机器人在汽车焊接生产线柔性化中的应用

张明超 王文雅

摘要：柔性制造技术是及自动化技术、信息技术以集制作加工技术于一体的一个有机系统，而现代机器人自身也具有信息传递性、机械性与精度性的基本特征，所以将现代机器人应用在汽车焊接生产线柔性化中能够促进汽车焊接工艺水平的提升，降低成本，提高生产效率，增大生产制造的灵活程度。本文就机器人在汽车焊接生产线柔性化中的应用的相关内容进行了分析。

关键词：汽车焊接；生产线柔性化；机器人；应用

随着社会的不断进步以及经济的快速发展，我国的汽车制造行业也得到了较快的发展。而随着科技技术的不断创新与进步，不断的将机器人应用在汽车的制造行业中已成为当前汽车制造行业的主要发展前景。因此，不断的将机器人应用在汽车的焊接生产线的柔性化中，对于有效的提高汽车的生产质量，有效的提高汽车的生产效率以及有效的促进我国汽车制造行业的发展都具有至关重要的作用。

一、焊接中机器人的功能和特性

1、作用范围较广。

机器生产的最大特点就是能够有效代替人工，进而不仅可以有效的节约人力资源，而且还能有效的保证汽车的生产质量，从而不断的提高汽车的生产效率。因此，机器人在汽车制造行业中的应用范围就更广，进而就能近距离的接近汽车的焊接部件，以此来有效的提高汽车焊接工作的效率。

2、操作性强，控制性能好。

机器生产具有较强的灵活性，这也在一定程度上保证了机器生产的操作准确性。此外，机器生产大多都采用的是编程化的生产模式，进而就能有效的降低汽车生产的出错率，从而就能提高汽车的生产精度。

3、动作迅速。

动作极其快速，能在单位时间内完成更多的生产任务，这对于生产效率的提高创造了条件，同时针对现如今人们对机型转换的更高要求，机器人焊接的应用能够很好的满足消费者的需求。

4、机器人相对体积小，节省工作空间。

相比人工操作来说，机器人运作另一大好处就是要的空间要少，一般机器人的高度不会超过人高，同时它的小巧正保证了它工作的能动性高，灵活度高。

二、汽车焊接生产线柔性化的必要性

汽车车身是经过冲压、焊接、涂装、总装4个主要工艺过程生产出来的。在汽车换型改造时，涂装和总装生产线一般都具有良好的通用性，改造量较小。增加新车型冲压模具和焊接工装夹具虽必不可少，但汽车换型最主要的是改造焊接生产线。汽车换型需要生产厂商投入巨额资金，而降低汽车换型的投资成本的主要措施之一，是提高汽车焊接生产线柔性化程度，使其改造量降至最小。汽车焊接生产线柔性化就是在一条焊接生产线上能进行多种车型车身的焊接。

焊接生产由于与产品结构变化关系更密切，因此汽车产品换型对焊接生产线的要求更多，焊接生产线需要更多的改变才能对新产品多样化具有更大的灵活适应能力。即汽车焊接生产线需要有高度的柔性，才能满足车型产品更新换代的需要。

焊接生产线的任务是将冲压零件分级装焊成焊接合件，不同的车型产品需有不同的焊接生产线。即使是同类产品的不同型号的同类级别焊接总成，无论是在焊接生产线上的工装夹具，还是焊接设备，以至生产线工位数量及平面布署都有所差别。因此，为适应不同车型产品结构差异，需要焊接生产线必须具有高度的灵活性和柔性。

由此可见，任何改变产品结构或外形的产品换型，都意味着其原有焊接生产线的改变。如果原有焊接生产线具有一定程度的柔性，通过局部改造，新产品完全可以在原焊接生产线上进行生产。如果现有焊接生产线不具有柔性，不能混线生产新车型，那么，需要另外新建生产线，导致原有整条焊接生产线全部淘汰或闲置，造成资金的极大浪费，因此，焊接生产线具有柔性非常重要，决定着产品变型和多样化的难易程度、可能性和投资规模。

三、机器人在汽车焊接生产线柔性化中的应用

在汽车焊接生产线中，每一条固定的生产线都是由各个小的部分组成的，比如相应的有焊接设备、焊接用到的夹具以及机械化运输设备等部分。所以整体的柔性化就需要各个部分的柔性化来保证，其中焊接设备的柔性就成了关键，而对应的焊接工装夹具的柔化程度则成了决定焊接生产柔性度的主要因素。在目前汽车焊接生产中，主要有三种焊接设备用于生产，即手工焊接设备、自动焊接专机以及焊接机器人。

但是相比前两种来说，机器人焊接显得更加灵活，相应的生产线的柔性化也是最高的，这也是现如今机器人焊接技术被大量应用的原因之一。机器人焊接集动作灵活度高、机体独立、自动化程度高、柔性化程度高等众多优点于一身，在生产中就显得更加重要。利用机器人实现焊接生产，能够保证产品的高质量，保证工期的最短、生产线的灵活度最高、产品生产最稳定等，所以机器人焊接生产技术作为新时代的产物，在汽车焊接生产中是提高焊接生产线柔化程度的关键，在汽车焊接生产中发挥着极大的作用。

1、优化焊接的实际方案。

在汽车焊接生产线柔性化中应用现代机器人能够加强对于系统设计参数的优化，其中包括有效载荷、各轴的自由度范围等。事实上目前的机器人的工作范围内容相对较多，可以利用3D设计模型进行仿真模拟危险点的焊接，在优化机器人的高度以及设计路径模拟顺序之后，形成焊接实际方案的优化。充分利用机器人工作站，以控制器、清枪系统、输送系统、焊接夹具、排烟除尘设备以及安全防护等装置的合理配搭，来为汽车焊接生产线柔性化奠定方案设计基础，经过方案的合理论证之后，从而为高柔性化的短時弹性生产提供设计保障与设备保障。

2、提升焊接工艺质量与精准程度。

现代机器人在汽车焊接生产线柔性化应用时，能够首先充当劳动力，实现机械化的作用，以焊接工作为例，往往现代机器人在焊接工艺的使用上主要分为两个类型，分别是点焊与电弧焊，这是因为电阻点焊的过程相对简单，不需要追踪焊缝轨迹等内容，其次电弧焊的最大特点就是柔性，所以现代机器人在实际应用时可以通过编程来合理改进焊接轨道的痕迹与顺序，以此来适应多样化的焊缝产品品种。因为现代机器人在应用焊接工艺时能够促进生产线的灵活性与多样性：即同一条生产线之中，可以针对不同的车型进行相应的装配与焊接，保证车身上的五千左右个焊点都能够满足焊接要求，所以我国以机器人为核心的组成柔性焊装生产线能够为以后的大规模生产奠定了基础。

四、结语

综上所述，随着汽车制造行业的不断快速发展，不断的研究与分析机器人在汽车焊接生产线柔性化中的应用，对于有效的满足人们对汽车机型高速变换的需求以及有效的提高汽车的制造质量与生产效率都具有至关重要的作用。因此，我们应首先认识与了解汽车焊接生产线中柔性化的必要性，进而了解到焊接中机器人的功能和特性和机器人在实现焊接生产柔性化中发挥的关键性作用，以此来不断的将机器人设备运用在汽车的焊接生产线的柔性化中，以此来不断的提高汽车的生产质量以及生产效率，从而有效的促进我国汽车制造行业的发展。

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