基于机器人的车身焊接技术研究

文/王义成（华域汽车车身零件（沈阳）有限公司）

一、车身焊接技术的发展变化

随着汽车在人民生活中日益普及，人们越来越重视车辆使用安全性的问题。如今，为了保证车内人员安全，运用新的技术在车身前后部分设置吸能区功能。所谓吸能区功能的使用，是在汽车发生冲撞时所应急的保护措施，吸能区吸收并及时减缓碰撞对车身所带来的大部分冲击，从而确保车内驾乘人员的安全。吸能区的能量吸收，是通过能量吸收区在力的作用下发生材料变形来实现的。材料的变形需要消耗大部分的作用力，为了做到减少车身的冲击力的作用。因此，在修理发生碰撞的车辆时，需要恢复吸能区的功能，以确保再次发生事故时防止对驾乘人员的安全的第二次冲击。传统的焊接方法已经无法实现吸能区的恢复技术，因此，传统的焊接方法已不再适用于现代社会的车身修复工作的应用。目前，大部分车身的材料都在向高强度、超高强度钢转变，以实现减重、节约资源、减少废气、降低燃油经济性的目标。这种新材料的高强度，使其很容易达到汽车设计所需的强度。因此，新的技术不会像现有的技术那样使得车身的钢板变得沉重，而是能够减轻车身的重量。此外，高强度钢板对热敏感，钢板在加热后性能会发生变化，而这个时候进行修复还用加热焊接技术，很容易造成巨大的安全问题。因此，现在的车身修复工作运用原有的传统加热焊接技术已经无法满足工艺要求了，需要与时俱进的引入新的技术方式。

二、机器人的车身焊接技术分析

（一）车身的结构和自动化生产

在已经完场装配与焊接工序，但是还没有进入涂装车间进行喷漆状态的车身，此时由整个车身骨架主要采用结构钢来支撑车门、车顶和车身周围部分组成的整个车身。车辆系统中对车身的性能有着非常重要的要求，是车辆的一个重要组成部分。车身不仅对车辆的美观、舒适和安全起着重要作用，而且还支撑着车辆的动力系统、控制系统和安全驾驶系统。车身制造工艺一般分为冲压、焊接和喷漆。下面是具体步骤：第一步是将汽车所需的钢板材料切割成适合车身外观尺寸的材料，并用压力机将材料压制成型。第二步是进入焊接车间。车身焊接车间主要是按照特定的顺序焊接车身的不同部位。第三步也是最后一步，是进入涂装车间进行对车身所有的零部件进行最后加工，需要进行电泳防锈处理，并将车身表面的污垢进行处理，最后进行车身喷剂的处理。最终的效果是预防成品车辆因外在因素使车身被腐蚀，避免破坏车身表面的光泽度和洁面度。在汽车车身制造生产过程中主要运用自动化，通过运用工业机器人对所需要的零部件进行智能转移到生产线，并将所需要的工件转移到指定位置，进行合理有效地运用夹具夹紧，使其机器人进行及时的焊接。在焊接过程中，运用多台机器人可以有效地协同工作，对不同的零件进行对应点焊。焊接完成后返回原位，等待下一个工作元件的到来，将焊接好的车身零件移至下一道工序，然后由机器人对车身结构进行完整组装，最后制作成型。

（二）工业机器人焊接系统组成

在汽车制造业中，所有零件都是通过点焊连接起来的，点焊的数量需要达到3000到5000个左右。而使用传统的手工点焊时，焊接质量却难以保证高效完成。通过切换到机器人进行焊接工作时，可以同时应用多个机器人进行焊接运作，大大缩短制造业焊接时间，保证每个焊接点的质量高效对应，对整个车身起到重要的作用。机器人点焊过程还需要固定的焊接夹具来保证工件的平衡，同时方便多台机器人工作，提高制作车身的焊接效率以保证制作质量。

（三）焊接电流

在焊接工作时，带有定量的电压焊钳与焊件触碰从而形成电流回路，此时的电流与焊件的焊接电流，一般在10安培的范围内。而焊接电流过小时，焊接热源不够，金属不熔化，达不到焊接所需要的效果。而焊接电流过大，加热过强，金属过热，焊缝表面易损坏，焊接性能变差。因此，在焊接过程中必须高度注意焊接电流的变化情况，通常对焊接电流进行稳定的输出，减小因电流波动引起的焊接质量的缺陷。

三、结语

简而言之，由于先进工业技术的快速发展，汽车行业的智能控制水平不断提高。随着汽车用户功能的多样化，必须要拓展和丰富汽车行业的生产方式，逐步淘汰陈旧的大型单线生产技术。机器人具有高精度、高效率、自动化程度高等特点，机器人焊接在车身焊接过程中可替代人工焊接，弥补了常规焊接的不足。焊接质量更能满足工业制造的需要，对汽车车身焊接起到特定的促进作用，能有效提高焊接质量的精度和效率。