汽车车身焊接智能化与自动化探究

汽车车身焊接智能化与自动化探究

付玉江

(身份证号码：32132419860810xxxx湖南长沙410000)

摘要：汽车的发动机、车厢、车架、车桥等部件的生产都需要焊接技术的支持，焊接技术已经成为汽车制造的关键环节。汽车的大型齿轮等特殊的零部件需要由高强度的合金进行制作，这种材料能够保证车辆的使用寿命，但使用这些材料也会增加汽车的制造成本，利用焊接技术能够有效地解决此类问题，提高齿轮的耐用性，降低企业成本。目前汽车厂商普遍采用焊接机器人进行生产，这种设备焊接精度高，能够在恶劣条件下工作，生产效率比较高，可以实现车身焊接的智能化与自动化。

关键词：汽车车身；焊接；智能化；自动化

引言

目前，在汽车装配线的生产中，更多地采用工业机器人进行生产制造，取代了传统的手工焊接方法，从根本上有效地保证了车身的焊接质量。然而，利用机器人焊接车身骨架涉及到机器人焊接路径规划和焊接技术，因此机器人车身焊接技术的研究具有十分重要的作用。

1 、车身焊接工艺

1.1 车身的结构和自动化生产

车身不仅决定了车辆的美观、舒适和安全，还支撑着车辆的动力系统、控制系统和安全驾驶系统，汽车车身的制造工艺一般分为冲压、焊接和喷漆。具体步骤如下：第一步是将汽车所需的钢板材料进行裁剪，以满足车身的外形尺寸，并将材料压制成形；第二步是进入焊接车间对车身进行焊接，主要是按一定的顺序对车身的其他部分进行焊接；第三步是最后一步。进入喷漆车间，按一定顺序焊接车身。所有部位均进行电泳防锈处理，并对车身表面进行污垢清理，最后喷漆处理。其目的是防止加工后的车身受到外部环境的腐蚀，损坏车身表面的光泽度和清洁度。在车身制造自动化生产过程中，以工业机器人为对象，采用智能传动生产线，将工件转移到指定位置，夹紧夹具，机器人焊接作业。焊接时，有许多机器人一起工作，点焊不同的零件，焊接后，回到原来的位置，等待下一个工件的到来。将焊接好的车身零件运输到下一道工序，将装配机器人组装成完整的车身结构，最后焊接成形。

1.2 工业机器人焊接系统组成

在汽车制造中，所有零件都是用点焊连接的。点焊的焊接接头在3000-5000之间。如果手工点焊，很难保证焊接质量。如果我们改为机器人焊接，不仅可以同时使用多个机器人进行焊接，缩短焊接时间，而且可以保证每个焊接接头的质量，这在整个车身中起着重要的作用。机器人点焊过程中，需要固定的焊接夹具，以保证工件的平衡，方便多个机器人同时工作，提高焊接效率和车身质量。

2、机器人在汽车车身焊接中的重要应用

随着汽车行业的发展，市场竞争日趋激烈，企业为提高自身的市场竞争力，需要不断提高自身的生产效率，加快科技创新的步伐。在车身焊接中应用机器人技术能够使生产线自动化和柔性化，各种不同的车型能够实现混线的生产，降低企业成本，在更换车型时只需要改变机器人的程序就可以完成操作。焊接机器人的应用能够提高产品的质量和工作效率。实现焊接生产线的智能化和自动化，改善工作环境，降低工人的劳动强度，能够完成一些人工无法完成的生产任务。

3、机器人是汽车焊接现代化的重要标志

汽车车身焊接的主要方法包括二氧化碳保护焊、点焊、弧焊等，随着科技水平的进步，人们对汽车整体安全性能和舒适程度的要求不断提高，因此企业需要提高焊接的精度和质量，建立现代的生产线。焊接机器人是现代汽车企业生产不可或缺的重要部分，能够满足多种不同车型的生产需求，提高企业的生产能力。同时，焊接机器人能够满足中柔性化的生产要求，能够在长时间重复进行工作，动作平稳，移动速度快，保证焊接质量，能够实现焊接轨迹、参数、姿态的精准，抗干扰能力强，具有多种摆动样式，能够满足生产工艺的基本要求。激光焊接机器人能够实现材料分子层面的组合，提高车声的整体强度，工件变形程度低、焊接深度大、质量好、无间隙。

