工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)智能制造生產(chǎn)線(xiàn)中的應(yīng)用

高宗輝 潘希友 李克龍

[摘? ? 要]近年來(lái)，國(guó)內(nèi)汽車(chē)制造行業(yè)飛速發(fā)展，怎樣提升生產(chǎn)精度和工作效率，受到了越來(lái)越多汽車(chē)廠商的關(guān)注。在科技發(fā)展的支持下，在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，投入工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車(chē)制造行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)內(nèi)容之一。工業(yè)機(jī)器人有著空間體積更小，利用性能更高，能夠適應(yīng)各種工作環(huán)境，有效提高生產(chǎn)效率與生產(chǎn)精度的優(yōu)勢(shì)。因此，在汽車(chē)制造行業(yè)中得到了廣泛引用，提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。工業(yè)機(jī)器人具有極高的智能性，能夠滿(mǎn)足多個(gè)領(lǐng)域的生產(chǎn)工作，包括搬運(yùn)、噴漆、焊接、組裝等方面。對(duì)現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人運(yùn)用的優(yōu)勢(shì)以及現(xiàn)狀進(jìn)行概述，探究工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)智能制造生產(chǎn)線(xiàn)上的運(yùn)用。

[關(guān)鍵詞]工業(yè)機(jī)器人;智能制造;汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)

[中圖分類(lèi)號(hào)]TP242.2 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）04–000–03

Application of industrial Robots in Automotive

intelligent Manufacturing Production Lines

Gao Zong-hui，Pan Xi-you，Li Ke-long

[Abstract]With the rapid development of the domestic automobile manufacturing industry in recent years， more and more automobile manufacturers have paid attention to how to improve production accuracy and work efficiency. With the support of scientific and technological development， in the production process， investing in industrial robots has become one of the key content of the development of modern automobile manufacturing industry. Now industrial robots have smaller space， higher utilization performance， and can effectively adapt to various working environments. ， The advantage of effectively improving production efficiency and production accuracy. Therefore， it has been widely cited in the automobile manufacturing industry， effectively improving the economic benefits of enterprises. And industrial robots are highly intelligent and can meet production tasks in multiple fields， including handling， painting， welding， assembly and so on. The article provides an overview of the advantages and status quo of the application of modern industrial robots， and explores the application of industrial robots in the production line of automobile intelligent manufacturing.

[Keywords]industrial robot; intelligent manufacturing; automobile production line

隨著近幾年國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)于汽車(chē)需求量也逐步增加，增大了汽車(chē)行業(yè)的銷(xiāo)量。使得國(guó)內(nèi)汽車(chē)制造行業(yè)迎來(lái)一個(gè)飛速發(fā)展階段，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)變得極其劇烈，汽車(chē)制造業(yè)迎來(lái)各種各樣的改革，更高的人性化、智能化要求，更優(yōu)的性?xún)r(jià)比，各方面的因素為汽車(chē)制造帶來(lái)了全新的挑戰(zhàn)。在這樣的時(shí)代背景下，工業(yè)機(jī)器人因?yàn)楦咝詢(xún)r(jià)比，智能化、更高的工作性能等優(yōu)勢(shì)，而被汽車(chē)制造企業(yè)逐漸重視，并在智能生產(chǎn)線(xiàn)上得到了有效的運(yùn)用。

1 工業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)狀

1.1 發(fā)展現(xiàn)狀

機(jī)器人的定義是多功能智能操作設(shè)備，具有高精度控制能力，且可編程。能夠用于加工、搬運(yùn)等多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。而工業(yè)機(jī)器人的定義更側(cè)重于工業(yè)領(lǐng)域使用的現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)機(jī)械。包括機(jī)械手臂、自動(dòng)加工中心等，主要被應(yīng)用在工廠自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)集成制造等方面。歐洲與日本對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的研究處于世界領(lǐng)先地位。20世紀(jì)80年代，國(guó)內(nèi)剛開(kāi)始對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行研發(fā)，經(jīng)過(guò)眾多學(xué)者多年以來(lái)的不懈努力，終于催生眾多具有技術(shù)實(shí)力的科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)。

1.2 工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用原因

（1）能夠有效降低企業(yè)的人工成本。通常來(lái)說(shuō)，汽車(chē)制造業(yè)的工作者薪酬因年限的增長(zhǎng)而不斷提高，而機(jī)器人的成本近乎于一次付清，后期只需要較少的維護(hù)費(fèi)用。由此可明顯比對(duì)出兩者的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）機(jī)器人具有更高的工作質(zhì)量，更廣泛的適用領(lǐng)域，能夠有效適應(yīng)惡劣工作條件，保障生產(chǎn)安全。很多工作項(xiàng)目會(huì)在一定程度上對(duì)員工的身體健康造成影響。但機(jī)器人并不需要考慮這個(gè)問(wèn)題，可以長(zhǎng)期不間斷進(jìn)行工作，并且能夠適應(yīng)各種工作內(nèi)容。

