工业机器人在汽车生产造中的应用

工业机器人在汽车生产造中的应用

陈汝雯

湛江德利车辆部件有限公司524094

摘要：在当前社会经济全球化的今天，汽车行业在国内外市场竞争力日益增加，工业机器人的应用有效地保证了工业自动化的灵活需求。机器人在汽车生产制造业中的地位越来越高，它是以自身的力量和控制能力完成汽车制造不同部件的生产，可以通过人工智能技术的行动原理来开发。基于此，本文就工业机器人在汽车生产制造中的应用展开论述探讨。

关键词：工业机器人；汽车生产制造；应用

1.汽车行业的发展现状分析

据中国汽车工业协会公布的数据显示，2017年1-7月汽车产销同比增长4.65%和4.10%。中汽协公布的数据还显示1-7月，乘用车共销售1293.14万辆，同比增长1.95%，增幅比上半年提升0.34个百分点，7月乘用车共销售167.84万辆，同比增长4.27%，SUV销售68.95万辆，同比增长最高，达18.06%。从数据我们可以看出，人们对汽车的需求量“蒸蒸日上”，汽车消费市场持续坚挺。

随着汽车消费市场增长迅速，汽车市场的增长对汽车生产技术提出了更高的要求，催生工业机器人在汽车制造业中得到深入广泛的应用。据统计，近几年国内厂家所生产的工业机器人有超过一半是提供给汽车行业生产线使用。汽车工业生产中采用工业机器人技术，不仅可以节约人力，降低成本，提高设备利用率，提高产品的质量与产量，更重要的是它可以保障工人安全，改善工作条件，减轻劳动强度，减少人员风险，提高工作效率。

2.工业机器人概述

2.1结构组成

工业机器人是面向工业领域的具有多关节的机械手或具备多个自由度的机器人，是能实现各种高级功能的一种机电一体化机器。它可以按照预先设置的程序自动进行工作，也可以通过人的操作来控制运行。工业机器人由机座、执行机构、驱动系统和控制系统等部分组成。执行机构由臂部、腕部、手部、行走机构等组成，大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照事先设置的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号来进行控制。

2.2理论基础

工业机器人涉及到机械原理、机械设计、理论力学、自动控制理论基础、线性代数、机电一体化等机械工程类大学本科所学的诸多专业基础课程。例如，工业机器人操作臂设计就涉及到工业机器人操作臂机构、运动学、动力学、工业机器人样机或本体产品的物理参数识别、末端操作器操作轨迹规划、各种控制方法与技术等基础理论和技术。工业机器人在应用于工业生产、科研实验等实际操作任务前应具备以上基础理论。

3.汽车生产制造中应用工业机器人的优势

通常情况下，工业机器人在汽车生产中扮演着装配工、操作工、焊接工等角色，主要特点有以下几点：

3.1能在恶劣的环境下代替人生产，尤其是在危险的军事领域和核工业领域的工作中，减小了安全隐患，例如，核工业生产设备中的检验和维修机器人。

3.2人类对未知领域探索所用到的机器人，或者只有机器人才能工作的行业，例如航天卫星回收时所用的操作臂，深海采矿和打捞的海洋采捞机器人。

3.3自动化领域生产所用机器人主要体现在机床、下料、点焊和喷漆上，在电气汽车制造等方面都有着重要影响。

3.4节约人力和提高企业市场竞争力，在生产中可以保证产品的准确性、可靠性和一致性。在汽车生产中应用有以下几点体现。

4.工业机器人在汽车生产制造中的应用

4.1焊接机器人

点焊机器人主要负责汽车生产的点焊作业，多在焊接车体薄板件时使用，据统计，一辆汽车车身约有3000一4000个焊点。其中有60%是点焊机器人负责，尤其是在大批量汽车生产线上，所用点焊机器人数量能达到150多台。手工焊接对工作人员有很大伤害，并且不能保证焊接质量。机器人工作性能体现于安装面积小，工作空间大，在保证定位高精度（±0.25mm）下，可以小节距的实现多点定位，持重力可达到490-980N，示教简单，同时保证了焊接节点质量。

4.2弧焊机器人

弧焊机器人多数应用在多块金属连续结合处的焊缝工艺，可以完成自动送丝，熔化电极并能在气体保护条件下进行焊接，其应用范围很广，同时，弧焊机器人应包括焊接复配装置系统。

弧焊机器人的生产性能要求主要体现在焊枪跟踪时的焊道运动，要不断填充金属以形成焊道，同时还要保证运动时速度轨迹和稳定性。通常焊接速度范围为5—50mm/s，运动轨迹约取±（0.2—0.5）mm。为缩小焊枪姿态对焊缝质量的影响，应扩大焊枪的可调范围。

4.3搬运机器人在汽车中的应用

传统汽车制造商在生产汽车上的发动机时，由于其加工工艺繁多，外形极其为复杂，尺寸精度要求高等特点，一般采用数控加工中心进行加工。但是数控加工中心的缺点在于它要求工件在工作台上具有很高的定位精度，同时对机床操作者素质要求较高。所以在传统流水生产线上，常常会出现一些操作人员注意力不够集中导致作业失误的情况，影响到企业生产。在使用机器人实现工件搬运作业后，由于其良好的可靠性，这种情况几乎完全可以避免，大大提高了生产的准确性。同时，一台搬送机器人可以完成以往需要多人进行的工作，随着我国人力成本的不断上涨，机器人在节约成本方面的优势会逐渐显现。

例如在自动检查、打标机方面的应用，当操作者把工件放在一个料盘上，机器人依次把工件放到检查台，检查工件平面度、厚度、销子露出高度，检查合格后，把工件放到打标机前打码，机器人再把检查完的工件依次放到另一个空料盘上运走，完成对汽车生产制造中零部件的物料搬运。

4.4装配机器人汽车生产中的应用

传统汽车制造商在汽车装配线组装车上，采用人工组装方式，工人劳动强度大，装配质量无法保证。现在大多数汽车制造商都采用组装机器人加入汽车装配线，不仅提到了工作效率，提高了工作的准确性，而且降低了劳动者的劳动强度。特别地，组装机器人在组装机器人方面发挥了重要作用，例如挡风玻璃密封，汽车仪表板，以多种高精度组装要求，从而大大提高了装配效率和质量。

4.5喷漆机器人

喷漆机器人主要完成汽车车体外表面的喷漆，家电产品和汽车所用塑料制品，影响着汽车的整体效果。喷漆机器人在使用环境和动作要求上的特点有：①工作环境中含有易燃易爆的喷漆剂蒸汽；②在沿轨迹高速运行点便为作业点；③多数喷漆机器人都是被搭载在传送带上，实现移动喷漆。

结束语：随着我国汽车行业的迅猛发展，工业机器人在汽车生产中的应用会越来越多，通过机器人参与制造生产，在质量、效率、数量、安全方面都会有着很大的提高。所以相关人员要加大对工业机器人在汽车生产制造中应用的研究，通过使用机器人不同操作程序来完成多种操作行为，从而加快汽车生产制造的效率，进而推动我国制造业的发展进步。

参考文献

[1]杨金.机器人在汽车车身制造中的应用[J].航空制造技术.2012.

[2]金嘉琦，徐振伟，朱力勇，等.工业机器人在汽车制造领域的应用[J].汽车实用技术.2017.

[3]唐海东，王远超.焊接机器人在汽车焊接生产线中的应用浅谈[J].商品与质量.2016.