機器人在汽車智能制造中的應用探討

孫棟梁 鄭紅根

寧波吉潤汽車部件有限公司 浙江寧波 315300

隨著科技進步與發展，人工智能技術成熟程度不斷提升，機器人技術作為人工智能技術中的重要分支，在汽車智能制造中的應用不斷深入。利用機器人代替傳統人工進行高強度、高要求的工作，能顯著減少汽車制造行業對人工的依賴性，緩解工人高強度作業壓力，使汽車制造企業節省人工方面的開支，并將更多資金用于技術研發，同時能有效規避人工作業誤差，提高汽車產品的生產質量，促進汽車制造企業獲得更好的發展。

1 機器人在汽車智能制造中的應用概況

近年來，人工智能技術快速發展，大眾日常生活和工作中可見的智能化產品越來越多，如智能電子產品、智能機械等，為人們的工作、生活和學習提供了更加便利的條件。作為人工智能技術中的重要分支，隨著技術水平成熟度的不斷上升，機器人技術在各領域中的應用范圍不斷擴大，并且取得了良好的應用效果，減少傳統工業中對人工的依賴性，提高企業的生產效率。如在汽車制造行業中科學地應用機器人，代替傳統以人工方式進行的零部件搬運，對車體進行焊接、噴膠、涂膠、裝配等，不僅工作效率更高，而且能顯著提高汽車的生產質量，推動我國汽車制造業向智能化、自動化方向發展。

機器人在汽車智能制造中的應用主要包含四個方向：

第一，編程技術方向。汽車制造是一項復雜程度非常高的系統工程，實際汽車制造過程中機器人需要完成多項高難度操作，而不同工作機器人功能性的實現主要是依托編程技術，使其在實際工作中能結合汽車的特征變化對編程進行針對性修改。

第二，仿真技術方向。對應用在汽車智能制造中的機器人來說，此處的仿真技術是對其外表和結構進行人體仿真，如機械手等，使機器人能依托編程程序對人類操作進行模仿，完成汽車制造工作。

第三，通用技術方向。結合工種的變化，使機器人在汽車制造中對工具進行及時更換，并在完成工具更換后立即進入另一項操作，具有良好的通用性[1]。

第四，臨床應用技術方向。汽車智能制造具有復雜程度高、操作難度大、連貫性較強的工作特點，應用機器人可有效減少誤差率，從生產效率和產品生產質量雙方面獲得優化。

2 汽車智能制造中機器人的應用方式

2.1 零部件搬運

傳統汽車制造工廠內主要以人工的方式進行零部件搬運工作，但汽車結構中含有較多體積和重量較大的零部件，單純依靠人工不僅工作效率低，降低汽車批量生產的效率，而且零部件的損耗率非常高，影響企業的生產成本[2]。隨著機器人在汽車智能制造中應用范圍的不斷擴大，零部件搬運、裝卸、碼垛等可以完全依靠機器人高效完成，運輸過程平穩度較高，大幅降低了零部件的損耗率，搬運速度有了質的提高。

為確保機器人能精準完成搬運工作，技術人員需根據搬運任務的不同對執行任務的機器人型號進行調整，并在機器人操作程序中輸入任務執行標準，指定搬運地點、搬運動作等，然后機器人可在相關程序的指令下完成自動化搬運工作。

在汽車智能制造過程中應用機器人代替人工完成零部件搬運工作，不僅能減輕工作量，避免不必要的零部件損耗，還能顯著提高零部件搬運效率，有助于提高企業的生產效率。

2.2 車體焊接

目前汽車制造過程中主要依靠點焊和弧焊兩種技術對車體進行焊接。機器人在執行車體焊接工作任務之前，工作人員需要結合焊接工作的要求為機器人配置相應的焊接工具，并在機器人操作系統中設置焊接作業流程，機器人會在既定程序的指揮下自動為完焊接工作。

目前機器人的智能化水平較高，除能在車體焊接過程中分別應用點焊和弧焊技術，還能在需要的情況下對二者進行混用。但需要注意的是，應在機器人進行點焊操作前，安裝自動點擊修磨器，使其能進行自我修復；在機器人進行弧焊操作前，應安裝智能傳感器，使機器人能按照設定的焊接程序進行弧焊操作，確保車體焊接的質量和效率。

