李想

摘要：在汽車(chē)生產(chǎn)的四個(gè)過(guò)程和關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)過(guò)程中都在使用工業(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人因其安全、高效、節(jié)約成本、易于管理等特點(diǎn)，在汽車(chē)生產(chǎn)工業(yè)中起著重要的作用。簡(jiǎn)要介紹了工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)生產(chǎn)工業(yè)中的應(yīng)用，并在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中考慮了工業(yè)機(jī)器人的不足。希望工業(yè)機(jī)器人能更好地為汽車(chē)生產(chǎn)行業(yè)服務(wù)，更好地適應(yīng)當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展。

Abstract： Industrial robots are used in the four processes of automobile production and the production of key components. Industrial robots play an important role in the automotive production industry because of their safety， high efficiency， cost savings， and ease of management. The application of industrial robots in the automobile production industry is briefly introduced， and the shortcomings of industrial robots are considered in the actual production process. It is hoped that industrial robots can better serve the automobile production industry and better adapt to the current social development.

關(guān)鍵詞：汽車(chē)生產(chǎn)行業(yè);工業(yè)機(jī)器人;應(yīng)用

Key words： automotive industry;industrial robots;applications

0 ?引言

機(jī)器人是一種適用于現(xiàn)代制造的綜合自動(dòng)化設(shè)備，如機(jī)械、電氣、電子、計(jì)算機(jī)、控制、傳感器、人工智能等。目前，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展非常迅速，技術(shù)也非常成熟。已廣泛應(yīng)用于汽車(chē)生產(chǎn)、航天、金屬加工、電子、礦山等行業(yè)，可替代焊接、裝卸、堆放、噴涂、裝配、檢測(cè)等手動(dòng)操作功能。在工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域，機(jī)器人在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用占整個(gè)市場(chǎng)份額的60%以上。隨著機(jī)器人在我國(guó)的實(shí)施，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展和應(yīng)用也提出了更高的要求。因此，了解工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)、功能及其在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用具有十分重要的意義。

1 ?工業(yè)機(jī)器人概述

1.1 工業(yè)機(jī)器人的組成

從機(jī)器人的結(jié)構(gòu)上看，它主要包括主體、控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，如手、手腕和手臂都有一定的自由度。機(jī)器人的手部通常有4到7個(gè)自由度;機(jī)器人的腕部有2到3個(gè)自由度;機(jī)器人的臂部有4到5個(gè)自由度。

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由兩部分組成，即動(dòng)力機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)裝置。

主要設(shè)備包括計(jì)算機(jī)控制、傳感器接口控制、顯示盒控制、軸控控制和各種輔助設(shè)備控制。

該傳感器具有與人的聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué)等多種感官功能相似的功能，既能感知和控制機(jī)器人的運(yùn)行速度，又能控制機(jī)器人的位置和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。在控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，輔助裝置也起到控制作用。

各設(shè)備獨(dú)立運(yùn)行，互不干擾，但具體操作可相互限制，并在協(xié)調(diào)中進(jìn)行調(diào)整，使機(jī)器人達(dá)到自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。

1.2 工業(yè)機(jī)器人采用的控制方式

在工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際操作中，通常需要通過(guò)機(jī)器人傳感器的動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)周邊信息的獲取。在基本接收完成后，及時(shí)將相應(yīng)的信息發(fā)送給控制系統(tǒng)。在操作階段，控制系統(tǒng)可以及時(shí)地分析操作指令。通過(guò)相關(guān)指令，機(jī)器人能夠完成相應(yīng)的操作并在智能系統(tǒng)中操作，這反映了對(duì)環(huán)境的強(qiáng)烈適應(yīng)性。工業(yè)機(jī)器人可以使用觸覺(jué)控制，使得當(dāng)機(jī)器人處于實(shí)際運(yùn)行階段時(shí)，可以穩(wěn)定地提高使用效率，大大提高了精度，保證了操作過(guò)程的安全性。機(jī)器人可以與周?chē)h(huán)境接觸。在特定的接觸中，通常感覺(jué)到觸覺(jué)。同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的有效協(xié)調(diào)，并產(chǎn)生對(duì)自動(dòng)控制過(guò)程的積極影響。工業(yè)機(jī)器人借助于智能教學(xué)的基本手段，在行為和動(dòng)作方面根據(jù)具體的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行實(shí)際動(dòng)作，獲取相關(guān)的狀態(tài)和位置信息，從而進(jìn)行更科學(xué)的控制。在位置控制中，機(jī)器人一般處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，只有能夠保證狀態(tài)，才能進(jìn)行科學(xué)、智能的操作，更清楚地顯示目標(biāo)與目標(biāo)之間的距離，可以選擇最佳道路的基礎(chǔ)工作。

