焊接機器人在汽車制造中的應用

李 旭

（吉林交通職業技術學院，吉林 長春 130000）

在我國經濟發展新形勢下，市場對汽車產品的需求量持續增加，帶動了汽車制造行業的快速發展，汽車制造屬于技術密集型和勞動密集型行業，生產制造對質量和精度要求較高，在生產中主要采用流水線操作，以往以人工為主的焊裝方式不僅生產效率低、成本高，同時由于人工失誤也對焊接質量帶來影響。應用焊接機器人可以顯著提升生產效率，并且避免人工失誤而導致產品出現質量問題，有助于提升企業生產效率、節約成本，對促進行業自動化發展具有現實意義[1]。

1 焊接機器人結構

焊接機器人的主要構成部分包括 ：第一，機座，其位于機器人底部，具有支撐作用，可以保證機器人穩定的開展各項操作，在我國汽車制造行業中，由于很多焊接機器人都屬于固定型，所以機座都固定在地面上，移動機器人的機座則可以移動 ；第二，臂部，其是連接手腕和機身的重要部位，根據操作空間的大小，臂部長度能夠靈活調整，并且具有一定的輔助功能；第三，手腕，其是開展各項焊接工作的主要部位，與人類手腕具有較高的相似度，可以完成各種復雜、高精度的焊接作業[2]。

2 焊接機器人的主要類型

2.1 點焊機器人

點焊機器人主要是利用氣缸完成焊鉗的打開與閉合，其動作分為 ：閉合、小開以及大開，在焊鉗動作完成后，可以對機器人的動作功能進行設置。點焊機器人在工作一段時間后，其電極頭表面會出現一定的磨損氧化情況，需要檢修人員及時檢查和修復才能繼續投入使用。當前，點焊機器人在汽車焊裝中主要用于車身焊接，其可以提升工作效率和安全性，避免由于人工失誤為汽車性能埋下安全隱患[3]。

2.2 弧焊機器人

弧焊機器人是當前汽車制造中較為常用的類型，其運動方式為連續軌跡控制，按照設定好的速度和軌跡運動，但是由于弧焊工藝較為復雜，在操作過程中，需要保證運動軌跡的精度符合標準，并且對焊接參數和焊槍姿態進行嚴格控制，進而滿足復雜零部件的焊裝作業要求。同時，弧焊機器人還具備橫向擺動功能，可以高效率、高質量的完成焊縫作業，與人工焊接相比較，其操作精度更好、效率更高。在實際應用中，想要切實提升焊接質量，企業需要對機器人的焊接參數進行動態調整，并且安裝自動故障報警功能，如果機器人發生故障問題，可以及時通報維修人員，便于開展各項檢修工作，避免影響生產效能。

2.3 激光焊接機器人

激光焊接主要指的是焊接熱源采用的是激光，該特點在于具有高度集中能量，可達到幾萬度高溫，因而在實際應用過程中具有很快的冷卻以及融化速度，并不需要采用氣體進行保護，非常適用于非金屬以及難熔金屬的焊接。除此之外，該種技術不會受到周圍磁場的影響，在焊接過程中不需要處于真空的環境下，其焊接工作能夠直接透過透明窗口來實現。與電焊相比，激光焊接技術能夠在很大程度上提高汽車車身的剛度，從而更加堅固車身的整體結構。激光焊接能夠有效結合鋼材分子層面，量兩塊鋼板焊接成為一整塊鋼板可增強其結合的強度，從而有效地消除鋼板之間存在的孔隙，防止摩擦。同時該種焊接方式所形成的焊縫連續且牢固，并不會產生漏電，優勢在于可減少材料用量，從而降低生產成本，提高尺寸精確度等[4]。

3 焊接機器人在汽車制造中的具體應用

3.1 在多車型生產中的應用

在以往的汽車焊裝過程中，一條流水線主要生產同一款車型，因此，在焊接生產中，總拼工位的焊裝方法單一。隨著我國汽車制造行業的快速發展，企業車型不斷豐富，不同車型的焊裝方式也存在較大差異，如果依然沿用以往的焊裝模式，不僅生產效率低下，同時還容易出現人工失誤。在多車型生產中應用焊接機器人，可以有效解決這一問題，焊接機器人具有良好的智能性和靈活性，可以促使生產趨于柔性化，在同一工位中實現多車輛焊裝，進而提升企業生產效能。

