攪拌摩擦焊
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機器人攪拌摩擦焊技術變革汽車制造

2020-12-21 13:27:13

全球燃油車禁售已被提上日程,各大車廠相繼發力新能源電動汽車,而輕量化成為新能源汽車制造商追求的重要目標。目前,大多廠家采用鋁合金作為輕量化車身材料,因此車輛的焊接質量、輕量化水平和氣密性要求隨之提升。此時,出現了一種新興的焊接技術——攪拌摩擦焊,以其先進、綠色、安全、可靠的工藝特點在汽車制造業中日益得到廣泛的應用,同時代表著未來新能源汽車焊接制造的重要方向。

  攪拌摩擦焊是利用攪拌頭與工件端面摩擦生熱使工件端面達到熱塑性狀態然后迅速頂鍛,從而實現焊接的固態連接。這種焊接方式質量好、效率高、可一次焊成,基于這些優點以及響應國家智能制造、綠色環保的發展戰略,攪拌摩擦焊技術迅速由實驗室轉向大規模工程,為汽車制造、航空航天、船舶制造、軌道車輛制造等多個工業領域所用。

  早期攪拌摩擦焊主要由數控機床實現,隨著用戶對設備靈活性要求的提高,這些體型較大、操作不靈活且難以協同作業的數控機床已無法滿足生產需求,所以企業開始使用重載機器人來替代,將工業機器人系統與先進攪拌摩擦焊裝備集成。

  為進一步普及攪拌摩擦焊技術在新能源汽車制造等領域的應用,哈工智能旗下51ROBOT工業機器人一站式服務平臺推出了攪拌摩擦焊(FSW)機器人系統,并提供了包括焊接生產線的設計制造、配套機器人的安裝和調試等一整套服務,通過高效穩定的機器人攪拌摩擦焊系統幫助企業獲得更多的生產效益。

  機器人攪拌摩擦焊技術

  機器人與攪拌摩擦焊技術結合是近年來攪拌摩擦焊裝備的重要發展方向,汽車廠商在配備機器人攪拌摩擦焊生產線時,需要考慮諸多問題,包括設計重載工業機器人本體和攪拌摩擦焊機,對于一些新的工藝,還要考慮多種傳感控制系統的集成,工藝路徑規劃及協同控制技術等,整個過程都需要高端技術或知識型人才的支撐。

  針對機器人攪拌摩擦焊中的工業機器人本體選型及安裝與調試等需求,51ROBOT平臺通過與國內外知名機器人企業全面合作,保證一流的產品質量,使用戶可以根據應用和個性化需求輕松完成選型。

  機器人攪拌摩擦焊在生產過程中需考慮與變位機或多臺機器人系統的協同工作,以及重新規劃工藝流程來實現“小批量多品種”的柔性制造。為此,51ROBOT平臺哈工萬洲子公司,專注于智能化重載機器人攪拌摩擦焊、智能多自由度攪拌摩擦焊等技術研發和裝備生產,為產線的智能化升級提供更深入技術支持,滿足用戶多樣化需求。

  工業化的新思路

  工業機器人使得攪拌摩擦焊系統更加柔性,從而拓展了焊接作業的應用市場,新的系統可以用于復雜結構產品的批量化焊接制造,并能進一步提升焊接自動化程度和生產效率。這一點,在51ROBOT打造的國內首條新能源汽車PACK全自動化攪拌摩擦焊箱體焊接生產線上足以體現,其Z-大亮點是通過“高柔性”、“高自動化”和“高生產效率”的設計方案解決了兼容性、整線節拍和效率問題。PACK箱體焊接產線為全模塊化設計,獨立的攪拌摩擦焊系統不僅可以與自動化產線銜接組成全產線,也可以單獨使用,能夠滿足客戶在“小批量,定制化”和“大批量生產”兩種不同生產模式的需求。

  在機器人攪拌摩擦焊焊接時,由于機器人柔性化程度高,焊接過程穩定且無需人為干涉,使焊接質量得到顯著提升,且有利于降低焊接生產成本。據業內統計,機器人攪拌摩擦焊單件焊接成本比機器人氬弧焊低20%,只有多軸攪拌摩擦焊設備焊接成本的一半。由此可見,采用機器人進行攪拌摩擦焊在大規模工業生產中具有顯著的成本優勢。

  此外,機器人攪拌摩擦焊具有綠色、節能、高效的特點并適用于復雜結構焊接,如平面二維、空間三維等,且可以通過外部軸自由擴展機器人工作空間。目前,51ROBOT提供智能多自由度攪拌摩擦焊機器人、三維攪拌摩擦焊接等技術,且擁有產業化級的恒壓力控制系統,多自由度實現3D曲面焊接,具有高度的自動化集成性和可拓展性。這種將攪拌摩擦焊結合機器人的柔性化生產模式已經成為工業化的新思路。


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