机器人在汽车智能制造中的应用探讨

王亚锋

【摘 要】随着社会经济的持续发展，我国的汽车行业也迎来了较好发展，特别是机器人在汽车领域被大量应用，促使汽车制造从以往的人工变为了智能制造。就机器人来讲，其主要由主体、驱动与控制系统三部分构成，不仅可以避免被空间不足、环境恶劣等情况影响，也可大幅改善产品质量与生产效率。因此，本文针对汽车智能制造中机器人的应用做出了进一步探究，对工业机器人在汽车智能制造中的应用以及未来的发展趋势给出了详细的分析。

【关键词】机器人；汽车智能制造；应用

引言

汽车行业不仅是一种具有技术密集型特征的行业，也是一种典型的劳动密集型行业，在制造、生产方面提出的精度与质量要求相对较高，再加上人们生活水平不断提升，汽车需求量也随之不断增加，消费市场日益成熟，面对较快的更新换代速度，为了充分满足批量大、品种多，且品质高等一系列制造要求，各汽车生产企业也开始逐渐重视起了机器人在汽车智能制造中的应用研究，也希望能够以此来推动汽车智能制造业的创新发展。

1、工业机器人的概况

当下，具有可控制性、自动性、以及可编程性等作用的机器人应用较为广泛，其是一种具有多种功能的、便于操作的机器，广泛应用于各种材料、工具以及零配件的装置和移动中。工业机器人（IR）主要应用于工业行业中，具有良好的自由性、自主性、多轴联动性以及多个关节操作机械手的一种现代化的制造业自动化装置。

从技术层面来讲，包含的技术层面有：①编程技术。在更换工作环境时，机器人可随着变化快速投入到相应的编程工作中，可在产品的特征基础之上，对编程进行合理的调整，特别是在面对较多品种的时候，在批量比较小的柔性制造中，进行使用具备的优势可能性比较大；②拟人化。机器人当中的机械结构存在很多的特征，与人类有着很大的相似度。例如：机器人可以像人类一样行走，用手抓每个部分等。通过各项特殊终端驱动之间的密切配备，完成编程的相关工作之后，便可进行各项操作和制造工作；③通用。在不同的环境当中，机器人可以将不同的任务完成，以此体现出良好的沟通性；④临床应用。如果存在比较复杂和连贯的动作，利用机器人可在有效的时间和空间中快速完成。

2、机器人在汽车智能制造中的应用探究

2.1、点焊

针对现阶段来讲，点焊作业是机器人在骑车制造业应用的最大领域，结合相关统计数据分析可知，每辆汽车车身上大约有4000个焊点，这也充分体现出了机器人应用于该领域的重要性。且随着汽车也对焊接速度、精度提出的要求越来越高，电焊机器人在该领域也得到了更广泛的应用。其在该领域的应用优势在于，对于安装面积小、作业环境宽阔，以及焊接火花高温等一些由人力很难处理好的工作中，机器人不仅可以做出良好处理，也能够促进焊接速度、质量的不断提升。

2.2、装配作业

适用于装配作业的机器人多被叫作装配机器人，多被投入到零件生产、部件装配工作当中。为对汽车零配件精度、装配效率等有效改善，将工人从以往繁重的工作中解脱出来，使该机器人被广泛应用，并朝着国内外各知名汽车企业的装配生产线发展。整车装配时，大件发动机、小件仪表盘的装配均需要装配机器人从旁协助，方可更好地开展工作。

2.3、喷涂工作

喷涂机器人能够进行自动喷漆亦或对其他喷涂材料均可进行。目前，市场中的喷涂机器人主要分为：按照是否沿车身输送链的运行方向进行水平移动的机器人有带轨道式与固定安装式两种；根据安装位置的不同有悬臂式与落地式老年观众机器人。选取合适的机器人进行喷涂工作，其便于在大空间中开展较为复杂的工作轨迹，此外对小孔也能进行灵活的插入内部工作，对车体表面的喷漆工作完成以后，机器人可以有效提高喷涂的质量，提高喷涂材料的利用率，且益于维护、操作。