（3）在汽車(chē)生產(chǎn)的一線(xiàn)工作中，工作內(nèi)容極為單調(diào)，員工難免會(huì)出現(xiàn)精神上的乏味，繼而厭煩工作，導(dǎo)致工作效率下降。但機(jī)器人能夠不斷地精準(zhǔn)地執(zhí)行相同的內(nèi)容，提升了工作質(zhì)量，規(guī)避人工失誤。

1.3 工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

隨著科學(xué)技術(shù)水平的飛速提升，現(xiàn)階段的工業(yè)機(jī)器人也得到了極大的發(fā)展，基于各種外界感知與控制系統(tǒng)的配備，通過(guò)機(jī)器人智能化系統(tǒng)集成技術(shù)，能夠有效地實(shí)現(xiàn)智能無(wú)人化操作，利用機(jī)械來(lái)取替人工，提高制造行業(yè)工作質(zhì)量與生產(chǎn)效率，提高企業(yè)的自動(dòng)化水平?，F(xiàn)階段已經(jīng)有不少一線(xiàn)工人被工業(yè)機(jī)器人取代，這些工人轉(zhuǎn)為對(duì)設(shè)備的維修養(yǎng)護(hù)工作。在人力成本越來(lái)越高的背景下，機(jī)械取替人工的趨勢(shì)越來(lái)越明顯，這也是科技進(jìn)步的必然發(fā)展。使用人工，需要投入大量的成本，做好相應(yīng)安全保障，并且員工工作能力還存在差異，工人流動(dòng)性較大，可能會(huì)造成用工荒的問(wèn)題，對(duì)工廠帶來(lái)相應(yīng)的損失。通過(guò)運(yùn)用工業(yè)機(jī)器人能夠有效解決這些問(wèn)題，對(duì)于機(jī)器人所需要投入的成本主要是制造與維護(hù)。這部分成本相較于長(zhǎng)久生產(chǎn)而言較少。同時(shí)機(jī)器人的工作效率更高，無(wú)需休息，做好科學(xué)的維護(hù)工作，可以保證機(jī)器人的長(zhǎng)時(shí)間工作狀態(tài)。在一些惡劣的工作條件中，機(jī)器人具有更好的工作性能。例如：高海拔工作環(huán)境，普通人由于呼吸受到影響，工作效率大幅降低。或者深海作業(yè)、高空作業(yè)、有毒有害環(huán)境作業(yè)，這些都會(huì)對(duì)工人造成極大的生命安全威脅。但是工業(yè)機(jī)器人能克服這些問(wèn)題，即使在惡劣的工作環(huán)境下，依舊有著良好的工作效率，幾乎不會(huì)受到外界因素影響。即使發(fā)生意外，導(dǎo)致了機(jī)器人受損，只要將設(shè)備進(jìn)行回收，更換其中損壞的部件，便可重新投入使用。相比于人工來(lái)說(shuō)，免去了經(jīng)濟(jì)糾紛的隱患，也大幅節(jié)約了成本，提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。由此可知，對(duì)汽車(chē)制造企業(yè)機(jī)器人的運(yùn)用具有極大的優(yōu)勢(shì)。

2 工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)特點(diǎn)

2.1 較高的靈活度

工業(yè)機(jī)器人能夠有效地應(yīng)用在各種生產(chǎn)工作當(dāng)中，只需要針對(duì)性進(jìn)行一些微小的改動(dòng)與調(diào)整，就能夠有效地投入到工作崗位當(dāng)中。相比于以前在汽車(chē)生產(chǎn)行業(yè)中所運(yùn)用的焊接機(jī)，現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人具有更高的靈活性，具有多變的適應(yīng)性。以往的焊接機(jī)一般情況下只可以完成某一種固定類(lèi)型汽車(chē)生產(chǎn)制造。而現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人能夠改變內(nèi)部程序與使用工具來(lái)滿(mǎn)足各類(lèi)汽車(chē)的加工制造需求。因此，現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人能夠取代傳統(tǒng)焊接機(jī)的使用，推動(dòng)汽車(chē)制造行業(yè)的生產(chǎn)加工與時(shí)代相符，變得更加高效。

