汽车防撞梁焊接工作站研究与开发.pdfVIP

西华大学硕士学位论文

摘要

现如今，汽车产业已成为世界上规模最大的产业之一。汽车防撞梁的焊接技术作为

汽车制造产业的关键技术之一，其焊接质量和生产效率也需要满足现代化的要求。焊接

机器人工作站应用于汽车产业越来越普遍，依靠人工焊接防撞梁的传统焊接方式，效率

低下，工装难度较大，已经逐步被淘汰。怎样将机器人焊接工作站，方便、高效应用在

汽车实际生产场合，让机器人工作站更智能化、可视化，是现代汽车厂家的竞争力所在。

本文以汽车防撞梁为研究对象，针对防撞梁主梁与吸能盒在焊接过程中因结构复杂

而导致焊接生产效率低下、焊接质量无法保证等问题。设计研究了一个基于三轴翻转变

位机与焊接机器人的防撞梁焊接工作站，分析工作站的组成部分、焊接工艺流程，主要

对工作站控制系统和焊接工装进行研究设计。

研究分析焊接工装技术，进行了变位机动力机构设计与工装夹具设计。阐述了工作

站焊接工装种类与组成部分，针对本文研究的汽车防撞梁工件焊接的特点，提出了一种

焊接工装设计方案，完成被焊工件的定位、夹紧与翻转变位需求。

研究工作站各设备之间的连接与通讯方式，提出了一种基于工业以太网ProfiNet控

制方案，实现焊接机器人、变位机、工装夹具和其他工艺设备的智能化控制与监控。使

用博图软件完成PLC控制程序编写与HMI人机界面开发，实现工作站控制过程与焊接

作业过程的可视化。

最后对防撞梁焊接工作站的设计方案进行仿真，包括双焊接机器人焊接动作仿真、

焊枪清枪动作仿真、双机器人干涉仿真等，验证了焊接工作站的可行性。本文可为类似

种类焊接工作站的方案设计和控制系统设计提供一些参考和借鉴意义。

关键词：汽车防撞梁；焊接机器人；工装夹具；PLC控制系统；变位机；

I

汽车防撞梁焊接工作站研究与开发

Abstract

Nowadays,Theautomobileindustryhasbecomeoneofthelargestindustriesinthe

world.Asoneofthekeytechnologiesinautomobilemanufacturingindustry,thewelding

qualityandproductionefficiencyofanti-collisionbeamalsoneedtomeettherequirementsof

modernization.Weldingrobotworkstationismoreandmorewidelyusedintheautomobile

industry.Thetraditionalweldingmethodthatreliesonmanualweldingofanti-collisionbeam

isinefficientanddifficult,whichhasbeengraduallyphasedout.Howtomaketherobot

weldingworkstationmoreintelligentandvisualisthecompetitivenessofmodernautomobile

manufacturers.

Inthispaper,theautomobileanti-collisionbeamastheresearchobject,aimingatthe

mainbeamofanti-collisionbeamandenergyabsorptionboxintheweldingprocessduetothe

complexstructureoftheweldingproductionefficiency,weldingqualitycannotbe

guaranteedandotherproblems.Ananti-collisionbeamweldingworkstationbasedon

three-axisturnoverpo