1.3 工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)

1.3.1 為企業(yè)節(jié)約生產(chǎn)成本

與傳統(tǒng)的人工不同，機(jī)器人是不需要吃飯和休息的機(jī)器。它們可以整天工作。例如，如果將產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到輸送機(jī)上，則需要幾名甚至數(shù)十名員工進(jìn)行手動(dòng)操作。與機(jī)器人不同，一個(gè)人可以控制一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)器來(lái)完成操作，從而節(jié)省了企業(yè)的人工成本，并且機(jī)器人的操作比工人的操作更順暢。當(dāng)一個(gè)人連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)了，他會(huì)失去理智并犯錯(cuò)，而機(jī)器人則不會(huì)。

1.3.2 高效的生產(chǎn)效率

由于機(jī)械手是固定的，編程是固定的，生產(chǎn)產(chǎn)品所需的時(shí)間也是固定的。由于工人的技術(shù)水平不同，效率沒(méi)有差別。由于自身存在的問(wèn)題，產(chǎn)品質(zhì)量不同，產(chǎn)品收率低，造成原材料的浪費(fèi)。但是機(jī)器人不會(huì)，因?yàn)樗鼈兊某善繁热烁行?，更有利于企業(yè)。

1.3.3 具有較高的安全系數(shù)

由于大多數(shù)企業(yè)要求員工夜班，夜班向員工的轉(zhuǎn)變可能導(dǎo)致因疲勞或粗心造成的工業(yè)事故。該問(wèn)題在使用機(jī)器人時(shí)不會(huì)發(fā)生，并且可以安全地生產(chǎn)該產(chǎn)品。然而，一些工作更危險(xiǎn)，例如采礦業(yè)。機(jī)器人的操作更加準(zhǔn)確、穩(wěn)定、安全，確保了員工的人身安全，大大降低了人員傷亡的可能性。

1.3.4 便于企業(yè)管理

公司的員工在家里不可避免地會(huì)出現(xiàn)身體不適或緊急情況，甚至有些員工會(huì)偷偷摸摸地欺騙，從而難以確保日常生產(chǎn)。企業(yè)引入機(jī)器人后，員工人數(shù)可以減少，機(jī)器人不存在上述問(wèn)題，機(jī)器人的使用給企業(yè)的管理帶來(lái)了方便。

2 ?工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 焊接機(jī)器人在汽車(chē)中的應(yīng)用

在機(jī)器人焊接過(guò)程中，焊接過(guò)程的計(jì)劃直接影響車(chē)身的質(zhì)量和性能。工業(yè)機(jī)器人工作者可以解決諸如工業(yè)機(jī)器人之類(lèi)的問(wèn)題，安裝合適的焊接工具，并運(yùn)行最合適的過(guò)程，以確保機(jī)器在點(diǎn)焊過(guò)程中插入點(diǎn)焊錯(cuò)誤，提高點(diǎn)焊精度并改善點(diǎn)焊結(jié)果。汽車(chē)車(chē)身的電弧焊也可以通過(guò)進(jìn)線實(shí)現(xiàn)。機(jī)器人配備有高精度傳感器，并且機(jī)器人的工作由計(jì)算機(jī)控制。路徑和軌跡可用于機(jī)器人的圓弧插補(bǔ)和線性插補(bǔ)。它具有插值特性，電弧焊和線性焊可以達(dá)到更好的焊接效果。