3.2 在減震器焊裝中的應用

減震器作為汽車制造的重要環節，其焊接質量與汽車生產質量具有密切關系，應用焊接機器人可以提升駕駛舒適度和生產效率。通常情況下，在應用焊接機器人中，需要綜合考慮汽車的整體結構和客戶需求，對焊縫具體位置進行確定，然后開展相關焊接操作。當前，減震器焊接主要應用二氧化碳工藝，基于減震器焊裝的復雜性，在工作中需要兩個機器人配合操作，工位布局采用雙工位，在提升生產效率的同時，還可以確保焊接的安全性和穩定性。

3.3 在零部件焊接中的應用

汽車制造涉及大量的零部件，包括內飾部件和外飾部件等，并且具有較高的精度和嚴密性，在零部件焊裝中應用焊接機器人，可以靈活采用電弧焊、對焊、縫焊、凸焊以及點焊等工藝，進而提升焊裝的靈活性和效率性。例如在消聲器和轉向臂焊接中采用電弧焊工藝、在汽車輪圈焊接中采用閃光對焊、在燃油箱焊接中采用縫焊工藝、在傳動軸焊接中采用凸焊工藝、在橫梁托架焊接中采用點焊工藝等[5]。

3.4 在車身焊裝中的應用

車身焊裝作為汽車制造的關鍵環節，其與汽車整體生產質量具有密切關系，其車身焊裝中，涉及車身總成、車門、側圍、地板以及車架等部位的焊接裝配，并且在焊接中使用電焊、縫焊以及對焊等工藝，如果車身焊裝質量存在問題，會對汽車行駛的安全性和穩定性帶來影響。在車身焊裝中應用焊接機器人可以提升生產自動化程度，并且優化操作效率和質量，減輕工作的勞動強度，當前，其車身焊裝中，主要以點焊機器人為主，有助于實現生產柔性化，適用于少批量、多品種的混線生產。

3.5 在車身拼焊中的應用

在車身設計制造過程中，激光拼焊能夠根據車身不同性能以及設計的相關要求而選擇相應的鋼板規格，利用激光拼裝與裁剪技術完成車身某一部位如車門內板、擋風玻璃框架等制造。目前在汽車車身框架結構焊接工作中主要以激光焊接為主，可有效地減少傳統焊接技術對零件與模具的使用數量，從而減少電焊數目，提高尺寸精確度。

4 焊接機器人在汽車制作中的優勢和缺點

4.1 應用優勢

在以往的汽車焊裝中，由于生產車型單一，焊裝方式和生產線也較為單一，在社會發展新形勢下，大量車型不斷涌現，不同車型的內部結構存在較大差異，為焊裝工作增添了一定難度。焊接機器人具有良好的靈活性和穩定性，可以適用于多種車型的焊裝生產，在同一工位可以進行不同操作，提升生產質量和工作效率，降低企業生產成本，在汽車制造行業具有廣闊的應用前景。

4.2 應用缺點

隨著我國科學技術的蓬勃發展，焊接機器人也處于不斷的更新換代中，并且在汽車制造中獲得廣泛應用，但是焊接機器人的內部結構較為復雜，并且對維護人員和操作人員的技術能力具有較高要求，內部配件價格昂貴，如果發生機械故障，需要企業花費大量資金購置配件，如果修理不及時會對生產效能帶來負面影響。同時，當前我國焊接機器人的自動化和智能化程度較低，與西方發達國家依然存在較大差距，對汽車制造行業的現代化發展帶來一定程度的制約和影響[6]。

5 結語

總而言之，焊接裝配是汽車制造的重要工序，其工作量較大，對焊接質量和操作精度具有較高要求，與汽車生產質量關系密切，以往的人工焊接方式已經不符合時代發展，應用焊接機器人可以提升生產效率和產品質量，降低能耗以及生產成本，因此，汽車制造企業需要提高思想認識，積極引入和應用焊接機器人，不斷對焊接工藝進行完善和改進，發揮其作用和價值，促進企業的穩定以及可持續發展，為廣大消費者提供更加優質的汽車產品。