激光加工中焊接工藝對板材的搭接間隙有較嚴(yan) 格的要求，當前激光焊縫間隙控製大多采用工裝夾具來實現，不同的工件焊接需要使用定製化的夾具對應。當運用到車頂激光焊時，大規格、長尺寸頂蓋采用傳(chuan) 統工裝夾具壓緊焊縫的方式，受機器人負載極限及精度的限製，無法很好的實現，且多種車型需要匹配不同的工裝夾具進行壓緊焊縫，定製成本高，並且對工位及工裝夾具切換庫位布局產(chan) 生較大的難度。

結合市場需求，華工激光自主研發隨行壓輪係統裝置【華工激光專(zhuan) 利產(chan) 品，專(zhuan) 利號：CN 209886901 U】，並在車頂激光焊接多項品牌案例中得到了很好的應用。

隨行壓輪係統裝置的原理與(yu) 開發

   隨行壓輪係統裝置主要結構由伺服電機、絲(si) 杆、直線導軌、主滑塊、壓力傳(chuan) 感器、緩衝(chong) 彈簧、副滑塊、連接臂、滾輪組件、基座和外罩組成。

   伺服電機驅動絲(si) 杠，帶動主滑塊做直線運動，主滑塊通過緩衝(chong) 彈簧將壓力傳(chuan) 遞給副滑塊，副滑塊通過連接臂將壓力傳(chuan) 遞給滾輪組件。為(wei) 了保證滾輪組件作用到焊接零件表麵壓力的恒定，設置在緩衝(chong) 彈簧處的壓力傳(chuan) 感器會(hui) 實時采集壓力數據。當數值大於(yu) 設定壓力值時，會(hui) 將數據傳(chuan) 遞給壓輪控製器，壓輪控製器控製電機反轉，直到檢測壓力滿足設定壓力時，電機停滯；當采集壓力數值小於(yu) 壓力值時，也會(hui) 將數據傳(chuan) 遞給壓輪控製器，控製電機正轉，直到檢測壓力滿足設定壓力值時，電機停滯。

   在焊接生產(chan) 過程中隨行壓輪係統流程：壓輪控製器檢測壓力反饋→電機轉動（正轉/反轉）→電機停滯→壓輪控製器檢測壓力反饋→電機轉動（正轉/反轉）→電機停滯，循環且是一個(ge) 瞬時的過程，始終保證滾輪作用到焊接零件表麵壓力的恒定。 

隨行壓輪控製器下掛於(yu) 焊接機器人，焊接機器人通過總線對電機控製器觸發指令，不同零件及不同焊縫段的壓力值均可在機器人焊接程序中設定。

           （圖1:隨行壓輪係統控製原理圖）

隨行壓輪係統在市場中的技術優(you) 勢

在市麵上，眾(zhong) 多汽車品牌同車型中內(nei) 包含了多款型號、長度配置不一的車頂，若采用工裝夾具壓緊車頂的傳(chuan) 統方式來控製焊縫間隙，受搬運機器人負載受限，工裝夾具需要考慮分割，則一種車頂需使用兩(liang) 套壓緊夾具。因此，需要2*N(N為(wei) 多款車頂配置數量)套壓緊夾具才能完成該車型的生產(chan) ，且需要新增的設備為(wei) ：兩(liang) 台搬運機器人及底座、焊接龍門架係統、2*N套壓緊工裝夾具存放切換庫位及輔助鋼結構，導致整體(ti) 工位布局龐大，後續車型導入困難、投資成本高等；因此，采用隨行壓輪係統裝置憑借其可移動性、可調節性等運用優(you) 勢很好的解決(jue) 了該問題，並可高效率的順利完成量產(chan) 。

隨行壓輪係統裝置和激光焊接頭通過連接支架安裝於(yu) 機器人六軸法蘭(lan) ，並保證一定的相對位置和角度；機器人焊接移動過程中，隨行壓輪係統裝置的滾輪始終將設定壓力作用在上板件焊縫熔池附近，使板件搭接焊縫處於(yu) 最佳的待焊狀態，因此焊接後，可獲得較佳的焊縫質量。

（圖2:隨行壓輪係統裝置實物安裝圖及作用狀態）

隨行壓輪係統裝置與(yu) 激光頭的安裝角度一般為(wei) 10-12°，其滾輪材質一般為(wei) 鉻鎬銅（CuCrZr）、黃銅（H65）或紫銅（T3）；優(you) 選鉻鎬銅（CuCrZr），鉻鎬銅不僅(jin) 具有良好的防飛濺粘連性能，還有硬度高、耐磨的特點。滾輪距離熔池間距一般為(wei) 10mm；若距離太近，熔池的高溫會(hui) 灼蝕滾輪，影響滾輪的使用壽命；若距離太遠，滾輪的壓緊效果會(hui) 降低，從(cong) 而導致焊縫間隙難以保證。

（圖3:隨行壓輪係統裝置與(yu) 激光頭的安裝示意）

滾輪的壓力設定，根據零件母材性質、頂蓋和側(ce) 圍初始匹配間隙、板厚及搭接重疊區域的不同做綜合考量。若壓力設置過大，滾輪會(hui) 在頂蓋表麵留下壓痕，影響頂蓋外觀；若壓力設置過小，熔池處的焊縫間隙無法保證，且對焊接變形的抑製會(hui) 減弱，從(cong) 而導致焊接缺陷的發生。

隨行壓輪係統裝置在不同領域中的應用前景

    隨行壓輪係統裝置不僅(jin) 能在車頂激光焊接中得到很好的應用，對於(yu) 平麵疊焊等應用場合均能得到較好的應用；例如：大幅麵板拚焊、汽車零部件及新能源動力電池托盤等；本文以隨行壓輪係統裝置在車頂激光焊接中的工藝應用為(wei) 例，提供了一種解決(jue) 方案的參考，隨著新產(chan) 品、新結構的創新，隨行壓輪係統裝置會(hui) 在更多的領域與(yu) 場合中得到高效應用。