汽車智能制造中機(jī)器人的應(yīng)用

吳闖

摘 要：隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展和自動化水平的不斷提高，機(jī)器人市場的快速發(fā)展是一個良好的機(jī)遇。企業(yè)中的機(jī)器人需求量超過30%，技術(shù)的發(fā)展為智能機(jī)器人的發(fā)展、種群的協(xié)調(diào)與集成的方向、機(jī)器人的生產(chǎn)提供了可靠性的保證。汽車制造商利用機(jī)器人的技術(shù)實現(xiàn)了高技術(shù)、高質(zhì)量、低成本的開發(fā)和實施，機(jī)器人產(chǎn)品上為汽車工業(yè)的發(fā)展注入新的活力。

關(guān)鍵詞：汽車;智能制造;機(jī)器人;應(yīng)用

引言

機(jī)器人是集自動化、機(jī)械、電子、控制、計算機(jī)、傳感器、人工智能等諸多新技術(shù)于一體的大型現(xiàn)代化設(shè)備。多年來，我國汽車零部件生產(chǎn)在工藝、焊接水平上處于領(lǐng)先地位，然而勞動密集、惡劣的工作條件，質(zhì)量提高非常不容易，生產(chǎn)柔性很差，不能滿足現(xiàn)代汽車生產(chǎn)的需求。機(jī)器人的出現(xiàn)為提高自動化生產(chǎn)效能和生產(chǎn)率、生產(chǎn)靈活性提供了保證，同時質(zhì)量也得到保證。

一、機(jī)器人在汽車智能制造中的作用

近年來，機(jī)器人的大型化、生產(chǎn)自動化以及生產(chǎn)效率的提高更加靈活，質(zhì)量也更加有保證，隨著汽車零部件的發(fā)展，焊縫、對接、電弧焊在汽車零部件中得到了廣泛的應(yīng)用。進(jìn)入新世紀(jì)，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將進(jìn)一步發(fā)展和布局。汽車產(chǎn)業(yè)作為國家經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，與科技、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)支撐有著千絲萬縷的聯(lián)系。機(jī)器人高新技術(shù)的性能是汽車工業(yè)發(fā)展的更高目標(biāo)。我相信，在不久的將來，通過我們的共同努力，國內(nèi)汽車工業(yè)機(jī)器人將逐步縮小與國外先進(jìn)技術(shù)的差距，為汽車工業(yè)的發(fā)展帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

二、汽車智能制造中機(jī)器人的應(yīng)用

（一）汽車智能制造中機(jī)器人控制系統(tǒng)的應(yīng)用

傳感器、控制和推進(jìn)是智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)，傳感器變得越來越重要。與早期建造機(jī)器人相比，智能車輛中的激光傳感器和傳感器技術(shù)相對先進(jìn)。這些傳感器可以焊接和定位，具有較強(qiáng)的車輛智能性。機(jī)器人的性能以及進(jìn)一步加強(qiáng)了智能機(jī)器人在汽車工業(yè)中的智能性和控制系統(tǒng)的適應(yīng)性，以及其它許多技術(shù)。目前最先進(jìn)的生產(chǎn)方式不是自動智能化，而是機(jī)器人進(jìn)行高效率的生產(chǎn)。因此，為了進(jìn)一步優(yōu)化控制系統(tǒng)，有必要采用遙控車輛的智能制造技術(shù)。通過智能制造遙控車輛，人們可以在遠(yuǎn)離現(xiàn)場的安全環(huán)境中遠(yuǎn)程監(jiān)控汽車智能制造設(shè)備和汽車智能制造工藝，完成汽車的全面智能化制造。通過對該技術(shù)的優(yōu)化，改進(jìn)了汽車智能制造機(jī)器人的控制技術(shù)，并改進(jìn)了其應(yīng)用領(lǐng)域。

（二）智能汽車制造機(jī)器人的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與優(yōu)化

PLC、計算機(jī)和控制器共同構(gòu)成了汽車智能制造機(jī)器人的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)不僅控制機(jī)器人制造機(jī)器人的行為模式和動作，還控制機(jī)器人自身的輸入和輸出。通過計算機(jī)控制確定工作程序，并根據(jù)示教盒信息生成移動指令，并將指令返回到伺服驅(qū)動器，并且由伺服程序處理移動指令。 電機(jī)和內(nèi)置PLC用于控制機(jī)器人的智能機(jī)器人操作，操作期間控制器的輸出和輸入，以及環(huán)境的模擬，并通過仿真建?？刂仆鈬O(shè)備。 集成的PLC可以執(zhí)行少量自動控制。內(nèi)部控制系統(tǒng)集成和控制其他設(shè)備，完成數(shù)據(jù)的采集和分析、檢測和監(jiān)控操作環(huán)境，并通過采集設(shè)備全面控制操作環(huán)境。制造智能汽車時檢查汽車的智能制造機(jī)器人是否異常。 為了優(yōu)化汽車智能制造機(jī)器人的控制系統(tǒng)，提高其性能，可以提高內(nèi)置PLC技術(shù)在汽車智能控制機(jī)器人控制中的應(yīng)用，增強(qiáng)PLC技術(shù)。

