淺談機(jī)器人系統(tǒng)在汽車車身制造技術(shù)中的應(yīng)用

盧友龍

摘要：智能時(shí)代的飛速發(fā)展的背景下，機(jī)器人焊接技術(shù)迅速的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，尤其在汽車工業(yè)中已十分普及。對(duì)汽車車身制造來說是一個(gè)巨大的革命，開拓了汽車車身制造新的發(fā)展方向。應(yīng)用焊接機(jī)器人技術(shù)可以高效的處理汽車車身制造需要裝配對(duì)接的工藝，可以在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)換需要的裝配技術(shù)，發(fā)揮機(jī)器人的智能性和靈活性，提高汽車車身制造的質(zhì)量。本文研究了機(jī)器人在汽車車身制造技術(shù)中的多種應(yīng)用模式及發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人系統(tǒng)；汽車車身；應(yīng)用

一、汽車車身焊接機(jī)器人的基本組成

焊接機(jī)器人系統(tǒng)是具有一套空間自由度高、運(yùn)動(dòng)軌跡靈活多變、控制精度高、智能且自動(dòng)化程度高的機(jī)械機(jī)構(gòu)。擁有高效的運(yùn)動(dòng)特性，能夠處理各種焊接作業(yè)，設(shè)備的動(dòng)作精度高，并且可以反復(fù)執(zhí)行效率高。因此將焊接機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于汽車車身制造是必然的選擇，是柔性化生產(chǎn)的基本特征需求。汽車車身焊接機(jī)器人系統(tǒng)是由焊接型智能機(jī)器人主體機(jī)械結(jié)構(gòu)、遠(yuǎn)程操控器、工裝轉(zhuǎn)換接觸器、工裝轉(zhuǎn)回操作支架、可升降支座以及內(nèi)部第七軸等多個(gè)部分組成。機(jī)器人系統(tǒng)具有靈活的組裝形式，可以針對(duì)不同的焊接作業(yè)。選擇焊接機(jī)器人的型號(hào)時(shí)需要考慮機(jī)器人的基本功能，適應(yīng)環(huán)境，加工精度，以及各項(xiàng)硬性指標(biāo)，尺寸大小，運(yùn)動(dòng)的軌跡和覆蓋面并選擇性價(jià)比較高的機(jī)器人來滿足工藝的需求。智能機(jī)器人提供人工編程的方式來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的操作，也可以利用控制器來對(duì)機(jī)器人進(jìn)行手動(dòng)操作，具有較好的功能延展性。

二、智能機(jī)器人復(fù)合應(yīng)用技術(shù)

（一）機(jī)器人在汽車車身涂膠與激光遙控監(jiān)測(cè)技術(shù)中的應(yīng)用

膠接技術(shù)在汽車車身涂膠中被廣泛應(yīng)用，采用復(fù)合機(jī)器人的涂膠系統(tǒng)能極大地提升車身的剛度和強(qiáng)度性能，以及密封減震性能。同時(shí)滿足不同類型膠的不同的部位、不同的涂膠形狀的涂膠，提高涂膠的質(zhì)量，對(duì)于特殊膠型可以實(shí)現(xiàn)精確的控制，提高涂膠速度。

視覺性直觀檢測(cè)技術(shù)擁有足夠的檢測(cè)范圍，不需要直接接觸工件表面、能夠?qū)崿F(xiàn)快速方便的觀察同時(shí)也具備有極高的精度等良好的特性。可以充分的檢測(cè)汽車車身生產(chǎn)的誤差，提高了汽車的質(zhì)量保證，并能夠使制造工藝更加快速高效。將機(jī)器視覺系統(tǒng)與機(jī)器人技術(shù)融合，運(yùn)用機(jī)器人帶動(dòng)視覺檢測(cè)，能夠方便檢測(cè)位置的精確定位。該技術(shù)在汽車車身制造中被廣泛應(yīng)用，例如對(duì)車門蓋組裝、前身切削焊接、車體后部尾燈部位的檢測(cè)。傳統(tǒng)焊接作業(yè)過程中，車身的尾燈的定位采用的是沖壓工藝，定位的偏差較大造成車燈的安裝實(shí)際效果極差。

（二）機(jī)器人系統(tǒng)在汽車車身沖鉚技術(shù)與激光焊接技術(shù)中的應(yīng)用

為了提高汽車車身人工連接的質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。將機(jī)器人系統(tǒng)與沖鉚技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)不同程序和不同螺母快速的抓拾和轉(zhuǎn)換，提高了鉚接的精度。對(duì)于車身中重多鋁合金的連接，能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的高效生產(chǎn)，也降低了焊裝設(shè)備的投資與焊接需求。

