工業(yè)機(jī)器人在汽車焊裝領(lǐng)域中的應(yīng)用探討

曾盆 周雪鋒 莫先勇

摘 要：汽車焊裝是汽車制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，做好焊裝工藝質(zhì)量控制對(duì)汽車的整車質(zhì)量起著決定性作用。隨著智能制造技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)代制造行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。傳統(tǒng)的人工焊裝的操作模式不僅存在故障率高、工作效率低下的問(wèn)題，而且還制約我國(guó)汽車制造整體發(fā)展質(zhì)量。基于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的汽車焊裝工藝成為現(xiàn)代汽車制造的重要組成部分，所以加強(qiáng)工業(yè)機(jī)器人在汽車焊接領(lǐng)域中的應(yīng)用研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人;汽車焊裝;應(yīng)用

引言：

據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，自進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)汽車銷售呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，并且增長(zhǎng)率大大超出了全球汽車銷售增長(zhǎng)水平，而且在全球汽車總產(chǎn)量占比方面，我國(guó)汽車實(shí)際產(chǎn)量占據(jù)著較大比重。面對(duì)我國(guó)汽車消費(fèi)需求進(jìn)一步擴(kuò)大趨勢(shì)，汽車制造企業(yè)必須進(jìn)一步提高產(chǎn)能，不斷生產(chǎn)高品質(zhì)汽車，滿足社會(huì)日益增長(zhǎng)的消費(fèi)需求。而在汽車生產(chǎn)制造過(guò)程中，焊裝是極為重要的環(huán)節(jié)，也是提升汽車質(zhì)量與產(chǎn)量的關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)，因此，提高汽車焊裝制造過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化控制水平極為重要。而且，相對(duì)于其他行業(yè)而言汽車制造也是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用較為廣泛與深入的行業(yè)。可見(jiàn)，加強(qiáng)對(duì)工業(yè)機(jī)器人在汽車焊裝領(lǐng)域中的應(yīng)用分析探索極為必要。

1汽車焊裝工業(yè)機(jī)器人相關(guān)概述

現(xiàn)在，在汽車生產(chǎn)車間中，汽車需要的焊接一般都是由工業(yè)機(jī)器人完成，工業(yè)機(jī)器人的組成一般包括，有機(jī)器人的底座、本體、控制柜、焊槍四個(gè)部分組成。底座和機(jī)器人位置上的關(guān)系，底座在機(jī)器人的下面，固定在板材上，機(jī)器人安裝在底座的上方;這樣安裝的好處是，在焊接過(guò)程中能保證機(jī)器人焊接的穩(wěn)定性;機(jī)器人本體的組成，有六軸伺服電機(jī)、其他機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)組成;控制柜是控制著各軸聯(lián)動(dòng)動(dòng)作，能保證機(jī)器人精準(zhǔn)化運(yùn)行，是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)安全化操作的橋梁;焊槍它的主要任務(wù)是用來(lái)焊接的，對(duì)于不同的焊接位置需要使用不同的焊槍，市面上常見(jiàn)的焊槍有，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊槍、弧焊槍、激光焊槍、螺柱焊槍等[1]。

2工業(yè)機(jī)器人在汽車焊裝領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

機(jī)器人系統(tǒng)主要包括那些部分，包括機(jī)械、傳感、控制部分。汽車的焊接對(duì)轎車制造非常重要，焊接質(zhì)量的好壞直接影響整車裝配的質(zhì)量。隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的不斷提高，工業(yè)機(jī)器人在焊裝領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)不斷體現(xiàn)：第一，機(jī)器人的出現(xiàn)解放了人工，降低了工人工作強(qiáng)度，減少了焊接的故障率。傳統(tǒng)的焊接模式是采取人工操作，需要人工把零部件放進(jìn)夾具，通過(guò)焊槍焊接，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于人工焊接模式效率不如工業(yè)機(jī)器人焊接效率，這會(huì)影響整車生產(chǎn)的周期。例如在轎車底板的焊接過(guò)程中，需要兩個(gè)人配合操作，而且空間有限容易影響焊接的質(zhì)量，存在一些焊接質(zhì)量問(wèn)題，像焊點(diǎn)變形、漏焊等。而工業(yè)機(jī)器人面對(duì)這些問(wèn)題卻可以輕松解決，工業(yè)機(jī)器人通過(guò)程序設(shè)定，可以對(duì)焊接位置精確焊接，也解決的因空間不足容易造成質(zhì)量不穩(wěn)定的問(wèn)題;第二，工業(yè)機(jī)器人對(duì)于焊接的質(zhì)量都是有保障的，工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)提升了整車焊接水平，改善了傳統(tǒng)焊接的不足。例如在傳統(tǒng)的人工焊接中，空間的大小容易受到限制，人員的焊接技術(shù)，都會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)的精確度不穩(wěn)定，焊點(diǎn)的焊接順序不一致，會(huì)最終導(dǎo)致焊接的偏差，而工業(yè)機(jī)器人這些問(wèn)題都能避免，對(duì)于焊點(diǎn)的精確點(diǎn)，焊接的節(jié)拍，零件的穩(wěn)定性都能保障;第三，工業(yè)機(jī)器的出現(xiàn)解放了工人，提高了焊接質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)了轎車焊接的自動(dòng)化。工業(yè)機(jī)器人在焊接過(guò)程中是完全自動(dòng)化的，焊接出現(xiàn)的問(wèn)題電腦會(huì)記錄下來(lái)，能夠?qū)ιa(chǎn)流程進(jìn)行監(jiān)控，有利于發(fā)現(xiàn)焊接問(wèn)題，及時(shí)采取相應(yīng)的措施解決問(wèn)題[2]。