2.4、搬运和弧焊

在搬运的过程中，机器人可实施车身焊装线、搬运物料以及码垛等搬运等工作，在具体的工作中，利用机器人可十分稳定的将任务完成，并且灵活可靠。机器人的使用，帮助工作人员减少了工作量，使生产的效率得到了翻倍提升，为相关的搬运工作提供了安全保障，也提升了员工工作的安全性。针对弧焊当中的各项工作，机器人类型有：熔化极焊接作业以及非熔化极焊接作业。在不同的环境和条件下，都可完成焊接工作，如在自动送丝或熔化电极等条件下体现出来的优势特征非常明显，如高质量和高生产率等。在弧焊相关工作中，对于机器人的使用，得到了很多企业的青睐。

2.5、技术方面

在高性能的计算机、网络支持下，数字化车间通过计算机和虚拟现实的技术，提高工艺品的质量，据统计，将数字化车间技术应用于实际中取得了显著效益：（1）汽车产品上市时间明显缩短了30%；（2）汽车整体的设计、修改等耗时降低65%；（3）在车间工艺规划时间上缩短了40%；（4）车间生产产能提升了15%；

3、機器人的应用发展趋势

在社会经济快速发展，以及汽车行业不断创新背景下，机器人的应用范围、地位也会随之得到进一步拓展与提升。针对现阶段来讲，应注重各种新型结构的研发，从而全面是英语不同场合的应用需求，特别是多自由度、多关节机器人的开发，应给予足够重视。同时，运动速度、精度也要给予进一步提升，适当机器人重量、占有空间，机器人功能部件也要尝试实现标准化、模块化。此外，针对具有视觉、测距，以及触觉等传感器、检测器件的研制上，应适当加大投入力度，这样在实际作业中，机器人就可以通过相关传感器特点来更便捷的进行状态检测、模式识别等操作，进一步提升作业效率。

4、具体应用案例

当前为工业4.0的时代，其中的主题便是工厂+智能生产。在全新的工业背景下，汽车企业要进一步完善网络化、分布式的生产设施，在对生产进行控制的过程中，针对产生的一系列复杂问题，要提升人、机器与资源之间的沟通和交流。此外，设备的高度标准化以及模块化系统，会将制造汽车的成本进行大幅度缩减，并保持持续性的高强度工作，借助传感设备和3D打印设备等，对零部件的生产和加工精密度进行提高，有效减少了失误率和风险。例如：宝沃的中德智造示范工厂。该工厂为德国制造的代表性企业，对于智能工厂的建设，满足了4.0现代化工厂的要求，其中的智能制造体系非常先进，因此，在“2017年中德智能制造合作试点示范项目”中成功入选。在工厂中，对于生产线的使用，为非常先进的生产线：八车型柔性生产线。这种生产线的使用十分灵活，不死板，可对各种车型同时生产，之后还可实施定制化的生产以及车辆开发，集中了冲压、焊装、检测和物流等。这一柔性化生产线的建立，实现了17种颜色系统，可进行汽油以及混合动力等生产。此外，在柔性制造当中，机器人可自己对网络进行优化，并结合环境的变化进行变化，满足不同客户的个性化需求。在车间当中，使用的每一项自动化技术都非常先进，有550台机器在同时工作，可完成整个制造汽车的流程。利用智能化生产体系的构建并通过物联网化设施生产，真正实现了满足了供应链、制造等一系列环节的数据化和智慧化需求。

参考文献：

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[3] 杨帆，潘云峰，杨斌.浅谈机器人在汽车智能制造中的应用[J].信息记录材料，2017，18（09）：6-7.

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[5] 候海，伍春霞.机器人在汽车智能制造中的应用[J].智慧工厂，2017（01）：87-89.

（作者单位：精诚工科汽车系统有限公司底盘研究院）