車英芳

北京汽車股份有限公司生技中心車身技術(shù)部 北京市 101300

柔性制造技術(shù)是及自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)以及制作加工技術(shù)于一體的一個(gè)有機(jī)系統(tǒng)，而現(xiàn)代機(jī)器人自身也具有信息傳遞性、機(jī)械性與精度性的基本特征，所以將現(xiàn)代機(jī)器人應(yīng)用在汽車焊接生產(chǎn)線柔性化中能夠促進(jìn)汽車焊接工藝水平的提升，降低成本，提高生產(chǎn)效率，增大生產(chǎn)制造的靈活程度。下文將以現(xiàn)代機(jī)器人應(yīng)用在汽車焊接生產(chǎn)線柔性化中的基本內(nèi)涵為著手點(diǎn)，以此提出加強(qiáng)現(xiàn)代機(jī)器人在汽車焊接生產(chǎn)線柔性化中應(yīng)用的具體措施，希望能夠推動(dòng)汽車焊接技術(shù)水平與管理水平的提升，優(yōu)化汽車焊接工藝的應(yīng)用形式。

1 現(xiàn)代機(jī)器人應(yīng)用在汽車焊接生產(chǎn)線柔性化中的基本內(nèi)涵

從汽車制造業(yè)的發(fā)展角度上來看，目前汽車市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)愈加激勵(lì)，這就需要汽車制造業(yè)要從質(zhì)量與工藝處進(jìn)行著手，去提升焊接的進(jìn)度與速度，以此來獲得更大的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)，在滿足用戶個(gè)性化需求的同時(shí)，擴(kuò)大市場(chǎng)；所以需要提升生產(chǎn)能力的柔性與彈性。從根本上進(jìn)行分析，車身結(jié)構(gòu)和工藝會(huì)影響乘車的安全系數(shù)，車體結(jié)構(gòu)則是由多個(gè)沖壓件在經(jīng)過電焊、弧焊、激光焊、釬焊以及機(jī)械連接等工藝連接而成，而應(yīng)用現(xiàn)代機(jī)器人則能夠以低廉的價(jià)格與成熟的技術(shù)提升汽車車身的強(qiáng)度與使用的安全性，機(jī)器人利用自身的本體、控制器以及點(diǎn)焊控制器、自動(dòng)電極修磨機(jī)、氣動(dòng)點(diǎn)焊鉗、以及水氣供應(yīng)的水氣控制單元來實(shí)現(xiàn)汽車制造，汽車質(zhì)量與效率都能夠得到保障。

所以焊接柔性生產(chǎn)線作為由多個(gè)站組成的高端生產(chǎn)線，能夠滿足不同的被焊工件的焊接需求，焊接機(jī)器人工作站就可以不分晝夜的進(jìn)行裝配，從布置工件、取下工件以及送到成品件的流出位置，所有的柔性焊接生產(chǎn)線都可以由一臺(tái)控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行調(diào)度，便利操作的同時(shí)能夠節(jié)約人工成本與實(shí)踐成本，大大提升了工作效率[1]。由此可以看出，柔性焊裝生產(chǎn)線其基本特征就是大量使用現(xiàn)代機(jī)器人，利用一定的編程實(shí)現(xiàn)數(shù)控焊鉗、可編程控制，提升了對(duì)于生產(chǎn)產(chǎn)品的技術(shù)柔性，減少制造過程之中儲(chǔ)存，從而滿足了多樣化品種應(yīng)用需求，適合中小批量的有效生產(chǎn)。與傳統(tǒng)的剛性焊裝生產(chǎn)線相比，柔性焊裝生產(chǎn)線具有相應(yīng)的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)⒆鳂I(yè)以工序?yàn)榕袛嘁罁?jù)進(jìn)行劃分，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的同時(shí)能夠?qū)⒉煌蔚牟煌ば蜻M(jìn)行重疊化的投入使用。

在汽車焊接生產(chǎn)線柔性化下所生產(chǎn)的汽車質(zhì)量與汽車數(shù)量往往要高于常規(guī)技術(shù)生產(chǎn)下的汽車。所以在汽車焊接生產(chǎn)線柔性化中加強(qiáng)現(xiàn)代機(jī)器人的應(yīng)用既是我國(guó)汽車制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的具體體現(xiàn)，同時(shí)也是滿足對(duì)于汽車質(zhì)量日益增長(zhǎng)的需求的具體措施，在汽車焊接生產(chǎn)線柔性化之中想要加強(qiáng)現(xiàn)代機(jī)器人的有效應(yīng)用，就需要首先明確現(xiàn)代機(jī)器人應(yīng)用在汽車焊接生產(chǎn)線柔化性的基本內(nèi)涵，從而采取合理的措施，來促進(jìn)汽車焊接工藝的提升。