3工業(yè)機(jī)器人在汽車焊裝領(lǐng)域的具體應(yīng)用

3.1汽車焊裝行業(yè)中常用工業(yè)機(jī)器人

焊裝車間常見(jiàn)的工業(yè)機(jī)器人，主要是點(diǎn)焊、弧焊機(jī)器人。電焊機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)空間要求不高，作業(yè)過(guò)程中性能穩(wěn)定、焊接效率高。和傳統(tǒng)人工焊接相比焊接的質(zhì)量更有保障，工作效率顯著比人工焊接高。焊裝車間大部分都是點(diǎn)焊機(jī)器人，在焊接工藝中應(yīng)用最廣泛。在整車的裝配中，大概需要三四千個(gè)焊點(diǎn)，這些焊點(diǎn)中大部分都是點(diǎn)焊機(jī)器人負(fù)責(zé)。點(diǎn)焊機(jī)器人焊接精確度非常高，精確度能控制在1毫米左右。弧焊機(jī)器人的焊接方式，通過(guò)連續(xù)軌道控制要點(diǎn)進(jìn)行工作，能夠根據(jù)設(shè)定好的路徑和設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行焊接工作。弧焊機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于仰焊和立焊操作起來(lái)更加容易，焊接中的焊縫、弧長(zhǎng)能夠精確控制。弧焊機(jī)器人在焊接過(guò)程中對(duì)于焊接板材要求比較高，所以零部件在夾具中的固定需要位置精確，如果焊接過(guò)程中板材固定位置出現(xiàn)偏差，容易造成焊接質(zhì)量問(wèn)題[3]。

3.2工業(yè)機(jī)器人在汽車減震器焊接中的應(yīng)用

在整車的焊接過(guò)程中，工業(yè)機(jī)器人對(duì)于減震器的焊接也是該領(lǐng)域比較普遍的現(xiàn)象。減震器對(duì)于汽車的駕駛非常重要，決定駕車的舒適度。對(duì)于汽車減震器的焊接過(guò)程中，需要根據(jù)客戶的具體要求，對(duì)焊接位置進(jìn)行設(shè)計(jì)確定，保障焊接成品的質(zhì)量。一般來(lái)說(shuō)，汽車減震器的焊接，焊接工序比較復(fù)雜，減震器的作用又比較重要，這時(shí)一般是用兩個(gè)工業(yè)機(jī)器人，同步進(jìn)行工作，更好的保證工作效率和質(zhì)量，確保最終焊接出來(lái)成品的質(zhì)量效果[4]。

3.3工業(yè)機(jī)器人在實(shí)現(xiàn)總拼工位多車型共線生產(chǎn)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的焊接工藝一般比較簡(jiǎn)單，在轎車的焊接中一般采用總拼工位方式，焊接方式單一簡(jiǎn)單。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，對(duì)技術(shù)的要求不斷提高，轎車車型的逐漸多樣化，需要采取差異化的焊接方式。而工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)，解決了對(duì)于轎車多樣化需要差異化焊接方式這一問(wèn)題。工業(yè)機(jī)器人相對(duì)于傳統(tǒng)的焊接方式可謂優(yōu)點(diǎn)很多，具備更加靈活性的操作，總拼工位能夠?qū)Χ嘬囆瓦M(jìn)行焊接，提升了焊接效率，實(shí)現(xiàn)了多車型的共線生產(chǎn)，有效提高了資源利用率，對(duì)于節(jié)約成本、提高效率效果顯著。

3.4焊接系統(tǒng)的仿真模擬應(yīng)用

在自動(dòng)化控制系統(tǒng)的作用下，工業(yè)機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)焊接操作自動(dòng)化、智能化。由此可見(jiàn)，工業(yè)機(jī)器在對(duì)于焊接系統(tǒng)有著至關(guān)重要作用。在借助工業(yè)機(jī)器人的焊接系統(tǒng)進(jìn)行焊接控制前，應(yīng)確定好工業(yè)機(jī)器人操作范圍、焊槍角度等參數(shù)，將這些參數(shù)輸入計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)中對(duì)焊接路徑進(jìn)行事先模擬、調(diào)整、優(yōu)化，確保實(shí)現(xiàn)焊接工藝的可行性和高效性[5]。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，在汽車的焊接過(guò)程中，工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)應(yīng)用，解放了工人的勞動(dòng)力，提升了焊接工藝質(zhì)量，極大提高了工作效率，相對(duì)于人工而言，工業(yè)機(jī)器人出現(xiàn)的錯(cuò)誤率更低。工業(yè)機(jī)器人的大面積推廣使用，既保證了質(zhì)量，也推動(dòng)了我國(guó)汽車制造業(yè)的快速發(fā)展。

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