2.2 搬運(yùn)機(jī)器人在汽車(chē)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)汽車(chē)制造商在生產(chǎn)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，由于其復(fù)雜的加工技術(shù)，極其復(fù)雜的形狀，對(duì)尺寸精度的要求高，普遍使用CNC加工中心等特點(diǎn)。但是，數(shù)控加工中心的缺點(diǎn)是工件在工作臺(tái)上的定位精度較高，機(jī)床操作人員的素質(zhì)較高。因此，在傳統(tǒng)的生產(chǎn)線中，由于操作人員的缺乏引起的一些操作誤差，影響了企業(yè)的生產(chǎn)。使用機(jī)器人搬運(yùn)工件后，由于可靠性好，幾乎完全可以避免這種情況，大大提高了生產(chǎn)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，移動(dòng)和運(yùn)輸機(jī)器人可以完成使用多個(gè)人完成的工作。隨著中國(guó)勞動(dòng)力成本的提高，機(jī)器人在節(jié)約成本方面的優(yōu)勢(shì)將逐漸變得明顯。

2.3 裝配機(jī)器人汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)汽車(chē)制造商現(xiàn)在在其汽車(chē)裝配線中增加了機(jī)器人，同時(shí)提高了效率，精度和勞動(dòng)強(qiáng)度。特別是在裝配機(jī)器人如風(fēng)擋密封條、汽車(chē)儀表板等中發(fā)揮重要作用，具有多個(gè)高精度的裝配要求，大大提高了裝配效率和質(zhì)量。

2.4 噴涂機(jī)器人在汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用

汽車(chē)本身的噴涂工作對(duì)操作人員來(lái)說(shuō)是非常繁重和危險(xiǎn)的，企業(yè)將放棄人工選擇，使用機(jī)器人來(lái)完成這項(xiàng)工作。在汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中，涉及各種機(jī)器人，需要大量的機(jī)器人。機(jī)器人在汽車(chē)制造中的作用是不可替代的。

3 ?工業(yè)機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用中遇到的問(wèn)題

3.1 不同品牌之間不匹配

主流機(jī)器人制造商有各自的標(biāo)準(zhǔn)，彼此之間無(wú)法溝通，這為機(jī)器人的發(fā)展帶來(lái)了巨大的阻礙。

3.2 設(shè)計(jì)人員沒(méi)有將機(jī)器實(shí)際的工作環(huán)境考慮在內(nèi)

由于同一機(jī)器人可以應(yīng)用于不同的領(lǐng)域，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中沒(méi)有充分考慮到這種關(guān)系。同一機(jī)器人應(yīng)用于汽車(chē)制造業(yè)，另一機(jī)器人應(yīng)用于化工行業(yè)。由于工作環(huán)境的不同，化工公司的機(jī)器人與腐蝕性化學(xué)品的接觸時(shí)間已很長(zhǎng)，兩個(gè)機(jī)器人的原始使用壽命為20年，化學(xué)公司機(jī)器人的使用壽命縮短，可縮短至15年。機(jī)器人在汽車(chē)制造企業(yè)的使用壽命仍在20年。

4 ?結(jié)論

由此看來(lái)，工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用具有十分重要的意義。同時(shí)，在現(xiàn)實(shí)生活中，節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適和智能通信已成為汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)，并且是汽車(chē)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。隨著人們對(duì)環(huán)境的高度重視，對(duì)高性能，高環(huán)保和高安全性的汽車(chē)的研究已成為重要的課題。減輕汽車(chē)重量就是汽車(chē)健康，這是減少燃油消耗和排放的有效可行的方法之一。為了實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化的設(shè)計(jì)，必須注意高強(qiáng)度鋼，輕量化材料，復(fù)合材料，工程塑料等材料，然后運(yùn)用現(xiàn)代制造技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)輕量化汽車(chē)的目標(biāo)。

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