2.3 噴漆和涂膠

噴漆作業主要是針對汽車車身表面進行，涂膠作業則主要針對車身連接部位開展，利用機器人進行噴漆和涂膠作業，能顯著提高噴漆和涂膠操作的均勻度[3]。

在機器人展開噴漆或涂膠作業前，需要由工作人員進行對應的噴漆或涂膠工具的安裝，如噴漆槍、膠槍等，然后根據執行作業內容的不同設置相應的工作程序，使機器人能按照既定程序穩定工作。

需要注意的是，工作人員在設定機器人的噴漆程序時，應對不同車型的參數進行設定，以提高噴漆的全面性和均勻度。應用機器人進行涂膠作業時，會自動識別不同汽車車身的材質和特性，進而自動控制涂膠的形狀和厚度，減少涂膠材料的浪費。

2.4 汽車裝配

汽車智能制造中利用機器人按照既定程序對各項零部件進行組裝，使其最終組裝成為一個合格的汽車商品[4]。汽車中零部件類型較多，如發動機、儀表盤、空調系統、車門、車身、座椅等，機器人主要依托各類傳感器實現識別和區分不同零部件的功能，如視覺傳感器、聽覺傳感器、觸覺傳感器等，根據機器人工作需求為其安裝合適的傳感器，才能支撐其完成精準安裝的操作。

在汽車智能制造的裝配環節中通過利用數個機器人進行流水線式操作，能顯著提高汽車的裝配質量和效率，減少人工裝配時可能出現的誤差，提高汽車的制作質量，保障駕駛員的行車安全。

2.5 汽車檢測

所有完成生產的汽車必須經過嚴格的出廠前檢測，確保各項檢測內容合格后才能投入市場，以保障汽車使用者的生命安全[5]。

在汽車檢測環節中，可應用機器人對汽車中各項零部件進行分類檢測，利用視覺傳感器和測驗控制模板對汽車的圖像信息進行采集，將汽車各零部件尺寸數據與模型數據進行對比，檢查各項零部件尺寸是否合格，一旦發現尺寸上存在誤差的零件能對其進行及時處理。

3 機器人在汽車智能制造應用中的應用前景

在我國科技水平不斷提升的背景下，機器人技術在制造領域中的應用范圍不斷擴大。對汽車智能制造行業來說，以人工方式進行的高危、高強度作業正在逐漸被機器人所替代，既能減輕工作的工作量，還能有效提高汽車智能制造的質量和效率，促進汽車智能制作行業獲得整體性進步。

從目前機器人技術的發展趨勢來看，未來機器人技術在汽車智能制造應用中的主要方向應包含以下幾點。

3.1 人機融合

人機融合是有別于人工智能技術的先進技術，是充分融合生物性和物理性的新一代智能科學體系[6]。未來，機器人可能會進一步對人類進行模仿，包括人類特有的外觀、語言交流能力、動作等，這一發展趨勢下的機器人勢必會在汽車智能制造中發揮更大的作用。

3.2 機器人與虛擬現實融合

目前應用在汽車智能制造中的機器人先進水平較高，本身已經融合了多種先進技術，虛擬現實技術是機器人中眾多先進技術的一種，但當前國內外對虛擬現實技術的研究仍處于起步階段，該技術還有較大可提升空間，與機器人技術的融合度也需進一步拓展。

3.3 機器人功能多樣化

隨著汽車制造行業的不斷發展，未來對機器人功能的要求勢必會越來越多，且復雜程度也會不斷提高[7]。因此，相關人員應加強對機器人功能性的開發，使其能在汽車智能制造中發揮更大的作用。

4 結語

隨著機器人技術的成熟與發展，在汽車智能制造中的應用范圍不斷擴大，已經取得了良好的應用效果。目前機器人在汽車智能制造中主要依托編程技術、仿真技術、通用技術和臨床應用技術等多種技術，在汽車零部件搬運、車體焊接、噴漆和涂膠、汽車裝配及檢測幾個方面代替人工進行操作，不僅顯著提高了汽車制造的工作效率，而且提高了汽車產品的制造質量，對促進汽車智能制造行業健康發展具有重要意義。