2 將現(xiàn)代機(jī)器人應(yīng)用在汽車焊接生產(chǎn)線柔性化的具體體現(xiàn)

2.1 提升焊接工藝質(zhì)量與精準(zhǔn)程度

現(xiàn)代機(jī)器人在汽車焊接生產(chǎn)線柔性化應(yīng)用時(shí)，能夠首先充當(dāng)勞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化的作用，以焊接工作為例，往往現(xiàn)代機(jī)器人在焊接工藝的使用上主要分為兩個(gè)類型，分別是點(diǎn)焊與電弧焊，這是因?yàn)殡娮椟c(diǎn)焊的過程相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要追蹤焊縫軌跡等內(nèi)容，其次電弧焊的最大特點(diǎn)就是柔性，所以現(xiàn)代機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以通過編程來合理改進(jìn)焊接軌道的痕跡與順序，以此來適應(yīng)多樣化的焊縫產(chǎn)品品種。因?yàn)楝F(xiàn)代機(jī)器人在應(yīng)用焊接工藝時(shí)能夠促進(jìn)生產(chǎn)線的靈活性與多樣性：即同一條生產(chǎn)線之中，可以針對(duì)不同的車型進(jìn)行相應(yīng)的裝配與焊接，保證車身上的五千左右個(gè)焊點(diǎn)都能夠滿足焊接要求，所以我國(guó)以機(jī)器人為核心的組成柔性焊裝生產(chǎn)線能夠?yàn)橐院蟮拇笠?guī)模生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)[2]。

2.2 優(yōu)化焊接的實(shí)際方案

在汽車焊接生產(chǎn)線柔性化中應(yīng)用現(xiàn)代機(jī)器人能夠加強(qiáng)對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)化，其中包括有效載荷、各軸的自由度范圍等。事實(shí)上目前的機(jī)器人的工作范圍內(nèi)容相對(duì)較多，可以利用3D設(shè)計(jì)模型進(jìn)行仿真模擬危險(xiǎn)點(diǎn)的焊接，在優(yōu)化機(jī)器人的高度以及設(shè)計(jì)路徑模擬順序之后，形成焊接實(shí)際方案的優(yōu)化。充分利用機(jī)器人工作站，以控制器、清槍系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、焊接夾具、排煙除塵設(shè)備以及安全防護(hù)等裝置的合理配搭，來為汽車焊接生產(chǎn)線柔性化奠定方案設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，經(jīng)過方案的合理論證之后，從而為高柔性化的短時(shí)彈性生產(chǎn)提供設(shè)計(jì)保障與設(shè)備保障。

2.3 在汽車焊接生產(chǎn)線柔性化中機(jī)器人的作用表現(xiàn)

在汽車焊接生產(chǎn)線柔性化之中，現(xiàn)代機(jī)器人在其中應(yīng)用作用表現(xiàn)具有多樣性，除了為了實(shí)現(xiàn)焊裝線柔性化而采取的自動(dòng)化設(shè)備以及物料載運(yùn)裝置以外，現(xiàn)代機(jī)器人也在實(shí)際應(yīng)用過程之中劃分成了不同的作用功能。比如在進(jìn)行車門內(nèi)板的焊接時(shí)通常采用電阻焊機(jī)器人進(jìn)行完成，而對(duì)于內(nèi)板部位涂布膨脹膠，則是由涂膠機(jī)器人來完成的[3]，另外還有抓取件機(jī)器人、弧焊機(jī)器人等，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于合成件的抓取運(yùn)送包邊、并且人工裝配過程前的物件運(yùn)送，其次還能夠完成門框與門內(nèi)外板的銅焊措施，這些都是在汽車焊接生產(chǎn)線柔性化機(jī)器人的作用體現(xiàn)，通過將機(jī)器人的作用分類的形式，來加強(qiáng)對(duì)于現(xiàn)代機(jī)器人在車門生產(chǎn)線的合理運(yùn)用，配合編號(hào)機(jī)器人制度與機(jī)器人檢查體系，加強(qiáng)對(duì)于現(xiàn)代機(jī)器人的制度管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)于車身精度水平的提升。

