孫建中

摘 要：目前我國許多領(lǐng)域都廣泛地應(yīng)用機(jī)器人代替人工進(jìn)行生產(chǎn)操作。作為一種人工智能產(chǎn)品，工業(yè)機(jī)器人結(jié)合了機(jī)械、傳感、操控和電子計算等多項技術(shù)。本文通過對汽車制造業(yè)工業(yè)機(jī)器人特點的研究，進(jìn)一步分析工業(yè)機(jī)器人在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，以期為關(guān)注這一領(lǐng)域的人員提供一些參考意見。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人 汽車制造 汽車裝配

中圖分類號：TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）10（a）-0094-02

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，越來越多的高科技設(shè)備運用到了社會建設(shè)當(dāng)中。其中工業(yè)機(jī)器人在所有領(lǐng)域中占有最大的比重。而汽車制造業(yè)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用占整個市場的六成以上。對工業(yè)機(jī)器人在汽車行業(yè)的應(yīng)用情況進(jìn)行深入的了解，有利于為將來汽車制造業(yè)乃至整個工業(yè)制造領(lǐng)域的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

1 工業(yè)機(jī)器人的特點

1.1 靈活性強(qiáng)

工業(yè)機(jī)器人可以根據(jù)不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)的需求，進(jìn)行安裝和調(diào)試。同傳統(tǒng)的汽車制造業(yè)的焊接機(jī)相比，工業(yè)機(jī)器人的靈活性和柔性更強(qiáng)。傳統(tǒng)焊接機(jī)一個型號只能對應(yīng)一種汽車類型進(jìn)行生產(chǎn)安裝，而由于工業(yè)機(jī)器人的靈活性強(qiáng)，只需要對其操作程序中的運行方式和運行路線進(jìn)行修改或重寫，工業(yè)機(jī)器人就可以完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)汽車焊接機(jī)，應(yīng)用到不同汽車類型和不同的汽車部位的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)[1]。

1.2 穩(wěn)定性高

由于工業(yè)機(jī)器人是按照事先寫好的方程和設(shè)定好的路線進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，所以相對于人工制造或者傳統(tǒng)機(jī)械制造來說，工業(yè)機(jī)器人可靠性更強(qiáng)，穩(wěn)定性更高。例如，在汽車制造領(lǐng)域最為普遍的KUKA工業(yè)機(jī)器人，其工作精度最高可以達(dá)到0.02mm，這是人工或者傳統(tǒng)機(jī)器都無法達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)。人工操作中容易出現(xiàn)的焊接變形等問題，通過使用KUKA機(jī)器人可以有效地杜絕，使汽車車體表面質(zhì)量提高。

1.3 功能性多

工業(yè)機(jī)器人的許多功能和特性都在很大程度上彌補(bǔ)了人工制造和傳統(tǒng)機(jī)器的不足。例如，在汽車生產(chǎn)過程中，由于車身各部分零件的重量都很大，單靠人工搬運不僅很難完成準(zhǔn)確定位，而且容易對各部分零件造成損害。而KUKA機(jī)器人的最高搬運值可達(dá)1t，完全解決了這一問題。此外，只要有充足的電量供應(yīng)和適時維修保養(yǎng)，工業(yè)機(jī)器人完全可以實現(xiàn)24h不間斷工作，大大提高了汽車制造的生產(chǎn)效率。

2 工業(yè)機(jī)器人在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 零件搬運

作為目前汽車制造領(lǐng)域最重要的設(shè)備之一，工業(yè)機(jī)器人在汽車生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)都有著不同程度的應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人在汽車制造行業(yè)最基礎(chǔ)和最重要的應(yīng)用就是對汽車各部分零件進(jìn)行搬運和組裝。例如，在工業(yè)機(jī)器人的末端法蘭盤安裝定點抓放裝置，就可以控制機(jī)器人去往指定的地點抓取汽車零部件，并搬到指定的位置完成放置動作。整個過程不僅速度快耗時少，而且對于汽車零部件的損害也會降到最低。此外，操作人員可以根據(jù)不同部位不同形狀汽車零件的要求，在機(jī)器人末端安裝不同型號的抓放裝置執(zhí)行器，這樣即使是同一個機(jī)器人也可以完成不同型號的汽車的零件搬運和組裝，從而使工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用面擴(kuò)大，達(dá)到節(jié)約資源，提高工作效率的目的。

2.2 車體焊接

除了零件搬運這種基礎(chǔ)的工作，工業(yè)機(jī)器人在汽車制造車體焊接的環(huán)節(jié)也有著重要的應(yīng)用。車體焊接主要分為點焊和弧焊。點焊技術(shù)和弧焊技術(shù)在整個汽車車身的制造環(huán)節(jié)都占據(jù)著重要的地位。在車身焊接的過程中，能否規(guī)劃好焊接路線直接影響著車身質(zhì)量的好壞和性能的優(yōu)劣。而工業(yè)機(jī)器人就可以很好地解決這一問題，例如，在工業(yè)機(jī)器人中安裝適合的焊接工具和運行最適合的程序，能夠保證機(jī)器人在車身點焊的過程中，降低偏差，提高點焊的精確程度，達(dá)到更好的點焊效果。汽車車體弧焊環(huán)節(jié)也是如此，通過給機(jī)器人安裝高精度傳感器，利用計算機(jī)技術(shù)控制機(jī)器人的運行路線和運動軌跡，此外也可以利用機(jī)器人圓弧插補(bǔ)和直線插補(bǔ)的特點，將弧線焊接和直線焊接相結(jié)合，達(dá)到更好的焊接效果。綜合點焊與弧焊，只依靠工業(yè)機(jī)器人就足以完成整個車體的焊接工作[2]。

