设置供气参数,焊机电流发生变化,供气状态就同步跟随变动,换型作业时不用额外改动气路设置,减少人工调试带来的不确定性。
承载类汽车结构件对焊缝质量有着明确要求,气体供给的调节边界需要贴合焊接工艺底线。供气流量下调不能突破熔池防护的最低限度,气量过低会让空气侵入熔池,诱发气孔缺陷,后续返修耗费的人力和物料会抵消节气带来的收益。设备内置调节下限,无论电流怎么降低,供气都不会低于防护所需的最低标准,起弧和收弧阶段的气体时序也保持原有逻辑,不会因为动态调节打乱熔池的冷却防护。改造完成之后,会选取典型工件开展试焊,核查焊缝外观,配合无损检测确认内部状态,确认焊接质量稳定之后再投入批量生产。
工位现场的布局已经经过长期规划,管线、夹具、工装排布紧凑,新增装置不能对原有生产流程造成干扰。WGFACS节气设备体积小巧,可以直接串接在原有保护气管路之上,优先布置在气源分支位置或者机器人底座附近,不改动机器人原有运动程序和焊机核心参数。信号线路对接焊机的电流采集端口,单独采集对应工位的焊接信号,多机器人并排作业的产线,各台设备独立工作,互相不会形成信号干扰。车间可以按照生产计划分批加装,不用一次性停线改造整条产线,降低改造对产能的冲击。
安川弧焊机器人在汽车结构件焊接场景搭配WGFACS节气设备使用,供气状态跟随电弧电流和焊接启停状态自主变化,落实按需供给,电流大则多,电流小则少,适配多车型频繁换型的生产模式,压缩空走阶段的气体损耗,在守住焊缝质量标准的前提下控制保护气消耗,适配汽车零部件工厂连续化的焊接生产节奏。


