【摘要】對原有鏟板焊接人工生產線進行分析，通過合理的工位拆分及節拍優化，制定了符合自動化生產要求的生產工藝流程，選擇合理的焊接設備及機器人，成功的建立了一條鏟板自動化焊接生產線，在提高產能、提高產品質量穩定性的同時實現了少人化、智能化焊接生產。

　　【關鍵詞】掘進機;鏟板;自動化焊接;機器人;節拍平衡

　　1引言

　　掘進機是煤礦生產設備，鏟板部是在掘進機作業時其最主要的支撐機構，同時又是其物料收集運輸部分的源頭，所以對鏟板結構件的整體性能要求很高

　　鏟板部由于其形狀特殊、結構較為復雜，一般的自動化焊接設備難以實現100%焊接，故此一般企業均采用具有較強靈活性的手工氣保焊進行焊接作業，但手工焊受操作者技能、狀態等人為因素影響較大，焊接質量不穩定、效率較低，而且近年來人工成本持續增加。

　　隨著工業4.0在機械行業的逐步推廣，機器人由于具有高精度、高效率、高靈活性等優點，采用機器人焊接代替人工焊接己成為焊接生產的發展方向。本文規劃設計一條鏟板自動化焊接生產線，以提高產品的焊接質量穩定性和生產效率。

　　2產品結構分析

　　鏟板部主要由左右側鏟板、主鏟板、驅動回收裝置組成，側鏟板采用一次焊接完成，主鏟板焊接分為一次分體焊接、二次主體焊接、三次總成焊接。

　　3生產工藝流程分析及規劃

　　3.1工藝流程分析原鏟板焊接中心所有組對工位均采用人工劃線進行組對，焊接工位均采用多名操作者同時作業，所有工位共同使用車間內3臺龍門吊或叉車進行物流周轉。人工焊接生產線節拍最長工位為主鏟板二次焊接工位，節拍390min，整條焊接生產線操作者共計l2人。

　　3.2工藝流程規劃鏟板自動化焊接生產線按照各工位節拍平衡的思路進行規劃，設計為一個流9工位的布局，通過合理分配各個工位間作業內容，平衡各個工位生產節拍，提高產能。為保證產品一致性，所有組對工位均采用半自動專用液壓組對工裝進行組對。

　　側鏟板焊接工位采用2臺焊接機器人，主鏟板一次、二次、三次焊接工位分別采用2臺、2臺、1臺焊接機器人，所有工位均配備KBK柔性軌道吊，工序問配自動板式輸送鏈和RGV轉運車用于半成品自動轉運，通過自動化控制，減少人力投入及等待造成的浪費，提高生產效率。

　　采用自動化焊接生產線之后，整線節拍由390min壓縮至300min，整線生產線產能提高30%，焊接中心單班操作者由l2人壓縮至10人。

　　3.3生產線主要設備

　　該自動化焊接生產線主要由7套半自動液壓組對工裝、7個焊接機器人工作站、9套KBK柔性軌道吊、2條板式輸送鏈、2臺RGV物流車組成。

　　(1)液壓組對工裝7套液壓組對工裝分別左右側鏟板液壓組對工裝、主鏟板鏟尖液壓組對工裝、主鏟板中問箱液壓組對工裝、主鏟板耳板箱液壓組對工裝、主鏟板主體液壓組對工裝、主鏟板總成液壓組對工裝。液壓工裝由PLC、液壓缸、線性導軌、壓爪、電磁吸盤、伸縮定位銷等組成，人工上件后，液壓缸頂推到位，壓爪及電磁吸盤吸附定位后，人工進行定位焊固定。

　　(2)焊接機器人7個焊接機器人工作站分別為：左右側鏟板焊接機器人工作站、主鏟板鏟尖焊接機器人工作站、主鏟板中間箱/耳板箱焊接機器人工作站、主鏟板主體焊接機器人工作站、主鏟板總成焊接機器人工作站。焊接機器人工作站均采用6軸工業機器人+2個外部軸的倒掛結構，機器人型號為FanucM2OiA，配弧焊軟件包(有尋點、電弧跟蹤、多層多道焊接等功能)。

　　焊機型號為FroniusTps5OOOCMT數字焊機，具有一元化設置功能，采用數字信號處理器DSP，通過微處理的精確運算來控制焊機的各項性能及工作過程，焊接性能極好，具有送絲監控、冷卻水監控、防高溫過燒監控等功能。焊槍使用TBIRM81W45。水冷焊槍，焊槍具備防碰撞功能。變位機均采用雙回轉變位機，工作站內布局最終通過robotguide仿真軟件仿真模擬確定，確保焊接可達性。

　　(3)物流設備各個工位均配有獨立的KBK柔性軌道吊，以保證各工位作業生產需求，減少等待時間。工位間配備2條板式輸送鏈、1臺RGV物流車用于工位間物流輸送。共建在組對工位組對完成后通過板式輸送鏈或RGV物流車將待焊件轉運至焊接工位，焊接完成后通過板式輸送鏈及RGV物流車轉運至清理工位。板式輸送鏈和機器人通過PLC進行通訊，機器人焊接完成后板式輸送鏈定時啟動。RGV物流車通過PLC進行控制，根據主鏟板各工位的物流需求按鈕進行啟動。

　　4結語

　　通過對掘進機鏟板部焊接結構進行分析，對各個工位作業內容進行重新分配及優化，重新規劃了鏟板焊接生產線工藝流程和布局，通過引入焊接機器人、半自動液壓組對工裝、KBK柔性軌道吊、板式輸送鏈等先進生產設備，成功將鏟板焊接生產線改造成了一條自動化焊接生產線，整線生產線產能提高30%，焊接自動化率達到90%以上。

　　【參考文獻】

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