2.4 未來汽車焊接生產(chǎn)線柔性化中機(jī)器人的應(yīng)用與發(fā)展方向

以中國(guó)一汽的新特汽車為例，新特汽車試制車間生產(chǎn)線就是由焊裝線、涂裝線以及總裝線所構(gòu)成的，而焊裝線需要高度的機(jī)械化與高度的柔性化才能夠?qū)崿F(xiàn)多種車型的生產(chǎn)，所以對(duì)于相對(duì)倉(cāng)促的時(shí)間，汽車品牌必須從研發(fā)能力、供應(yīng)鏈整合、生產(chǎn)車間以及運(yùn)營(yíng)等多個(gè)方面進(jìn)行著手與優(yōu)化，從而提升現(xiàn)代機(jī)器人的應(yīng)用方式與應(yīng)用措施。新特汽車首款量產(chǎn)車DEV 1將與中國(guó)一汽合作生產(chǎn)，投入了一汽馬自達(dá)全自動(dòng)化生產(chǎn)線，這意味著新特首款量產(chǎn)車會(huì)擁有同級(jí)產(chǎn)品中最強(qiáng)的全自動(dòng)機(jī)器人生產(chǎn)線保障。并且貴安新區(qū)在對(duì)于汽車制造的過程中建立新能源全產(chǎn)業(yè)鏈，通過完善沖壓自動(dòng)化、焊裝自動(dòng)化、涂裝自動(dòng)化以及總裝自動(dòng)化等四大產(chǎn)業(yè)鏈的形式，來實(shí)現(xiàn)汽車生產(chǎn)制造的智能化。所以未來汽車焊接生產(chǎn)線柔性化中現(xiàn)代機(jī)器人的應(yīng)用就應(yīng)該向全自動(dòng)化以及智能化方向發(fā)展，幫助汽車生產(chǎn)工廠實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)[4]。

其次政府在現(xiàn)代機(jī)器人的應(yīng)用上也給予了大力幫助，比如浙江省嘉興市就出臺(tái)了“機(jī)器人+”的行動(dòng)指導(dǎo)方案，從而以政策推動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用與發(fā)展，而在未來汽車焊接生產(chǎn)線柔性化機(jī)器人在應(yīng)用的過程之中會(huì)向高附加值方向轉(zhuǎn)變，加強(qiáng)對(duì)于現(xiàn)代機(jī)器人的智能化技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)線與工業(yè)機(jī)器人的對(duì)接，大幅度提升對(duì)于高端機(jī)器人在汽車焊裝此類精密產(chǎn)業(yè)之中的補(bǔ)助力度，從而實(shí)現(xiàn)“機(jī)聯(lián)網(wǎng)”“廠聯(lián)網(wǎng)”的延伸項(xiàng)目發(fā)展[5]。

在不遠(yuǎn)的未來，汽車焊接生產(chǎn)線柔性化以及汽車制造會(huì)完全實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)化管理與制造，這也意味著現(xiàn)代機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用的數(shù)量上會(huì)逐漸增多，應(yīng)用質(zhì)量會(huì)逐漸提升，其作業(yè)能力也在不斷增強(qiáng)，除了中小批量的焊接作業(yè)之外，現(xiàn)代機(jī)器人還能夠完成大批量的裝備制造作業(yè)，真正將汽車焊接生產(chǎn)線柔性化這一發(fā)展目標(biāo)落實(shí)到位[6]。

3 結(jié)語(yǔ)

在目前我國(guó)的汽車焊裝工業(yè)制造體系的過程之中，需要高度重視現(xiàn)代機(jī)器人在汽車焊接生產(chǎn)線柔性化中的應(yīng)用，明確柔性化的優(yōu)勢(shì)與發(fā)展特點(diǎn)，因?yàn)楝F(xiàn)代機(jī)器人的普遍使用不僅僅是技術(shù)發(fā)展的重要體現(xiàn)，同時(shí)也是汽車制造產(chǎn)業(yè)以及焊接工藝發(fā)展的必要選擇。目前我國(guó)的汽車焊接生產(chǎn)線柔性化中普遍都能夠采用到現(xiàn)代機(jī)器人作業(yè)的方式，但是還存在很大的發(fā)展空間，所以需要通過提升焊接工藝質(zhì)量與精準(zhǔn)程度、明確現(xiàn)代機(jī)器人可應(yīng)用的類型及表現(xiàn)、優(yōu)化焊接的實(shí)際方案以及明確未來汽車焊接生產(chǎn)線柔性化中機(jī)器人的應(yīng)用與發(fā)展方向的方式，加強(qiáng)焊接質(zhì)量控制，促進(jìn)汽車制造行業(yè)科學(xué)技術(shù)提升。