關於工業機器人（rén）在汽車焊裝領（lǐng）域中的應用淺（qiǎn）析-機器人-數控機（jī）床市場網

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關於工業機器（qì）人在汽車焊裝領域中的應（yīng）用淺析

2020-11-10 來源：天津新瑪特（tè）科技發展有限公司作者：白海龍

摘要：在科技水平不斷提升的推動作用下，我國汽車製造水平（píng）得到了較大程（chéng）度提升（shēng），尤其是在機械化、自（zì）動化技術的（de）應用下，汽車焊裝逐漸走（zǒu）向智能化發展，采用工業機器人的模式進行汽車焊裝，大大提高了汽車製造效率，同時有效控製了人為失誤操作的（de）概率，使汽車焊裝（zhuāng）質量得到了較（jiào）好保障。文章對工業機器人在汽車焊（hàn）裝行業中（zhōng）的應用進（jìn）行了（le）分析與探討，希望能夠為我國（guó）汽（qì）車（chē）製（zhì）造企業發展提供有效參考（kǎo）。

關鍵（jiàn）詞：工業（yè）機器人（rén）；汽車（chē）焊裝；應用

據相關調查數據顯示，自進入 21 世紀以來，我國汽（qì）車銷售呈現逐年（nián）增長的趨勢，並（bìng）且增長率大大超出了全球汽車銷（xiāo）售增長水平，而且在全球汽車總產量占比（bǐ）方麵，我國汽車實際產量占（zhàn）據著較大比重。麵對我國汽車消費需求進一步（bù）擴大趨勢，汽車製造企（qǐ）業必須進（jìn）一步（bù）提高產能，不斷生產高品質汽車，滿足社會日益增長的消費需求（qiú）。而在汽車生產製造過程中，焊裝是（shì）極為重要的環節，也是提升汽車質量與產（chǎn）量的關（guān）鍵控製環節，因此，提高汽車焊裝製造過程的（de）機（jī）械化、自動化控製水平極為重要。而且，相對於其他行業而言汽（qì）車製造也是工業機（jī）器人應用較為廣泛與深入的行業。可見，加強對工業機器人在汽車焊（hàn）裝（zhuāng）領（lǐng）域中（zhōng）的應用分析探索極為必要。

1、汽車焊裝工業機器人相關概述

目前，工業機器人在汽車焊裝（zhuāng）領域中有著較為廣泛的應用（yòng），一般來（lái）說這些（xiē）工業機器人（rén）結（jié）構采用六軸式結（jié）構，主要包括機器人（rén）底座、機器人本體、機器人底座控製櫃和焊接焊槍四個組成部（bù）分。其中，底座是固定在鋼結構上，而機器人則是安裝在底座上麵（miàn），使其能夠在焊接作業過程中保持較高穩定性（xìng）；機器人本體主要由六軸伺服電機和其他機械傳（chuán）動結構組成；控製櫃主要發揮著對機器人各軸聯動動作進行控製的作用，確保（bǎo）機器人能夠以（yǐ）精確的軌跡定位運（yùn）行、操作，也是實現（xiàn）與自動化控製係統、通訊設（shè）備、安全係統有效連接的橋梁；焊槍則是執（zhí）行具體焊接任務的設備，不同的焊接部位使（shǐ）用的焊槍種類也（yě）各不相同，常用包括有中頻（pín）直流（liú）伺服焊槍、弧焊（hàn）槍、激光焊槍、螺柱焊槍等。

2、工業機器人在汽車焊裝領（lǐng）域中的應用優勢

2.1、降低工作強度與壓力

傳統焊接勞作強度（dù）過大一直是限製汽車焊裝效率提升的一大難題，而工業機器人的有效應用使得這一問題得到有（yǒu）效解決。例如，汽車焊接中（zhōng）的搭接前後地（dì）板和側圍總成輪罩點焊接環節若是全部以人工焊接的方式進行，一（yī）個焊鉗則需要消耗兩（liǎng）個工人資源，加上焊（hàn）接工人在狹（xiá）小操作空間中動作受到限製，使得總成輪罩焊點焊接難（nán）度較（jiào）大。尤其是地板總成與（yǔ）側圍總成焊點焊接全部都是在車身裏麵進行焊接，工人（rén）操作受（shòu）到較大（dà）限製，許多焊接動作難以（yǐ）順利進行，也就對焊接工作效率與質量造成（chéng）直接影響，而且極易產生操作失誤，對操作工人（rén）人身安全帶來一（yī）定傷害。工業機器人在（zài）焊接中的應用，不但使得操作難度與作業（yè）壓力大幅降低，更重要的保障了工人的（de）作業安全，確保焊接工作順利、高效進行。