通常汽車車身制造對(duì)焊接的位置精度要求甚高，傳統(tǒng)焊接設(shè)備難以控制位置精度。結(jié)合機(jī)器人技術(shù)可以有效的解決傳統(tǒng)激光焊接位置精度不高的問題。將激光作為高強(qiáng)度的焊接熱源，機(jī)器人則實(shí)現(xiàn)汽車車身焊接工藝的動(dòng)作。激光焊接設(shè)備是由噴射激光頭、光線傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)和焊接調(diào)整等多個(gè)結(jié)構(gòu)組成。機(jī)器人的選擇上也不能是一般的機(jī)器人而需要絞臂型焊裝機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)。

（三）智能機(jī)器人在汽車車體點(diǎn)焊工藝中的運(yùn)用

在汽車車身制造中的生產(chǎn)工藝中，點(diǎn)焊對(duì)接工藝是必不可少的環(huán)節(jié)，是整個(gè)制造工序的主導(dǎo)操作。隨著汽車車身混合材料運(yùn)用逐漸成為市場(chǎng)的主流，焊裝要求更要適應(yīng)不同的材質(zhì)，諸如鍍鋅板、高強(qiáng)鋼或者多層鋼板的復(fù)雜組成結(jié)構(gòu)的焊接。汽車車身的制造越來越離不開機(jī)器人。運(yùn)用機(jī)器人系統(tǒng)極大的提高了汽車流線作業(yè)中的效率，能夠降低焊接作業(yè)的生產(chǎn)節(jié)拍，極大的減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且可實(shí)現(xiàn)豐富多樣的混流汽車生產(chǎn)。通常將機(jī)器人以總線集群控制的方式并入到整個(gè)控制的通信系統(tǒng)當(dāng)中。用工裝快速轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)焊鉗的轉(zhuǎn)換，有效的適應(yīng)汽車車身混流作業(yè)中的各種點(diǎn)焊工藝。

（四）智能機(jī)器人在汽車車體壓合工藝中的運(yùn)用

高質(zhì)量的汽車生產(chǎn)工藝中對(duì)壓合技術(shù)的要求甚高，占有不可替代的作用。常見的壓合技術(shù)往往是運(yùn)用模具或者是壓機(jī)，生產(chǎn)模具或者采用壓機(jī)需要大量的成本，且壓機(jī)工作中占用面積過大。將機(jī)器人與壓合技術(shù)融合產(chǎn)生了機(jī)器人滾邊壓合新技術(shù)，則可以有效的解決上述問題。把壓合滾輪用特殊的機(jī)構(gòu)與機(jī)器人組裝在一起，保證一定的焊接壓力能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)汽車天窗頂蓋、四門兩蓋的壓合方式連接。滿足汽車車身制造中壓合工藝的需求。相較于傳統(tǒng)的壓合工藝，不僅具有極高的生產(chǎn)效率，同時(shí)能夠適應(yīng)多品種車型的壓合工藝，并且極大的減少了汽車車身制造的成本投入，安全可靠且應(yīng)用性強(qiáng)滿足不同車型的不同種類的涂膠作業(yè)要求，對(duì)于特殊膠型同樣能夠高精度的完成，保證汽車車身的生產(chǎn)質(zhì)量。

三、結(jié)語

綜上所述，針對(duì)汽車車身制造的批量生產(chǎn)、品種多樣、需要高效率生產(chǎn)以及對(duì)汽車車身的高質(zhì)量要求等特點(diǎn)。焊接機(jī)器人系統(tǒng)能夠結(jié)合各種技術(shù)復(fù)合運(yùn)用于汽車車身制造中。充分的展現(xiàn)了機(jī)器人的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，因此獲得了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展取得了良好的效果。本文介紹了將機(jī)器人技術(shù)與激光焊接、壓合技術(shù)、點(diǎn)焊技術(shù)、激光在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的復(fù)合應(yīng)用技術(shù)，介紹了機(jī)器人在汽車車身制造中所具有的柔性特征，發(fā)揮了機(jī)器人的高效率、高精度和靈活的技術(shù)特點(diǎn)，滿足了汽車車身制造的相關(guān)要求，這對(duì)于汽車制造是一種新的高效生產(chǎn)革命。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：長(zhǎng)安福特汽車有限公司杭州分公司）