工业机器人在汽车焊装行业中的应用

摘 要：随着社会经济的持续发展，人们的生活水平得到很大提高，对汽车的需求量逐步增大.因此，对汽车制造行业的生产效率和质量有了更高的需求。而随着科学技术的不断发展，汽车焊接模式由以前的人工焊接慢慢转至机器人焊接，从而降低了焊接过程的错误，使汽车的制造质量和效率得到了很大提升。基于此，文章重点对工业机器人在汽车焊装行业中的应用进行了详细的分析，希望以此可以对提高汽车焊接质量和效率。

关键词：工业机器人;汽车焊装;应用

1 工业机器人发展现状

自1970年以后，我国就开始自主研发工业机器人。到目前为止，市场对工业机器人的需求量越来越多，许多科研部门以及技术人员都致力于工业机器人的研究和开发工作。我国自主研究开发的工业机器人不单单在国内使用，而且已经出口海外市场，并连续四年荣获工业机器人销量冠军。我国正在逐步从生产国家转向制造业强国，因此，必须不断对工业机器人的制造方法进行改进，来提升机器人质量。

2 工业机器人的优点

（1）节约制造成本。与传统劳动力不同，机器人在工作中不用休息，可以全天候的进行运作。如果将产品传输到流水线上，采用人工的操作方式，会耗费大量的人员，少则几个，多则几十个人员，而如果在工作时使用机器人，就可以节省大量的人员消耗，只需要一个员工就可以完成多台机器人的控制操作，为汽车制造企业节约人员费用的支出。此外，机器人在进行汽车焊接时，焊接会更加均匀，有效避免人员操作出现的失误，从而大大提升了汽车车身的焊接质量。

（2）提高制造效率。由于機器人是通过固定的编程来控制，因此，车身焊接的时间也是一致的。由于传统人工操作受员工焊接经验等各方面因素的影响，制造效率存在偏差，而且制造出来的质量也有所差异，容易导致原料出现浪费。而用工业机器人来替代人员工作，生产效率会大大提高，并且可以提高企业的生产效率，创造更多的经济效益。汽车焊接行业在没有使用机器人时，一个人员最多能看两台机床。而使用工业机器人以后，一个机器人可以完成5到10个加工点的自动控制。因此，不难看出，工业机器人的出现，大大改善了车身焊接的质量，提高了企业的制造效率。

3 焊接机器人系统的基本组成

（1）焊装机器人系统组成。机器人焊装系统由机器人主体、控制系统、底座、机器人第七轴、工具转换接头、工具转回支架等构成。通常，焊装机器人具备六个关节就可以满足焊枪的位置和焊接姿势的调控要求，自由度X、Y、Z来完成焊枪端空间位置的控制，A、B、C自由度来完成焊枪空间姿势的控制。所以，大多数的焊装机器人都是6关节式机器人。

（2）焊装机器人焊装要求。部分的焊装场地，由于焊装工件太大以及形状太复杂繁琐，导致焊装机器人的焊枪没有办法按规定时间到达焊接指定位置或没有办法维持焊枪原有姿势，在此特殊情况下，需要增加机器人的自由度来保证焊装机器人的正常工作，一般要将外部轴的数量增加1至3个。通常，有两种方式来提高机器人的自由度：1）将机器人安装在可以来回移动的轨道车或者龙门架上，以增加机器人的工作空间;2）把需要焊装的工件进行移动或旋转，让需要焊接的工件部分到达机器人的工作空间内。在特殊情况下，同时可以使用上述两种方案，使得机器人和工件的焊接部分都处在最利于焊接的位置上。

（3）焊装机器人焊装控制系统。在机器人焊装系统中，通过采用控制器完成对机器人的控制工作，通过人工将程序输入系统，完成对它的控制。一般，焊接机器人都具备多项功能，可以同时完成组装和焊接工作，或同时完成涂胶和焊接工作等。同时完成多项操作主要是靠快速转换接头和工装支架的组合来完成的，并且仅需要几秒钟便可以完成操作，使得机器人的使用效率得到大大提升，将生产成本降至最低。

4 机器人在汽车车身焊装生产线中的应用

（1）工件焊接。目前，在工业机器人的使用中，最广泛的是工件焊接工作。随着汽车工业对工件焊接精度和速度等越来越高，焊接工人通常很难完成这项工作。另外，在焊接过程中会出现火花和烟雾等有害物质，严重威胁人体健康。最近几年，自动化焊接已成为非常关键的研究讨论话题。其中，最应该重视的就是通过利用焊接机器人来完成传统手工焊接工作。在现代汽车制造技术中，大部分的焊接流程和技术都可以通过工业机器人来取代人工操作。虽然，机器人在汽车焊装操作中，点焊和电弧焊已经被广泛使用，但是还有很多的焊接工艺仍停留在探索过程。

（2）工件夹持。在汽车制造行业，工业机器人不仅可以完成车身的焊接工作，而且被广泛应用于工件夹持定位上。在车身焊接车间，为了提高车身部件的焊接质量，需要精确的控制焊接过程。1）机器人需要精确控制焊钳的姿势以及运行轨迹;2）需要各种固定装置来夹紧和定位待焊接的工件。而众多的专用夹具只能定位静止状态工件，无法对移动工件进行定位。因此，可以利用机器人完成夹持操作，具体操作是在可移动的机器人上安装小型夹具，来完成移动工件的定位工作。

（3）工件搬运。在车身焊接时，搬运、转移材料是一项非常艰巨的工作。通常，都是通过专用叉车完成材料的搬运，但专用叉车只能将材料搬运到生产线旁边，运送至生产线的工作就需要机器人来完成，因此，焊接夹具、工件的排序、工位夹具都需要借助灵活性高的机器人来操作。因为机器人具备较高的灵活度、长时间工作的优势，不单单可以提高车身焊接效率，而且还大大减少了工人的工作量。

（4）焊点检测。为了使汽车车身的焊接质量得到保障，操作人员必须在车身完成焊接后，对车身的重要焊缝部位进行检测。由于车身焊接位置形状比较复杂，而且样式比较多，这直接加大了检测的难度。因此，企业可以通过在自动化焊接生产过程中，利用工业机器人取代人工检测工作，让机器人通过使用专门的检测仪器对焊缝进行检测，来提高检测工作的效率。

5 结束语

工业机器人焊装系统在汽车焊接中的应用，最大限度的提升了汽车的点焊质量和点焊效率。因此，相关部门必须在汽车焊装实践中，不断总结焊装的优缺点，从而对工业机器人焊装系统不断进行优化，切实提高汽车生产企业的生产效率。

参考文献：

[1]金嘉琪，徐振伟，朱立勇等.工业机器人在汽车制造领域的应用[J].汽车实用技术，2017（03）：46-47.

[2]任小康.机器人焊接仿真技术在汽车焊接中的应用进展[J].山东工业技术，2015（09）：8.

[3]李伟达.机器人焊接仿真在汽车焊接中的应用分析[J].科学技术指南，2015：32-33.

推荐访问:机器人 工业 行业 汽车