2.2、提（tí）高生產節奏（zòu），實現產能快速提升

對於汽車製造而言，總拚工位是極為重要的工位，也是提高汽車生產節（jiē）奏關鍵所在。傳統的人工焊裝、拚接，已然（rán）難以滿足當前快節奏、高（gāo）效率的生產要求，汽車製造企（qǐ）業必須在提高產能上尋求突破。而（ér）諸多（duō）實踐（jiàn）證明，采用工業機器人對汽車車身、配件等進行焊接，流水作業的生（shēng）產節奏明顯加快。相較於傳統的人工作業，工業機器人具備操作靈活的應用優勢，尤其是針對一（yī）些人工（gōng）難以順利操作的焊接（jiē）工（gōng）序能夠很（hěn）好的（de）完成。就目前的技術水平而言（yán），一台工業機器人可以同步控製（zhì）四把焊鉗進行焊接作（zuò）業，每個焊點的（de）焊接平均時間僅需 1 秒，大大提升（shēng）了生（shēng）產節奏。在（zài）實際應（yīng）用過程中，工業機（jī）器（qì）人能夠（gòu）根據整體焊接流水線的運行（háng）快慢對相應焊接流程進度進開展相應地調整，生產節拍甚至可（kě）達 40JPH，遠超人工焊接的最高值，使得生產產能顯著（zhe）提升。

2.3、實現焊接水平與焊接質量雙提升

自動（dòng）化控製（zhì）是工業機器人應用顯著特點，所以在汽車（chē）焊接中工業機器人的應用能夠確保較高的操作精確（què）度（dù）。例（lì）如，在電極帽和板件之間接觸（chù）方麵能夠確保其接觸充分、全麵。而若（ruò）是使用人工焊接方式，不但精度無法全麵保障，而（ér）且極易出現（xiàn）人為操作失誤導（dǎo）致焊接錯位、焊縫等（děng）問題。除此之外（wài），隨著焊接工作的進行，焊接位置也會產（chǎn）生變化，工業機器人（rén）操作上焊接作（zuò）業控製參數（shù）、電極帽磨損情況都會有所區別，對於精確控製要求更高。麵對這種情況，借助計（jì）算機相關程序對焊點數量、焊接位置等進行（háng）精確（què）設定。在（zài）焊點數量確定之後，在（zài）軟件程序作用（yòng）下能夠將焊點的參數信息（xī）及時傳（chuán）送到工業機器人的控（kòng）製係統中，指導機器人按照參數進行焊（hàn）接，有效保障了焊接精確度，提高了（le）焊接水平與（yǔ）焊接質量。