2.2 更高的工作效率

使用工業(yè)機(jī)器人的最大好處是能夠?qū)⒁酝?chē)制造行業(yè)中所存在的各種不足進(jìn)行彌補(bǔ)改進(jìn)。例如：對(duì)于一些尺寸較大，質(zhì)量較高的汽車(chē)零部件，傳統(tǒng)采用人工搬運(yùn)的方式，效率極低，且存在危險(xiǎn)性，容易對(duì)員工和零件造成傷害，通過(guò)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行搬運(yùn)能夠有效解決該問(wèn)題，工業(yè)機(jī)器人的最大承重能夠達(dá)到1 t，只要預(yù)先完成充電，機(jī)器人便可以進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的不間斷工作，有效地提升汽車(chē)制造行業(yè)的生產(chǎn)效率。

3 在汽車(chē)制造行業(yè)的運(yùn)用

3.1 零部件搬運(yùn)工作

工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)制造行業(yè)當(dāng)中最基礎(chǔ)的應(yīng)用方式就是汽車(chē)零件的搬運(yùn)與組裝。通過(guò)為機(jī)器人安裝適合的搬運(yùn)工具，如法蘭盤(pán)抓放工具，機(jī)器人便可在程序的控制下，自動(dòng)運(yùn)行到規(guī)定位置，進(jìn)行零件運(yùn)輸。工業(yè)機(jī)器人的搬運(yùn)操作具有精準(zhǔn)且迅速的優(yōu)勢(shì)，工作完成的更加高效，且不會(huì)傷害零件。另外在實(shí)際工作當(dāng)中，工作人員還可以針對(duì)汽車(chē)零件特點(diǎn)，選擇各種抓取工具，滿(mǎn)足各種汽車(chē)零件的運(yùn)輸工作，提高汽車(chē)生產(chǎn)的工作效率。

3.2 車(chē)體的焊接處理

工業(yè)機(jī)器人還能應(yīng)用在車(chē)體焊接處理當(dāng)中，一般來(lái)說(shuō)，車(chē)體焊接主要運(yùn)用電焊與弧焊兩種工作方式，是汽車(chē)焊接處理的重要工作內(nèi)容，執(zhí)行水平會(huì)對(duì)整體焊接工作的質(zhì)量造成影響。因此，應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人在執(zhí)行汽車(chē)焊接處理時(shí)，需要具體編寫(xiě)相應(yīng)的焊接工作程序，并將其安裝到機(jī)器人的智能系統(tǒng)中，為機(jī)器人配備相應(yīng)的焊接工具，就可以投入焊接工作。在實(shí)際工作中，機(jī)器人能夠有效地執(zhí)行各類(lèi)焊接操作，例如，點(diǎn)焊處理，因?yàn)闄C(jī)器人優(yōu)秀的工作精準(zhǔn)度，能夠減少點(diǎn)焊處理中的誤差，提升工作質(zhì)量;在弧焊處理過(guò)程中，通過(guò)配備智能傳感器，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人智能結(jié)合路徑，完成標(biāo)準(zhǔn)的弧焊處理。另外，機(jī)器人還可以通過(guò)直線(xiàn)、圓弧插補(bǔ)的方式有效融合直、弧焊接技術(shù)，保證高水平的焊接處理。

3.3 車(chē)體噴漆和涂膠工作

在汽車(chē)噴漆處理當(dāng)中，機(jī)器人重點(diǎn)負(fù)責(zé)汽車(chē)外觀噴漆以及連接部位的涂膠工作。具體應(yīng)用時(shí)，專(zhuān)項(xiàng)編寫(xiě)噴漆程序，安裝到機(jī)器人的系統(tǒng)當(dāng)中，配備對(duì)應(yīng)的噴漆工具。機(jī)器人便能夠結(jié)合對(duì)應(yīng)程序完成汽車(chē)的噴漆處理，并且根據(jù)車(chē)型的改變更換噴漆工具。在噴漆工作中運(yùn)用機(jī)器人，有效地提升噴漆處理的質(zhì)量與效率，并且不存在人為失誤，噴涂更加均勻。而且，部分噴漆工作會(huì)一定程度上對(duì)人體造成危害，通過(guò)工業(yè)機(jī)器人的使用，能夠有效提高工作的安全性。此外，為工業(yè)機(jī)器人更換對(duì)應(yīng)的噴涂工具，還可以有效地完成各個(gè)連接部位的涂膠處理。一些優(yōu)質(zhì)的機(jī)器人，甚至可以自動(dòng)判斷車(chē)體材料，智能選膠并進(jìn)行涂抹。

