机器人超声波焊接与切割在汽车塑料零部件的应用

在现代汽车上，到处可以看到塑料制件。据统计，目前平均每辆汽车的塑料用量已占汽车自重的5%-10%。随着汽车轻量化的要求和塑料工业的迅速发展，塑料在汽车中的应用越来越多，自20世纪90年代以来，随着汽车材料国产化的开展，我国汽车用塑料步入了世界发展的轨道。在我国，塑料件约占汽车自重的7%-10%。汽车用塑料零部件分为内饰件、外饰件和功能件3类。

焊接和切割是汽车塑料内饰件生产总的2个非常重要的工序。汽车用塑料件的焊接技术已经成为衡量汽车生产急速及新材料开发水平的标志之一。关于汽车内饰件的焊接与焊接工艺已发展有热板焊接、激光焊接、超声波焊接、非标准型超声波焊接机、震动摩擦机等多种方法。焊接塑料内饰件普通的方法是超声波焊接。超声波适用于焊接ABS、丙烯酸、聚碳酸酯、尼龙、乙缩醛等。超声波焊接常用的机型有手持超声波焊接机、标准超声波焊接机、专用多头超声波焊接机、2轴（X-Y）或3轴（X-Y-Z）伺服焊接机、机器人焊接机。超声波切割生产常用的机型有机器人超声波焊接机、机器人冲切机。在塑料内饰件的切割生产中用的多的是机器人超声波切割机。

在塑料内饰件的超声波焊接中用的比较多的是专用多头超声波焊接机。至于机器人超声波焊接机，T.Wagner在1991年曾经退出了一种试验工具用于工业机器人的超声波焊接，有效地证明了工业机器人塑料超声波焊接系统的可行性和功能优越性。近几年，由于汽车产品更新换代日益频繁，有的公司开始用机器人进行超声波焊接，绝大部分超声波焊接设备生产企业都针对汽车内饰件推出超声波焊接自动化设备，包括进口机器人、超声波点焊机和变位机，通过将超声波点焊机集成到多轴机器人上，由机器人带动超声波点焊机进行汽车A、B柱的焊接，极大地提高了整体的生产效率，日产量由原来的50套增至300套，客户仅付出一次性设备投资，便能应付2-5种不同车型的生产需要，与此同时也大大降低了生产成本。

为了适应小批量、多品种塑料内饰件的生产，降低设备投资，提高设备的利用率，机器人超声波焊接设备与自动超声波切割设备将被广泛使用。