3、工業機器人在汽車焊裝（zhuāng）領域（yù）的（de）具體應用

3.1、汽車焊裝行（háng）業中常用（yòng）工業機器人

工業（yè）機器人在汽車焊裝中的應用主（zhǔ）要有兩種類型，一種是點焊機器人，另一種是（shì）弧焊機器人。點焊機器人的應用具備運行性能穩定、空間可操作性（xìng）強、焊接速度快、運行負（fù）荷能力大的優勢。相對於人工（gōng）焊接，工業機器人點焊操作質量更有保（bǎo）障，點焊（hàn）作業效率顯（xiǎn）著提高。在汽車整車焊接過程中，點焊機器人應用最為廣泛。通常來說，完成整台汽車裝配，涉（shè）及的焊點約（yuē）為 3000 ～ 4000 個，點焊機器人則負責了其中6 成以上的焊點焊接。點焊機器人（rén）負（fù）載重量（liàng）在 60 ～ 150kg，采用伺服電機（jī）驅動的（de）方式能夠實現將重複（fù）定位精度（dù）控製在±1mm 左右。弧焊機器人在汽車（chē）焊裝過（guò）程（chéng）中是以連續軌（guǐ）道為（wéi）控製要點進行焊接操作，能夠（gòu）嚴格按照事先設計好（hǎo）的路徑，和既定的焊接工（gōng）藝參數進行作業（yè）。在（zài）仰焊、立焊等位置弧焊（hàn）作（zuò）業中，弧焊機器人的應用大大提高了其操作便利（lì）性，而且在傳感器的控製作（zuò）用（yòng）下，弧焊機器人能夠實（shí）現對焊縫、弧焊弧長進行精確跟蹤控製。弧焊機器人在零件加（jiā）工方麵對（duì）車身板件質量要求（qiú）較高，這（zhè）就需要夾具能（néng）夠高精度定位。若是零件不平（píng）整或者夾具定位偏差，那麽很容易導（dǎo）致焊接出現質量問題。

3.2、工業機器人在汽車減震器焊接中的應用

汽車減震器焊接，是汽車焊裝中工業機器人應用較為普遍的領域。汽車減震效果對駕車舒適度有著直接影響，可見，汽車（chē）減（jiǎn）震器焊接質量（liàng）的重要性。在利用工業機器人對（duì）汽車減震器進行焊接過程中，首要考慮的是如何更好地滿足客戶實（shí）際需求，進而確定具體焊接位（wèi）置，進行具體的焊縫焊接與質量控製。通常來說，汽車（chē）減震器的焊（hàn）接（jiē）采用（yòng）的是二氧化碳保護焊的工藝。鑒於汽車減震器焊接工序較為複雜，在（zài）焊（hàn）接工藝布局上通常采用雙工位同步焊接的方式，由兩個工業機器人（rén）進（jìn）行同步焊接，以此有（yǒu）效提升焊接效率，更好地（dì）保障焊接效果的穩定性和一致性（xìng），確（què）保汽車減（jiǎn）震器（qì）較好的焊裝效果。

3.3、工業機器人在實現總拚工位多車型共線（xiàn）生產中的應用

傳統的汽車車型焊裝較為簡單（dān），所以在汽車焊裝工作過程中采用的總拚工（gōng）位及（jí）焊接方（fāng）法也較為簡（jiǎn）單。然（rán）而，隨著汽車產業進（jìn）步發展，汽車車型（xíng）也（yě）呈現出多樣化發（fā）展趨勢，而各種車型（xíng）采用（yòng）的焊裝方（fāng）法也有（yǒu）所差異。而工業機器人的應用有效解決（jué）了（le）這一難題。工業機器人具備極高操作靈（líng）活（huó）性，使得焊接過程更為柔（róu）性化，從能夠很好（hǎo）實現在一個總拚（pīn）工位上同時對多個車型進行焊接，實現多車型共線生產，有效提升了汽車生（shēng）產線的使用效率，節約生產成本，提升生（shēng）產效（xiào）益。

3.4、焊（hàn）接係統的仿（fǎng）真模（mó）擬應用

在自動化控製係統的作用（yòng）下，工業機器人可以實現焊接操作自動化、智能化。由此可見，工業機器在對於焊接係統（tǒng）有著至關重要作用。在借助工業機器人的焊接係統進行焊接控製前，應確定好工業機（jī）器人操作（zuò）範（fàn）圍（wéi）、焊槍角度等參數，將這些參數輸入計算機模擬係統中對焊接路徑進行事先模擬、調整（zhěng）、優化，確保實現焊接工（gōng）藝的可行性（xìng）和高效性。

4、結語

綜述可知，汽車焊裝操作中工業機器人有著較大應用範（fàn）圍和廣泛的應用效果，能夠有效提升汽車焊裝工藝水平，改善人工焊接效率低、錯誤率較高等的不足，從而在保障汽車（chē）良（liáng）好焊裝質量的情況下推動我國汽車製造（zào）進一步發展。

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