基于发那科机器人的热熔紧固系统及其加工工艺

张坤峰， 陈炎钦， 倪伟峰

上海发那科机器人有限公司 上海 201906

1 研究背景

随着汽车工业制造技术的升级与革新，越来越多的汽车品牌开始关注汽车车身轻量化问题。车身中高强度轻质材料的使用比例正不断增大［1］，这些轻质材料的使用，对连接工艺提出了更高的要求［2］，目前主流的连接工艺，如焊接、铆接、电阻点焊等已不能完全满足生产需求［3-4］。

热熔紧固是一种可代替电阻点焊的先进连接工艺，在连接强度、加工能力、可拆卸性等方面具有巨大优势，可满足汽车轻量化和新能源汽车对连接工艺日益增长的要求［5］。目前，热熔紧固工艺在欧美汽车行业解决车身轻量化领域得到了广泛应用，如捷豹X150、奥迪A8、奥迪A6等品牌，其中新款奥迪A8上有多达740个热熔螺钉。除此之外，日产、宝马、保时捷等众多汽车品牌也开始使用热熔紧固工艺。配合机器人的高灵活性，热熔紧固技术在汽车装配连接中展现出巨大优势，将成为国内汽车车身轻量化装配及绿色节能领域非常重要的解决方案之一［6］。

2 系统组成

发那科机器人系统由R-2000i C／270F工业机器人、R-30i B控制柜、通信软件、控制程序等组成。热熔紧固系统由控制器、拧紧头、送钉器、送钉管等组成［7］。基于发那科机器人的热熔紧固系统，可实现对各类不同类型钣金件的紧固连接，并确保过程可靠性。例如，汽车白车身连接采用该系统，可以完成铝件与铝件、铝件与钢件的紧固连接，从而实现车身轻量化。图1所示为基于发那科机器人的热熔紧固系统构成。……