4、焊接机器人未来的发展趋势

焊接机器人未来在结构设计方面使用的材料强度更高，结构更轻，通过对操作机构的优化设计可以提高焊接速度。机器人的控制操作系统将更加开放，模块化的结构能够优化控制柜的体积，操作更加简单，稳定性增强。机器人的传感系统更加多样化，焊接质量显著提高，同时具备自动追踪和定位功能。未来无线通信技术将会在焊接机器人中得到应用，虚拟技术也能够使操作人员在远端进行仿真操作，及时发现各种设计缺陷，提高机器人的综合能力。

5、焊接过程质量控制

5.1电阻点焊质量控制

首先，焊件装配质量对电阻点焊的质量影响及控制。在装配车身覆盖件过程中容易出现的缺陷是间隙过大或位置错移，这些情况都会导致焊后有变形现象产生。通常情况下，装配间隙应控制在0.7mm左右，如果制件尺寸小而刚度大，装配间隙就要严格控制到0.15mm。对于焊件间隙过大情况，技术人员一定要在第一时间将部件折边不垂直或弧度半径不符等问题消除掉，从而将配合间隙消除，以确保焊接质量。其次，焊接分流对电阻点焊的质量影响及控制。第一，点距与材料。为有效降低分流电流的影响，一定要加大导电性良好材料的点距。第二，焊件层数。随着焊件层数增多，会降低并联后分路电阻，同时也会增加各层间接触点，从而促使电流增大。第三，焊件厚度。分路电阻减小，电流会随之增加，所以焊件越厚的情况下，点距应随之增大。最后，生产过程中电阻点焊的质量管理。第一，所有生产区域操作人员都要定时对重焊点进行焊点非破检试验，每次检验20台车，当试验结果均达到技术要求后，才能接着进行焊接工作。第二，为保证车身点焊焊接质量，技术人员应每星期检测一次电极头端面直径，并记录测量结果。第三，技术人员要每周检测一次电极压力、点焊钳电流参数以及焊接周波等，同时记录测量结果。

5.2凸焊质量控制

首先，在进行凸焊螺母焊后，螺母不能存在脱焊、严重退火、内部有飞溅焊渣以及变形和强度差等问题。其次，对于凸焊螺母性能，技术人员可通过专用表码式扭力扳手根据规定扭力值对螺母扭矩进行检验，扭矩值一定要达到工艺要求。

5.3螺柱焊质量控制

首先，清洁焊件表面。技术人员应有效清理螺柱焊接端面和母材表面，保证不存在油漆层、氧化皮和油水污垢。第二，定位。根据螺柱预定的用途和要求选择定位方式，尽可能采用专用定位夹具或固定螺柱焊接设备进行定位操作，在使用便携式螺柱焊枪时，通常采用一种方便的定位方法，即用模板在工件上画线，打中心孔，然后将螺柱尖端放在中心孔的标记位置，以定位螺柱。在实际焊接操作中，操作人员应确保焊枪和工件表面处于垂直状态，焊接时应严格保持焊枪的稳定性。此外，焊接后不要立即提起焊枪，以免拉起螺柱。最后，对螺柱焊接的生产过程进行质量管理。首先，弯曲力矩检测。在锤子或套管的帮助下，螺栓弯曲约60度。焊接区、热影响区无断裂、裂纹为合格。其次，检查扭转载荷。焊接后，应测试螺柱的性能。根据螺栓的不同规格，应加载相应的扭矩，以确保螺柱不会被脱焊。

结束语

汽车车身焊接自动化与智能化是汽车行业未来的发展趋势，为此企业应当加强对焊接机器人等新技术的研究，积极推广应用，全面提高汽车生产能力，保证质量，提高自身市场竞争力。

参考文献:

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[2]刘畅.车身焊接工业机器人的路径规划及仿真[D].沈阳工业大学,2017.

[3]魏波.探究工业机器人的实际应用[J].轻工科技,2017,33(06):98-99.