2.3 車身噴涂

汽車噴涂環(huán)節(jié)主要包括車體外部噴漆和車身連接處涂膠。汽車制造業(yè)中對汽車車身的噴涂也可以依靠工業(yè)機(jī)器人來完成。例如，在工業(yè)機(jī)器人運行程序中添加車身噴涂程序，機(jī)器人就可以按照要求對車體表面進(jìn)行噴漆。同時，事先為機(jī)器人安裝適合的噴漆槍和噴漆泵等工具，機(jī)器人就可以根據(jù)車身形狀和面積，自主選擇最適合的噴漆工具，完成車體表面快速均勻噴漆，有效地避免了因人工操作速度慢和操作過程中出現(xiàn)的失誤，導(dǎo)致車體噴漆不均勻或者刮花等現(xiàn)象。除此之外，安裝了膠槍和膠泵，工業(yè)機(jī)器人就可以快速對車體需要密封的部位進(jìn)行膠封，且工業(yè)機(jī)器人會根據(jù)車身材料的物理特性和化學(xué)特性，針對不同部位涂抹不同厚度和形狀的汽車用膠，避免造成浪費。

2.4 汽車裝配

汽車生產(chǎn)過程中對于汽車裝配有專門的裝配機(jī)器人。相對于普通的工業(yè)機(jī)器人來說，汽車裝配機(jī)器人擁有工作精度更高、工作柔性更好、工作范圍廣、并且能與其他系統(tǒng)配套使用等諸多優(yōu)點。隨著汽車制造業(yè)發(fā)展程度越來越高，對于汽車安裝速度和精度的要求也隨之增強(qiáng)，并且在汽車的各部分零配置當(dāng)中，精密的小配件越來越多，單靠人工裝配難以滿足生產(chǎn)進(jìn)度的要求。例如在汽車車門、汽車儀表盤、車身擋板、擋風(fēng)玻璃、車燈、車體電池、內(nèi)部座椅的安裝，以及汽車發(fā)動機(jī)裝配的過程中，裝配機(jī)器人都發(fā)揮著重要的作用，不僅能提高汽車裝配的效率，而且為總裝配車間的其他裝配機(jī)器人的裝配工作打好基礎(chǔ)。

2.5 出廠前檢測

在完成了汽車零件生產(chǎn)、車體焊接、噴漆涂膠和裝配工作之后，一輛汽車基本上已經(jīng)制造完成。但是，在汽車出廠售賣正式投入使用之前，還有一項必不可少的環(huán)節(jié)，那就是汽車出廠前的安全性能檢測。由于安全性能檢測具有一定危險性，完全依賴人工的操作可行性不大，因此使用機(jī)器人進(jìn)行汽車安全性能檢測是目前汽車制造領(lǐng)域最佳的選擇。例如，KUKA工業(yè)機(jī)器人的安全檢測系統(tǒng)主要包括了測量控制模塊和視覺傳感模塊。二者相結(jié)合主要可以用于獲取被測試零部件的圖像信息，并且通過與安全零部件的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對，測算出其中存在的誤差，從而達(dá)到排除不合格零部件，提高安全系數(shù)的目的。此外，利用碰撞機(jī)器人可以模擬人在車內(nèi)的狀態(tài)，完成對汽車使用過程中發(fā)生意外碰撞的測試。將機(jī)器人的模式進(jìn)行調(diào)整，使其適應(yīng)汽車的運行速度，保證其在發(fā)生碰撞的過程中既不發(fā)生損傷，又能通過最直接的方式，記錄汽車內(nèi)部在發(fā)生不同等級碰撞時的數(shù)據(jù)，通過分析數(shù)據(jù)，不斷改進(jìn)汽車性能，達(dá)到提高汽車安全指數(shù)的效果。

3 結(jié)語

隨著我國汽車制造領(lǐng)域不斷迅猛發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人在汽車制造領(lǐng)域的重要性和不可替代性逐漸凸顯出來。在汽車制造行業(yè)工業(yè)機(jī)器人不斷應(yīng)用，能有效提高汽車生產(chǎn)效率和汽車生產(chǎn)質(zhì)量，大大降低人為原因造成的生產(chǎn)過程中的失誤，同時也縮短了汽車生產(chǎn)周期，為研發(fā)汽車新性能提高產(chǎn)品品質(zhì)爭取了時間。工業(yè)機(jī)器人的不斷發(fā)展和完善，勢必帶領(lǐng)整個汽車制造行業(yè)邁向新的高度，對此工業(yè)機(jī)器人在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用具有不可匹敵的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁占江，馬娜.淺談汽車焊裝領(lǐng)域PLC對工業(yè)機(jī)器人的控制[J].河北企業(yè)，2015（6）：147.

[2] 王田苗，陶永.我國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略[J].機(jī)械工程學(xué)報，2014（9）：1-13.endprint