工业机器人在汽车生产行业的应用

 工业机器人在汽车生产行业的应用

刘永存

中国汽车工业工程有限公司  天津市南开区  300113

摘要：在汽车生产的四个过程和关键零部件的生产过程中都在使用工业机器人。工业机器人因其安全、高效、节约成本、易于管理等特点，在汽车生产工业中起着重要的作用。简要介绍了工业机器人在汽车生产工业中的应用，并在实际生产过程中考虑了工业机器人的不足。希望工业机器人能更好地为汽车生产行业服务，更好地适应当前的社会发展。

关键词：汽车生产行业；工业机器人；应用

1工业机器人系统概述

1.1工业机器人的系统组成

标准工业机器人（例如库卡机器人）由以下三部分组成：①由六个主动，互连的接头（轴）组成，也称为六轴机器人。每轴的运动通过伺服电机进行目标控制来实现，伺服电机通过减速器和机器人部件连接。②控制柜。主要功能是连接计算机程序发送指令，控制特殊控制器驱动电机运动。③教学吊坠。工业机器人在教学机器人中最常用，它可以通过教学设备产生运动程序来存储机器人的输入轨迹，通过再现模式运行存储过程，完成教学的复制过程。

1.2工业机器人的优点

①高效的生产效率。由于机械手是固定的，编程也是固定的，那么生产一件产品所耗费的时间也是固定的，不存在像工人那样由于自身熟练程度的问题导致的效率高低不同，工人因为自身的种种问题，生产出的产品品质各不相同，产品的成品率较低，造成原料的浪费。而机器人则不会，它的产成品效率较人来说更高，对企业更有利。②具有较高的安全系数。由于大多企业需要员工进行白班夜班的倒班轮换，上夜班的员工难免会因为疲劳或不小心造成工伤事故。使用机器人则不会出现这种问题，可以安全地生产产品。而有的工作较为危险，例如采矿业，机器人操作的话，更精准、更稳定、更安全，可以确保员工的人身安全，大大降低人员伤亡的概率。③便于企业管理。企业员工难免存在身体不舒服或者家里有急事的情况，甚至有的员工偷奸耍滑，这样就难以确保每天的生产量。企业引进机器人后，就可以减少员工的数量，而且机器人不会存在以上所说的问题，这样，机器人的使用给企业的管理带来了方便。

2工业机器人在汽车生产中的应用

2.1焊接机器人在汽车中的应用

在机器人焊接过程中，焊接过程的计划直接影响车身的质量和性能。工业机器人工作者可以解决诸如工业机器人之类的问题，安装合适的焊接工具，并运行最合适的过程，以确保机器在点焊过程中插入点焊错误，提高点焊精度并改善点焊结果。汽车车身的电弧焊也可以通过进线实现。机器人配备有高精度传感器，并且机器人的工作由计算机控制。路径和轨迹可用于机器人的圆弧插补和线性插补。它具有插值特性，电弧焊和线性焊可以达到更好的焊接效果。

2.2搬运机器人在汽车生产中的应用

汽车在生产结束之后就进入了搬运环节，有的操作员注意力不够集中，导致一些需要高精度的搬运工作得不到展开，无法进行后续环节的工作，影响汽车生产环节的流畅性，给企业生产带来麻烦。而机器人就不会出现这种情况，机器人的程序都是由技术人员设定的，可以做到准确的定位，避免了人工操作带来的一系列麻烦，而一辆汽车往往需要多人合作才可搬动，如今劳动力成本上涨，采用机器人来进行搬运汽车，为企业大力节省了人工成本，深受汽车制造企业的青睐。

2.3装配机器人汽车生产中的应用

传统汽车制造商在汽车装配线组装车上，采用人工组装方式，工人劳动强度大，装配质量无法保证。现在大多数汽车制造商都采用组装机器人加入汽车装配线，不仅提到了工作效率，提高了工作的准确性，而且降低了劳动者的劳动强度。特别地，组装机器人在组装机器人方面发挥了重要作用，例如挡风玻璃密封，汽车仪表板，以多种高精度组装要求，从而大大提高了装配效率和质量。

图1装配机器人

2.4涂胶机器人在汽车生产中的应用

伴随着汽车的生产，机器人参与了许多涂胶作业，比如车身涂折边胶、车底PVC涂胶以及汽车发动机涂胶等，在以前，这些工作都是由工人来实现的，由于工人的个体差异，有的工人做得不够规范，导致产品良品率较低，影响了企业的生产效率。机器人的使用，改善了这一问题。涂胶的厚度都是由技术人员统一设定的，再加上机器人的稳定性强，这些工作被完成得又快又好。

图2喷涂机器人

3工业机器人实际应用中遇到的问题

工业机器人能够很大程度上提升汽车生产的品质和效率、节约企业的生产成本和相关人员，使汽车生产流水线更加稳定。但是在实际生产过程中仍存在以下几点问题有待解决：

①国内外主流品牌的工业机器人生产商都有自己的标准，并且相互之间无法兼容。在汽车生产以及其他作业中难以进行相互之间的通信和设备搭配。

②外围设备设计时未充分考虑机器人的工作环境。机器人在不同的环境中工作时，会对其实际寿命有很大的影响；在汽车生产过程中，工业机器人的电气控制系统会由于外界温度和湿度不同而出现故障，进而对机器人的寿命有所影响；长时间在多油雾环境工作的工业机器人表面会慢慢积累油污，受到腐蚀，从而减短寿命。应在研发能够在恶劣环境下长时间工作的工业机器人的基础上进一步考虑其寿命的延长。

③工业机器人在汽车生产过程中可能会与其他设备发生碰撞，造成一定损失。当遇到紧急情况，工人需要进入生产车间时，工业机器人可能会对人员造成伤害。对此，希望在汽车生产的过程中能够更大程度地引入人机协作机器人，减少人工伤亡的意外发生。人机协作机器人可以同时弥补工业机器人和人类工作的缺陷，在高危险、高重复性的工作中可以得到有效的应用。

结语：

综上所述，随着全球化的发展，各国之间加强了经济贸易的往来，由于国内外市场的开拓，人们对汽车的需求不断增加，汽车行业的竞争力与日俱增，而在人力成本不断提高的今天，工业机器人以其自身高效、灵活等特点在汽车制造行业起到了举足轻重的作用，随着人工智能的发展，工业机器人在汽车制造领域乃至整个工业领域都会发挥着它重要的作用，不仅对汽车制造行业产生深远的影响，更对整个制造行业乃至人们的生产生活起到至关重要的作用。

参考文献：

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