工业机器人在汽车生产中的应用

工业机器人在汽车生产中的应用

王中永 李景怀

中国汽车工业工程有限公司

摘要：汽车制造行业是世界上最重要的产业之一。在工业机器人的所有应用领域中，汽车制造业占整体市场份额的六成以上，是目前工业机器人应用最广泛的领 域。随着人们生活质量的不断提升，汽车的需求量也在不断增大，这对汽车制造的技术转型升级提出了很高的要求。以日本发那科协作机器人为例，它安全性高，柔性灵活，既能流畅地与人类协同工作，又能确保周边区域环境的安全。无论是汽车轮胎组装、机床工件搬运，还是电子产品装配，FANUC协作机器人都能轻松胜任。

关键词：工业机器人；汽车生产；应用

引言

工业机器人包含各种各样先进的技术，在生产领域中具有非常广泛的发展前景。工业机器人制造时，要融入多项学科知识，既要考虑生产工业的需求，融入先进的计算机技术，又要融入机电技术与电气技术。随着人们对工业生产的要求日益提升，传统的工业领域需融入先进的网络技术，因此为提高生产效率，使生产迈向标准化方向，要加强对工业机器人的研究和开发。

1工业机器人概述

工业机器人，从字面上来讲就是用于工业领域的机器人。现如今，工业机器人已经广泛应用于汽车及其零部件制造、机械加工、食品工业、木材与家具制造业等领域。工业机器人是各国先进制造业中不可或缺的重要装备与关键技术。根据相关资料显示，我国第一台工业机器人诞生于20世纪60年代。现如今，我国以新松机器人为代表的工业机器人在全球工业机器人市场上已经显露了旺盛的生命力。

2工业机器人发展情况

与西方发达国家工业机器人的发展情况相比，国内在一些领域还有待提升，这需要在国家层面从教育着手，通过长时间的不懈努力来缩小两者之间的差距。深入研究发现，直接制约国内工业机器人技术发展的因素是装配和制造零部件，这主要是因为国内精密制造产业发展不足，而工业机器人需要的零件比较高精密。从装配方面来看，我国的装配技术有待完善，与需要较高精密度的工业机器人领域有一定差距。在电气自动化领域应用工业机器人，无论是生产过程还是其他过程等，都需要具有较高的精确度，任何闪失都将产生较大的误差。

3工业机器人的特点

工业机器人自动化程度非常高，即使是在极为复杂的环境下，仍然能够执行各种操作，代替人来完成工作。具体来说，其特点表现在以下几个方面：一是具有精密化、智能化和柔性化，充分利用了软件应用开发技术，能够实施准确的检测工作，有效控制生产线中所负责的环节，优化生产线，并作出科学的调度、管理和决策，充分体现了工业自动化水平；二是在生产过程中，工业机器人需要自动化成套装备的支持，其有利于提高制造效率，做好安装、检测、物流等工作，应用于更多领域中；三是工业机器人属于新型生产工具，集聚了人的体力和智力，充分发挥了数字化技术作用，体现了自动化、网络化、智能化；四是涉及多门学科，包括但不限于机器人构建有限元分析技术、工业机器人控制技术、工厂自动化技术、精细物流技术等。

4汽车制造

4.1概述

汽车工业发源于欧洲，而现代汽车工业的形成则起源于美国。经过一百多年来的不断发展，汽车行业已经成为世界上规模最大、最重要的产业之一，是一个国家综合技术水平的直接体现。自2001年中国加入世贸组织以来，一大批国外汽车制造企业逐渐进入中国市场，使我国汽车行业高速发展。随着我国科学技术进步和国民收入的提升，私家车的需求量越来越大，使汽车制造行业有良好的发展前景。

4.2工业机器人在汽车制造中的应用

（1）搬运机器人

在工业生产中，搬运机器人主要负责替代人工搬运生产原材料与产品，在生产线中构建高效的物流线，具有搬运效率高、可在狭窄复杂环境工作、搬运速度快、高精度拾放的优势。例如，ABB公司所研制的IRB7600六轴机器人的极限承载力达到650kg，被用于开展重型零部件起吊与车身转动等作业；日本川崎重工研制的MX700N六轴机器人采取垂直多关节结构，极限搬运重量高达700kg，单次可搬运大量工件，且该款机器人的下半部转动半径和影响范围较小，具备在狭窄空间开展搬运作业的条件。

（2）焊接机器人

长期以来，焊接工作经常由人工示教进行，这增加了工人的工作强度，并且焊接的质量参差不齐，严重依赖人的经验，无法适应汽车制造业的飞速发展。焊接机器人可以很好地解决这些问题，它能精准稳定地实施焊接动作，最大化地减小误差。焊接机器人主要分为点焊和弧焊，点焊机器人安装面积小，工作空间大，在工作过程中能够很好地控制焊接点精度，保证焊接节点的质量；弧焊机器人工序较为复杂，分为起弧、焊接、熄弧等步骤，但是设定好程序之后，这些步骤能够自动完成，实现高效精准焊接。随着机器学习和控制技术的发展，目前焊接自动化正在向完全自主焊接的方向发展，焊接机器人能够利用视觉传感器自主寻找焊缝起点位置、电弧跟踪、自动化送丝等，实现精准地高效焊接。

（3）装配机器人

装配工作其实非常繁琐，对工业机器人的要求也非常高，装配机器人安装有大量的传感器设备，如视觉传感器等，主要是因为需要这种机器人对操作对象能更好地感知和更精确地操作，准确完成装配式工作。其不仅保障了装配式工作的高质量完成，还能切实提高工作效率。因为装配机器人的固定化特征较强，不需要过多尝试，所以能大大提高工作效率，实现更好的工作效果。

（4）喷涂机器人

由于汽车制造车间透风性较差，涂料中的有害气体难以排放，若工人长期处于这种环境中，他们的健康会受到严重的危害。而喷涂机器人可以很好地避免这一点，喷涂机器人能够根据车身形状的不同从而选择不同的喷涂工具，按照预先设定的喷涂程序进行工作。使用喷涂机器人不仅能够保护员工的健康安全，还能加快喷涂速度、避免工作失误，提高喷涂效率。

（5）打磨抛光机器人

打磨抛光机器人被用于替代人工开展工件精密加工和打磨抛光作业，有效减少了人为因素对工件加工精度和成品质量造成的影响，且打磨抛光机器人可切实满足不同形状机械零件的加工需求。例如，可选择采取机械人夹持被加工工件缓慢贴近砂带等加工工具的打磨抛光方式，也可采取机器人夹持加工工具缓慢贴近机械零件的打磨抛光方式。

（6）检测机器人

在工业生产中，检测机器人主要是对产品、零部件等进行检查，查看其是否合格。不仅可以测量零部件的尺寸，判断其是否符合相应的标准，还要称其质量，检查其质量是否符合标准。总之，这种类型的机器人主要是对产品和零部件进行检测，确保生产出的商品精准性更高。不仅如此，与人工相比，检测机器人的监测精确度更高，失误率几乎为零，可以代替人类做需要较高精度的工作。

结束语

综上所述，当前我国已成为全球最大的工业机器人市场，且制造业对工业机器人呈现出极为旺盛的应用需求。在这一时代背景下，相关企业必须加大对工业机器人技术的研发力度，克服工业机器人在发展期间暴露出的各项技术难题，推动工业机器人技术的拟人化、智能化、自动化与一体化发展，以此改变工业生产方式，使工业机器人可为工业生产提供更多保障，为企业带来无限发展空间。

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