汽车焊装线上的机器人应用

赵晶 赵贵程

摘 要：机器人作为人工劳动的替代品，不仅可以进行复杂的工艺操作，在恶劣的环境中工作，还可以节省大量的人力和物力，提高劳动的精准度和效率，易于自动化大生产的实现。在汽车焊装线上采用机器人技术，可以取代单调、重复的人工劳动，增加汽车焊接工作的精确度，可以避免人力在焊接烟尘、金属飞溅的恶劣环境下工作，还可以将工人从高强度的搬运笨重焊钳的工作中解放出来，更加体现了“以人为本”的企业经营理念。

关键词：汽车焊装线；机器人；应用

随着汽车生产制造技术的不断进步，汽车已经走进千家万户，在世界经济市场占有着重要的席位。因而汽车焊装线的简化和提高对于汽车的生产和经营的重要性不言而喻。随着机器人技术的逐渐成熟，在汽车焊装线上采用机器人技术，可以极大程度的节约劳动力，提高生产效率，降低工人的劳动强度，把工人从焊接烟尘、金属飞溅的环境中解放出来，真正体现“以人为本”的理念。

一、机器人在汽车装焊线上的优势

1.机器人的工作特点

焊接是工业生产中极为重要的一项加工手段，在工业生产中占据很大的技术份额，被誉为工业生产的“裁缝”。其中，点焊加工汽车是汽车焊装线上的重要组成部分。传统的点焊工人，需要搬运笨重的手工焊钳，并且需要长期忍受车身装焊车间的烟尘和金属碎屑，这对于工人的身体健康是极大的威胁。而工业机器人是借助伺服技术控制机器人的关节，是将动作指导提前运用计算机系统传输到机器人系统内，然后通过操作机器人来再现示教内容。这样就可以让机器人代替人力进行复杂精确的工艺操作，适应恶劣的工作环境，极大程度的节约了人力和物力，使工作周期大幅度的缩短，加快工作的进程。

2.机器人点焊的特点

在实际的汽车焊装线上的机器人的运用上，机器人的点焊技术在所有焊接种类中占据着压倒性的优势和比例。但是点焊技术的特点其一就是点焊钳的重量较大，因而对于点焊机器人的选择，要适当提高点焊机器人的质量，一般在160—200千克之间。随着机器人技术的进步和成熟，现在广泛使用中的点焊机器人的精确度完全满足车体点焊精确度的要求，一般点焊机器人的重复定位精度在正负0.3毫米之间，这已经在误差允许范围之内了。

3.机器人点焊的主要优点

在点焊机器人在整个汽车焊装线的工作流程下，没有人工的参与，整个工作过程的完成完全是机械化、自动化的，这就避免了人工因素的干扰，极大程度上提高了车身焊接质量和稳定性，保证了车身焊接效果。由于采用了点焊机器人，所以降低了工人的劳动强度，并且将点焊工人，从焊接烟尘和金属飞屑的恶劣环境中解放出来，保障了工人的身体健康。在使用了点焊机器人后也直接的提高了设备的使用率，由于点焊机器人的劳动效率高，因而削减了大量的设备数量，减少了成本投入，给工业生产节约了资金投入。最后，使用点焊机器人可以在产品换型时更为方便快捷，不用再花费时间和金钱去培养新的技术人才。

二、机器人在汽车焊装线上的应用模式

1.夹具台车滑行系统和焊接机器人

所谓夹具台车滑行系统，就是将两套夹具台车同时放置在滑行轨道上，在焊接等待区停置着带有磁电驱动的装有工件的夹具台车。通过台车的旋转来交换机器人的焊任务，然后原本位于焊接等待区的夹具台车进入焊接区完成焊接工作。之后焊接工作顺利完成后，夹具台车进入焊接完成区，进行下一步的抓紧搬运机器人完成下料转序，操作人员把上料区的空台车装满料，以此类推，两个工作站交叉完成焊接任务。这种焊接机器人和工件的上、下料时间同步的焊接程序大大节约了剩余工作时间，降低了工作的成本。双夹具滑轨式的焊接技术装备利用机器人在滑轨上送料的操作方式，节约了工作时间，工作完成的可靠度也很高。

2.打胶装置和搬运机器人

生产线中打胶装置的打胶枪的位置始终固定不变，然后利用中间的轨道令搬运机器人来回移动，借助机械臂的力量货架区货架上的车身不同位置零部件，依靠旋转的部件位置，给车身不同位置处打胶。这种运作工序的准确率高，机器人的参与使整个工作流程的劳动生产率提高，是目前使用较为广泛的一种机器人在汽车焊装线上的应用模式。

3.组装夹具和搬运机器人

生产线上的组装夹具是按照不同的组装顺序划分的。组装夹具的运作模式是一种柔性化生产模式，不同的搬运机器人利用组装夹具对多种车的零部件进行组装。在工作过程中，搬运机器人抓取部品，然后组装的是等待区侧围外板和部品等待区侧围外加强板，组装完成后移动到部品组装区的夹具上进行进一步组装。组装工作完成后，搬运机器人将其从部品组装区移动到下道工序部品组装区，进行继续的组装工作。这种工作流程，实现了机器人搬运和组装的一体化工作，极大地提高了机器人的利用率，并且最大程度的发挥了机器人的工作潜能，这种汽车焊装线上的机器人工作模式被广泛的运用于柔性化生产线上。

4.包边压力机和搬运机器人

这种包边压力机和搬运机器人的工作技术在门盖线的领域中应用较为广泛。这种技术的特征是通过轨道移动机器人，利用机器人抓取零部件，完全不参与人力，这样就最大程度的减少了搬入搬出装置的数量，使不同压力机之间的工作运转自如。工作流程大致是：位于上料出的机器人抓取包边前部品，然后通过轨道的传输移动到压力机处包边，之后通过下料出的機器人取出包边完成的部品，以此类推，循环往复完成工作。这种汽车焊装线上的机器人的工作模式很大程度上提高了劳动的生产效率，也保证了工作程序中人员的安全。

除了上述的几种汽车焊装线上的机器人的应用模式，还有搬运机器人和固定焊机的组合、搬运小车和搬运机器人的组合、机器人焊接柔性生产线以及搬运、焊接一体机器人。目前汽车焊装线上的机器人领域的主要发展方向，就是机器人焊接自动线。

三、结语

综上所述，全文介绍了机器人点焊的工作特点以及利用机器人点焊所具有的种种优势和长处。随着机器人技术的不断成熟，在汽车焊装线上的机器人应用也越来越频繁，例如本文所介绍的夹具台车滑行系统和焊接机器人的组合模式。这些都是现今被使用的一些汽车焊装线上的机器人。

参考文献：

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[2]吕学勤，张轲，吴毅雄等.基于移动焊接机器人动力学的焊缝轨迹跟踪控制[J].焊接学报，2013，34（10）：13-16.

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