3.4 汽車(chē)整體裝配

在汽車(chē)整體裝配工作當(dāng)中，工業(yè)機(jī)器人也有著極大的應(yīng)用。相比于其他工業(yè)機(jī)器人而言，裝配機(jī)器人的專(zhuān)業(yè)性更強(qiáng)，具有更加精準(zhǔn)的工作能力，可以適應(yīng)多種工作條件。近年，隨著汽車(chē)行業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)于生產(chǎn)制造的標(biāo)準(zhǔn)也逐漸提高。每輛汽車(chē)都是通過(guò)眾多部件共同構(gòu)成，并且安裝較為繁瑣，僅憑借人工進(jìn)行安裝無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)的需求。通常一輛汽車(chē)的裝配涵蓋了車(chē)燈、車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)、儀表、電池、座椅等部件。通過(guò)裝配機(jī)器人的運(yùn)用，能夠有效提升裝配的精度與效率，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.5 汽車(chē)的驗(yàn)收工作

零件生產(chǎn)、車(chē)體焊接、噴漆處理以及整體裝配就是汽車(chē)制造的主要流程，至此便完成了汽車(chē)的生產(chǎn)。但要想將汽車(chē)正式進(jìn)行銷(xiāo)售，還需要一項(xiàng)重要的環(huán)節(jié)，就是對(duì)汽車(chē)性能質(zhì)量的檢驗(yàn)，確保汽車(chē)的安全性，給予用戶(hù)可靠的保障。因此，在汽車(chē)正式出廠前一定要做好檢驗(yàn)工作。該環(huán)節(jié)重點(diǎn)驗(yàn)收汽車(chē)的安全性能，該工作具有極高的危險(xiǎn)性，所以要盡可能地降低人力的使用，以免安全事故的發(fā)生。此時(shí)工業(yè)機(jī)器人安全性的優(yōu)勢(shì)就顯得極為顯著，例如KUKA類(lèi)型的機(jī)器人，應(yīng)用在汽車(chē)性能檢驗(yàn)當(dāng)中，有兩個(gè)功能，分別是測(cè)驗(yàn)操控與圖像傳感，這兩項(xiàng)功能相互輔助進(jìn)行操作，先是獲取測(cè)試對(duì)象的圖像信息，并與規(guī)范零件進(jìn)行智能分析對(duì)比，進(jìn)而完成對(duì)零件安全性能的檢驗(yàn)。另外，還有專(zhuān)項(xiàng)進(jìn)行碰撞實(shí)驗(yàn)的碰撞機(jī)器人，能夠?qū)?chē)體遭受沖擊進(jìn)行模擬測(cè)試。在這之中，機(jī)器人可以自動(dòng)對(duì)車(chē)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)宏觀調(diào)控，從而判斷出在沖擊發(fā)生時(shí)，可以將傷害降到最小的方式。并且高效地對(duì)車(chē)內(nèi)受撞擊情況進(jìn)行記錄，制造廠商通過(guò)對(duì)以上信息的整理研究，針對(duì)性地改進(jìn)汽車(chē)性能，有效提高汽車(chē)的使用質(zhì)量，具有更高的安全保障。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展越來(lái)越快，社會(huì)對(duì)于汽車(chē)的需求量也逐漸提升，擴(kuò)大了汽車(chē)的銷(xiāo)售市場(chǎng)。汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的有效運(yùn)用，能夠提升生產(chǎn)效率，滿(mǎn)足市場(chǎng)行業(yè)的需求?；诠I(yè)機(jī)器人的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)以及智能管理效果，能夠滿(mǎn)足各個(gè)工序的加工需求，提高企業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)質(zhì)量。因此，將工業(yè)機(jī)器人運(yùn)用在汽車(chē)智能制造生產(chǎn)線(xiàn)能夠極大地促進(jìn)行業(yè)發(fā)展，提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)國(guó)內(nèi)汽車(chē)制造行業(yè)水平更上一層樓。

參考文獻(xiàn)

[1] 張志梅，王國(guó)修.試析汽車(chē)智能制造中機(jī)器人的應(yīng)用[J].時(shí)代汽車(chē)，2021（1）：109-110.

[2] 于亞平.智能制造與機(jī)器人應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究[J].時(shí)代汽車(chē)，2020（16）：8-9.

[3] 孫紅英.工業(yè)機(jī)器人在智能制造中的應(yīng)用研究[J].電子測(cè)試，2020（12）：129-130.

[4] 陳怡竹.工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)智能制造生產(chǎn)線(xiàn)中的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（21）：255-256.

[5] 劉瑩.工業(yè)機(jī)器人及智能制造發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)分析[J].數(shù)碼世界，2019（11）：276.