基于機器人的車身焊接技術(shù)研究

藍俊　羅穎洹

摘 要：目前，機器人在我國應(yīng)用的范圍相對比較廣闊，在一定程度上能夠取代人工的操作。工業(yè)機器人在實際的發(fā)展過程中是一種集機械以及電子計算技術(shù)等為于一體的人工智能的產(chǎn)品。本文研究分析了機器人的車身焊接技術(shù)研究。希望在一定的程度上能夠為相關(guān)的工作人員提供一定的理論支持和實踐參考。

關(guān)鍵詞：機器人 汽車車身 焊接技術(shù) 應(yīng)用程序

1 汽車車身焊接機器人機構(gòu)部件

焊接機器人控制設(shè)備系統(tǒng)是一種功能獨立、動作空間大、機動性強、自動控制水平高的焊接操作機構(gòu)。在實際的發(fā)展過程中國具有加工效率高、重復(fù)操作精度強、對接質(zhì)量好的比較重要的工藝特點。焊接機器人設(shè)備對焊接技術(shù)的提升起到一定的基礎(chǔ)作用。選用智能焊接機器人在實際的發(fā)展過程中能夠使車身焊接線在一定的的應(yīng)用過程中應(yīng)有柔性水平的基本特征。一般來說，焊接智能機器人操作機構(gòu)的組成相對比較簡單。然而在進行相關(guān)的焊接操作過程中，在實際的發(fā)展過程中需要根據(jù)相應(yīng)的裝配要求使匹配的功能達到一定的要求。針對某型智能機器人，確定了其重量、加工精度等主要的操作指標。其加工的高度在實際的發(fā)展過程中可通過使用不同尺寸的機座做出一定的調(diào)整。智能機器人的控制機構(gòu)由控制器進行相應(yīng)的承擔，通過手動操作鍵盤實現(xiàn)編程。一般來說，焊接智能機器人有很多功能，比如同步裝配焊接過程，或者同步粘接對接過程。這種過程依靠焊接智能機器人機構(gòu)自身的快速接頭更換和工裝架的操作組合，只需幾秒鐘就能快速完成，從而大大提高了智能機器人的效率，降低了項目的運行成本。（圖一是某汽車的焊接機器人工作概況）

2 焊接機器人的優(yōu)缺點

優(yōu)點：在傳統(tǒng)的汽車焊接的領(lǐng)域，因為車輛類型相對單一，所以在實際的發(fā)展過程中汽車的焊接方法中的焊接生產(chǎn)線沒有具備多樣化的形式，但隨著汽車制造業(yè)在實際的發(fā)展過程中得到一定的進步，車輛的類型不再變得單一，每輛車的形成結(jié)構(gòu)在實際的發(fā)展過程中是比較復(fù)雜的，焊接機器人的出現(xiàn)在一定的程度上能夠使其得到充分的發(fā)展，從而促進焊接工業(yè)的進一步的完善和創(chuàng)新。由于焊接機器人在實際的使用過程中具備一定的靈活性，同時在實際操作中靈活性是比較高，日常生產(chǎn)也更加“靈活”。在一定的基礎(chǔ)上可以實現(xiàn)多個型號在同樣的裝配工位上一起進行大批量的焊接生產(chǎn)，因此，這樣的模式在實際的發(fā)展過程中能夠大大提高焊接工作的工作效率，同時因為是智能化的焊接技術(shù)，和傳統(tǒng)的人工焊接技術(shù)相比，生產(chǎn)質(zhì)量得到很大的保證。劣勢：目前國內(nèi)大量的汽車制造企業(yè)在實際的發(fā)展過程中采用的是進口焊接的機器人，這對焊接機器人的操作人員和設(shè)備維護人員來說，其工作的開展比較困難，同時自身需要具備十分豐富的經(jīng)驗，這樣在實際的工作過程中才能保證工作的順利開展。另外比較重要的是機器零部件相對來說比較昂貴。一旦設(shè)備在實際的工作過程中出現(xiàn)一定的故障，配件供應(yīng)如果不及時的話，對企業(yè)的生產(chǎn)效率有很大的影響，使得產(chǎn)品出現(xiàn)供不應(yīng)求的狀態(tài)。（圖二是焊接機器人焊接各個階段）

3 工業(yè)機器人在汽車制造中的應(yīng)用

3.1 在汽車車身焊接中的應(yīng)用

工業(yè)機器人除了從事零件搬運的基本工作外，在汽車車身焊接方面所具備的功能十分強大。汽車車身的焊接在實際的發(fā)展過程中其主要是分為兩部分，一部分是點焊，另一部分是進行電弧焊。點焊技術(shù)以及電弧焊技術(shù)在實際的發(fā)展過程中都得到比較好的發(fā)展和進步，使其在整個汽車車身制造過程中扮演著十分重要的角色。在車身焊接的過程中，焊接路線的規(guī)劃和車身的質(zhì)量和性能等有著十分密切的聯(lián)系。工業(yè)機器人在實際的發(fā)展過程中對此方面的問題解決將會得到很好的效果。例如，在工業(yè)機器人中安裝相應(yīng)的焊接的工具，將運行程序做出一定的調(diào)整，在一定的程度上可以保證機器人在車身點焊過程中中出現(xiàn)差錯的可能性，在一定的基礎(chǔ)上可以提高點焊接的精度，從而達到更好的點焊的效果。汽車車身的電弧焊來說。機器人在實際的發(fā)展過程中可以通過將高精度傳感器安裝在自身的設(shè)備中，使用計算機技術(shù)對其進行相應(yīng)的控制和管理，弧焊和線性焊接可以實現(xiàn)更好的焊接效果。

