机器人系统在汽车车身制造技术中的应用

杜志华 李军峰

摘 要：文章研究分析了汽车车体焊接制作环节中，对多类相异连接工艺和机器人操作技术之间的复合式应用模式及其发展方向。

关键词：智能机器人；操作系统；汽车制造；车体焊接

目前智能机器人焊接技术在汽车制造领域中获得了大力的普及运用，并且由此彰显出了当今汽车车体焊接工序又出现了一个新的突破。焊接机器人的广泛应用让当今各类装配对接工艺呈现出很强的柔性化功能，也就是指：其满足了各类相异汽车零部件的组装需求、可在极短时间内迅速完成多类组装对接技术的模式转型，最高效率地展示智能机器人的功能特征，让其可依照多类具体需求来有效推进其他组装对接工艺的运用和完善。上汽通用在焊接车体制作阶段中选用了功能丰富的机器人操纵设备，譬如汽车车体激光焊接工序、压合工序、局部焊接工序、冲压对接工艺、涂胶工艺、总成组装工艺，另外还有激光远程遥感检测工艺等，都穿插利用了多类形式的机器人操作机构。

1 汽车车身焊接机器人操作机构的组成元素

焊接机器人操纵装备体系是功能独立、动作空间大、操作形态变化机动、自动性控制水平高、柔性效能佳的焊接作业机构，具备丰富的加工效能、反复操作时精准性强，对接品质佳、抓取负荷重、操作效率高、操控安全可靠等工艺特性。焊接机器人装备是焊接工艺达到柔性指标要求的必然选择，是否选用焊接智能机器人这一先进性加工工具是车身焊接作业线是否具备应有柔性化水平的基本象征之一。焊接智能机器人操作机构的组成总体来说是由焊接型智能机器人主体、机器人操控器、工装现场转换接触器、工装转回操作支架、自动调整支座以及机器人设备本体内第七轴等多类部件所组成。在具体焊接操作过程中，再依据相应的组装要求实施与之相配套的功能组合。对某一已确定型号的智能机器人来讲，也就确定了其本身所具有的抓重、操作半径、加工精度等主要操作指标，其加工高度可利用不同尺寸的机座来进行调配。

智能机器人的操控机构是由调控器来承担，程序编制是依靠人工操作键盘来实现。一般情况下焊接智能机器人具备一专多能的用途，比如可以同步完成拼组和焊接工序，或是同步完成涂胶和对接工序等，此类过程是依托焊装智能机器人机构本身的快速调换接头及工装机架的操作组合来迅即完成的，所耗时间只有几秒，由此大幅度提升智能机器人的操作功效，减低工程运行成本。[1]

2 智能机器人复合操作工艺

2.1 智能机器人激光焊接工艺

所谓激光式焊接工艺是说利用激光光束作为焊接过程中的热能来源，智能机器人装置充当操作机构，具备能量聚焦性强、供热能力强、焊接功效高、焊接过程微变形等技术特点，可完成对薄板材料的快速焊接。激光焊接设备通常包括激光喷射议、光线传到机构、焊接调控机构等若干部分。由于依托激光发射所带出热能而进行的熔焊作业对焊接接头部分的精准度要求甚为严格，所以不得不采用激光式焊接机器人来完成所需要的焊接作业工序，并选取不同于普通智能机器人的绞臂型焊装机器人来完成这一操作过程。

2.2 借助于智能机器人的激光遥控监测工艺

视觉性直观检测作为当今一款新式的检测方法，具备检测范围宽、无需直接接触、观察方便、操作迅速、精度极高等工艺优点。眼下此类技术检测方式在汽车结构性能检测系统中得到了广泛应用，其可以完成汽车车身的远距离检测，且可充分展示出汽车产品质量上的误差范围，既提升了汽车制造中的质量达标率，亦给优化工艺、缩小偏差构建了一款闭合的操控体系。以智能机器人为基础的柔性远程检测体系，视觉认知体系融入机器人装备自身之中，借助于管控机器人的移动路径变化来操纵视觉反映器，并确定出其在空间的具体哪一部位，从而完成对测量目标的测试。

在车身焊接作业中，激光遥控检测工艺获得了大力的应用，譬如车门盖组装、前身切削焊接、车体后部尾灯部位的确定等。以往的焊接作业中，车体后部尾灯定位孔是在冲压单体部件时来完成的，借助于一整套焊接工序，其累计偏差极大而且极难得到精准的控制，这就造成尾灯装好之后和周边的定位尺寸不匹配、安装效果欠佳。[2]

2.3 智能机器人在汽车车体点焊工艺中的运用

点焊对接工艺是汽车本身制作工序中的古老工艺，是车体焊接对接工序中的主要操作内容。在焊接的操作程序中，伴随着汽车车体混装制作工序的迅猛发展以及合金板材在焊接中的广泛运用，此外在多层型板的焊接过程及高品质钢板的具体应用过程中，智能机器人的多种功能越发得到淋漓尽致的发挥。[3]智能机器人操作机构的大力运用强化了焊装的品质和精度、提升了焊接速度、减小了工人的作业量、达到了多种车型的混流生产效果。

2.4 智能机器人在汽车车体压合工艺中的运用

压合工艺在高品质汽车制造过程中占有极其重要的地位，传统的压合技术一般采用模具和压机的形式，其投资费用较高、占地面积较大。机器人系统与压合技术的结合产生了机器人滚边压合新技术，它通过机器人与特殊设计压合滚轮的配合，在一定的焊接压力下实现诸如天窗顶盖、四门两盖的压合方式连接。该技术可以实现多品种的混流生产，这样可以降低投资成本。通过快速的涂胶系统可以满足不同类型涂胶的要求，涂胶均匀可靠，尤其对于特殊胶型可以实现精确的控制，提高涂胶速度。[4]

3 结语

综上，由于汽车车身制造的批量化、多样化、高效率以及对产品质量一致性的要求，机器人系统在汽车车身制造技术中得到了普遍的应用，将机器人技术与激光连接技术进行复合使用，可充分发挥各类技术的优势，获得最佳连接效果。

参考文献：

[1]叶伟标，杜启业，华栋，崔佩仪.基于电力带电抢修作业的机器人开发与应用[J].设备管理与维修，2018（06）.

[2]曹昭.智云机器人兼容控制系统的关键技术研究与应用[J].科技创新与应用，2018（14）.

[3]梁文莉.全球机器人市场统计数据分析[J].机器人技术与应用，2018（02）.

[4]尧李慧，蔡晓华，田雷，侯云涛.自走式智能牛舍清洁机器人路径设計与研究[J].农机化研究，2018（01）.