機器人在汽車焊接生產線柔性化中的應用

張明超 王文雅

摘要：柔性制造技術是及自動化技術、信息技術以集制作加工技術于一體的一個有機系統，而現代機器人自身也具有信息傳遞性、機械性與精度性的基本特征，所以將現代機器人應用在汽車焊接生產線柔性化中能夠促進汽車焊接工藝水平的提升，降低成本，提高生產效率，增大生產制造的靈活程度。本文就機器人在汽車焊接生產線柔性化中的應用的相關內容進行了分析。

關鍵詞：汽車焊接；生產線柔性化；機器人；應用

隨著社會的不斷進步以及經濟的快速發展，我國的汽車制造行業也得到了較快的發展。而隨著科技技術的不斷創新與進步，不斷的將機器人應用在汽車的制造行業中已成為當前汽車制造行業的主要發展前景。因此，不斷的將機器人應用在汽車的焊接生產線的柔性化中，對于有效的提高汽車的生產質量，有效的提高汽車的生產效率以及有效的促進我國汽車制造行業的發展都具有至關重要的作用。

一、焊接中機器人的功能和特性

1、作用范圍較廣。

機器生產的最大特點就是能夠有效代替人工，進而不僅可以有效的節約人力資源，而且還能有效的保證汽車的生產質量，從而不斷的提高汽車的生產效率。因此，機器人在汽車制造行業中的應用范圍就更廣，進而就能近距離的接近汽車的焊接部件，以此來有效的提高汽車焊接工作的效率。

2、操作性強，控制性能好。

機器生產具有較強的靈活性，這也在一定程度上保證了機器生產的操作準確性。此外，機器生產大多都采用的是編程化的生產模式，進而就能有效的降低汽車生產的出錯率，從而就能提高汽車的生產精度。

3、動作迅速。

動作極其快速，能在單位時間內完成更多的生產任務，這對于生產效率的提高創造了條件，同時針對現如今人們對機型轉換的更高要求，機器人焊接的應用能夠很好的滿足消費者的需求。

4、機器人相對體積小，節省工作空間。

相比人工操作來說，機器人運作另一大好處就是要的空間要少，一般機器人的高度不會超過人高，同時它的小巧正保證了它工作的能動性高，靈活度高。

二、汽車焊接生產線柔性化的必要性

汽車車身是經過沖壓、焊接、涂裝、總裝4個主要工藝過程生產出來的。在汽車換型改造時，涂裝和總裝生產線一般都具有良好的通用性，改造量較小。增加新車型沖壓模具和焊接工裝夾具雖必不可少，但汽車換型最主要的是改造焊接生產線。汽車換型需要生產廠商投入巨額資金，而降低汽車換型的投資成本的主要措施之一，是提高汽車焊接生產線柔性化程度，使其改造量降至最小。汽車焊接生產線柔性化就是在一條焊接生產線上能進行多種車型車身的焊接。

焊接生產由于與產品結構變化關系更密切，因此汽車產品換型對焊接生產線的要求更多，焊接生產線需要更多的改變才能對新產品多樣化具有更大的靈活適應能力。即汽車焊接生產線需要有高度的柔性，才能滿足車型產品更新換代的需要。

焊接生產線的任務是將沖壓零件分級裝焊成焊接合件，不同的車型產品需有不同的焊接生產線。即使是同類產品的不同型號的同類級別焊接總成，無論是在焊接生產線上的工裝夾具，還是焊接設備，以至生產線工位數量及平面布署都有所差別。因此，為適應不同車型產品結構差異，需要焊接生產線必須具有高度的靈活性和柔性。

由此可見，任何改變產品結構或外形的產品換型，都意味著其原有焊接生產線的改變。如果原有焊接生產線具有一定程度的柔性，通過局部改造，新產品完全可以在原焊接生產線上進行生產。如果現有焊接生產線不具有柔性，不能混線生產新車型，那么，需要另外新建生產線，導致原有整條焊接生產線全部淘汰或閑置，造成資金的極大浪費，因此，焊接生產線具有柔性非常重要，決定著產品變型和多樣化的難易程度、可能性和投資規模。

三、機器人在汽車焊接生產線柔性化中的應用

在汽車焊接生產線中，每一條固定的生產線都是由各個小的部分組成的，比如相應的有焊接設備、焊接用到的夾具以及機械化運輸設備等部分。所以整體的柔性化就需要各個部分的柔性化來保證，其中焊接設備的柔性就成了關鍵，而對應的焊接工裝夾具的柔化程度則成了決定焊接生產柔性度的主要因素。在目前汽車焊接生產中，主要有三種焊接設備用于生產，即手工焊接設備、自動焊接專機以及焊接機器人。

但是相比前兩種來說，機器人焊接顯得更加靈活，相應的生產線的柔性化也是最高的，這也是現如今機器人焊接技術被大量應用的原因之一。機器人焊接集動作靈活度高、機體獨立、自動化程度高、柔性化程度高等眾多優點于一身，在生產中就顯得更加重要。利用機器人實現焊接生產，能夠保證產品的高質量，保證工期的最短、生產線的靈活度最高、產品生產最穩定等，所以機器人焊接生產技術作為新時代的產物，在汽車焊接生產中是提高焊接生產線柔化程度的關鍵，在汽車焊接生產中發揮著極大的作用。

1、優化焊接的實際方案。

在汽車焊接生產線柔性化中應用現代機器人能夠加強對于系統設計參數的優化，其中包括有效載荷、各軸的自由度范圍等。事實上目前的機器人的工作范圍內容相對較多，可以利用3D設計模型進行仿真模擬危險點的焊接，在優化機器人的高度以及設計路徑模擬順序之后，形成焊接實際方案的優化。充分利用機器人工作站，以控制器、清槍系統、輸送系統、焊接夾具、排煙除塵設備以及安全防護等裝置的合理配搭，來為汽車焊接生產線柔性化奠定方案設計基礎，經過方案的合理論證之后，從而為高柔性化的短時彈性生產提供設計保障與設備保障。

2、提升焊接工藝質量與精準程度。

現代機器人在汽車焊接生產線柔性化應用時，能夠首先充當勞動力，實現機械化的作用，以焊接工作為例，往往現代機器人在焊接工藝的使用上主要分為兩個類型，分別是點焊與電弧焊，這是因為電阻點焊的過程相對簡單，不需要追蹤焊縫軌跡等內容，其次電弧焊的最大特點就是柔性，所以現代機器人在實際應用時可以通過編程來合理改進焊接軌道的痕跡與順序，以此來適應多樣化的焊縫產品品種。因為現代機器人在應用焊接工藝時能夠促進生產線的靈活性與多樣性：即同一條生產線之中，可以針對不同的車型進行相應的裝配與焊接，保證車身上的五千左右個焊點都能夠滿足焊接要求，所以我國以機器人為核心的組成柔性焊裝生產線能夠為以后的大規模生產奠定了基礎。

四、結語

綜上所述，隨著汽車制造行業的不斷快速發展，不斷的研究與分析機器人在汽車焊接生產線柔性化中的應用，對于有效的滿足人們對汽車機型高速變換的需求以及有效的提高汽車的制造質量與生產效率都具有至關重要的作用。因此，我們應首先認識與了解汽車焊接生產線中柔性化的必要性，進而了解到焊接中機器人的功能和特性和機器人在實現焊接生產柔性化中發揮的關鍵性作用，以此來不斷的將機器人設備運用在汽車的焊接生產線的柔性化中，以此來不斷的提高汽車的生產質量以及生產效率，從而有效的促進我國汽車制造行業的發展。

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