（三）智能汽車制造機(jī)器人軟件控制系統(tǒng)及優(yōu)化

目前，智能車輛制造系統(tǒng)中的KSS和PC系統(tǒng)構(gòu)成了智能車輛制造機(jī)器人的軟件系統(tǒng)，機(jī)器人由軟件系統(tǒng)內(nèi)部控制。軟件控制系統(tǒng)的功能板包括人機(jī)界面，I/O模塊操作，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，長安設(shè)備，電機(jī)驅(qū)動操作和串行通信。在汽車智能制造機(jī)器人的軟件控制系統(tǒng)中，KSS主要控制汽車智能制造機(jī)器人的速度，數(shù)據(jù)和功率，從而KSS通過TCP/IP與PC，進(jìn)行Windows通信。為了優(yōu)化軟件系統(tǒng)，需要調(diào)整系統(tǒng)控制回路和控制器PID的參數(shù)設(shè)置。

三、汽車智能制造中機(jī)器人的發(fā)展趨勢

（一）減少車輛重量的研發(fā)，促進(jìn)車輛的新發(fā)展

減輕整車重量對于降低燃油消耗和保護(hù)環(huán)境非常重要。這是當(dāng)今智能汽車制造業(yè)的一個新的發(fā)展趨勢。 為了減輕重量，不僅要減少結(jié)構(gòu)設(shè)計中材料的重量，還要考慮鋁錳輕合金，陶瓷，碳纖維增強(qiáng)塑料等在智能制造中的應(yīng)用。 汽車對于機(jī)器人過程技術(shù)，該計劃有一個新主題和新挑戰(zhàn)。 無論是鋁錳合金材料還是不同材料之間的工藝，還需要進(jìn)一步的開發(fā)和研究。

（二）點焊質(zhì)量監(jiān)控與管理

之前沒有可靠的自動測試方法來檢查焊點的質(zhì)量。目前，仍然使用人工剝離的測試方法。為此，通過監(jiān)測條件情況來確保結(jié)果被考慮在內(nèi)，仍然是當(dāng)前的研究方向。 新型最佳電阻式電阻焊控制器的工作原理是檢測待焊接工件的二次側(cè)電流和電壓輸入，以及得到與工件金屬熔融狀態(tài)對應(yīng)的阻抗變化值，然后給機(jī)器人反饋控制器。讓其執(zhí)行計算，輸出最佳電流，并在每個點存儲電流，以獲得下一個點的參數(shù)設(shè)置的參考。 該電阻焊接控制可以通過控制過程中飛濺的發(fā)生來確保焊點的質(zhì)量。 同時，它還可以自動管理電極的尖端尺寸。

（三）激光技術(shù)的應(yīng)用和推廣

激光器目前正處于推廣應(yīng)用的過程中。它有其獨特的優(yōu)點：（1）工藝的可焊性可以比差異更深，也可以在不同類型和不同金屬上進(jìn)行。（2）高質(zhì)量是由于激光的高能量密度，激光焊接形成的焊縫具有致密的金相組織和高強(qiáng)度。而且，激光焊接的熱影響區(qū)很小，焊接后工件的變形很小。 （3）易于實現(xiàn)自動化和高生產(chǎn)效率激光焊機(jī)便于與機(jī)器人和數(shù)控工作臺等自動裝置配合使用，實現(xiàn)自動化，提高生產(chǎn)效率。

四、總結(jié)

由于我國龐大的汽車市場，各種國際汽車巨頭紛紛在我國投資建廠，為了擴(kuò)大市場份額和汽車銷售，汽車智能制造商擴(kuò)大或翻新現(xiàn)有設(shè)備或生產(chǎn)線，同時由于汽車制造商的成立，設(shè)備和改造將不可避免地導(dǎo)致相關(guān)組件制造商之間的競爭，因此組件制造商將采取行動擴(kuò)大生產(chǎn)，并且需要越來越多的生產(chǎn)設(shè)備和系統(tǒng)來擴(kuò)大生產(chǎn)和提高效率。降低成本自動化自動化系統(tǒng)的開發(fā)已成為業(yè)界關(guān)注的焦點，因此都需要機(jī)器人的參與才能不斷提高汽車生產(chǎn)工藝。

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