3.2 智能機器人在車身沖壓工藝中的應(yīng)用

沖壓工藝在高質(zhì)量汽車制造工藝中起著極其重要的作用。傳統(tǒng)的沖壓工藝一般采用模具與壓力機的結(jié)合，投資成本高，在實際的發(fā)展過程中其適用的范圍比較廣泛。機器人系統(tǒng)能夠和實際的 智能的壓邊技術(shù)進行相應(yīng)的結(jié)合和發(fā)展，從而在實際的發(fā)展過程中產(chǎn)生一種機器人滾邊壓邊的新的技術(shù)，它在實際的發(fā)展過程中可以通過機器人與專門設(shè)計的壓邊輥的配合，在一定的焊接的壓力下，實現(xiàn)了天窗、四扇門、兩蓋的壓邊的連接。該技術(shù)在實際的發(fā)展過程中可實現(xiàn)多品種的混合的生產(chǎn)，在一定的程度上可降低投資的成本。同時在實際的發(fā)展過程中能夠快速上膠。系統(tǒng)能滿足不同類型的上膠的要求，上膠在實際的應(yīng)用過程中是均勻可靠的。特別針對特殊的膠水，可實現(xiàn)精確的控制，提高上膠的速度。

3.3 在汽車零部件焊接中的應(yīng)用

在實際的發(fā)展中點焊、對焊、電弧焊在汽車零部件的生產(chǎn)中應(yīng)用的范圍比較廣泛。例如：橫梁裝配支架的點焊等。隨著時代的不斷發(fā)展，汽車行業(yè)已經(jīng)逐漸形成了一個新的概念，安全與節(jié)能、低碳環(huán)保、智能和輕量級為主要發(fā)展方向，加強汽車車身設(shè)計和制造，積極開展技術(shù)創(chuàng)新，充分發(fā)揮新技術(shù)的優(yōu)勢，提高汽車的整體性能，促進企業(yè)的發(fā)展。焊接機器人的工作站在實際的發(fā)展過程中主要針對的是中小批量的生產(chǎn)，被焊件的焊縫可以短而多，而且形狀比較復(fù)雜;焊接機器人的生產(chǎn)線使用的是批數(shù)量小的情況;焊接專用機適用于批量大、變形慢的產(chǎn)品，也適用于焊縫數(shù)量少、焊縫長、形狀規(guī)則的工件。選擇哪種自動焊接生產(chǎn)形式取決于企業(yè)的實際情況。

4 在線檢測系統(tǒng)的效果

通過應(yīng)用機器人在線檢測系統(tǒng)，不僅可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程中零件質(zhì)量異常波動的預(yù)警，還可以實現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。目前國內(nèi)實現(xiàn)機器人在線監(jiān)測的案列比較少，在車身區(qū)域主要使用兩種方法進行在線檢驗：三坐標在線監(jiān)測和藍光在線監(jiān)測。三坐標在線監(jiān)測主要是針對結(jié)構(gòu)簡單的零件，精度高但節(jié)拍較慢，而藍光在線監(jiān)測主要是針對結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的零件，檢測節(jié)拍較快但精度不高。較傳統(tǒng)的測量方式，兩種在線檢測方式的優(yōu)勢是：①在生產(chǎn)過程中，通過對質(zhì)量異常的警示，可以避免批量問題零件的生產(chǎn)，并積極識別問題，減少不合格品數(shù)量;②建立車身檢測數(shù)據(jù)庫，通過對車身數(shù)據(jù)在規(guī)定時間內(nèi)的采集和分析，有利于逆向識別車輛裝配引起的問題位置，方便問題解決，提高問題解決效率。

5 結(jié)論

焊接作為傳統(tǒng)的制造技術(shù)和工藝正在迅速發(fā)展。隨著計算機技術(shù)、自動控制、數(shù)控和機器人技術(shù)的發(fā)展，自動焊接機器人技術(shù)也日趨成熟。焊接機器人不僅提高了操作的穩(wěn)定性，而且提高了焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率，改善了操作人員的工作環(huán)境。現(xiàn)階段焊接機器人在工業(yè)生產(chǎn)中取得了良好的效果，特別是在汽車、船舶等制造業(yè)中。未來，其在人工智能方面的發(fā)展是主要的研究方向。優(yōu)化其結(jié)構(gòu)和功能，提高其工作效率，必將是人類產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新突破。

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