浅谈工业机器人在汽车生产行业的应用

李想

摘要：在汽车生产的四个过程和关键零部件的生产过程中都在使用工业机器人。工业机器人因其安全、高效、节约成本、易于管理等特点，在汽车生产工业中起着重要的作用。简要介绍了工业机器人在汽车生产工业中的应用，并在实际生产过程中考虑了工业机器人的不足。希望工业机器人能更好地为汽车生产行业服务，更好地适应当前的社会发展。

Abstract： Industrial robots are used in the four processes of automobile production and the production of key components. Industrial robots play an important role in the automotive production industry because of their safety， high efficiency， cost savings， and ease of management. The application of industrial robots in the automobile production industry is briefly introduced， and the shortcomings of industrial robots are considered in the actual production process. It is hoped that industrial robots can better serve the automobile production industry and better adapt to the current social development.

关键词：汽车生产行业;工业机器人;应用

Key words： automotive industry;industrial robots;applications

0  引言

机器人是一种适用于现代制造的综合自动化设备，如机械、电气、电子、计算机、控制、传感器、人工智能等。目前，工业机器人的发展非常迅速，技术也非常成熟。已广泛应用于汽车生产、航天、金属加工、电子、矿山等行业，可替代焊接、装卸、堆放、喷涂、装配、检测等手动操作功能。在工业机器人的应用领域，机器人在汽车工业中的应用占整个市场份额的60%以上。随着机器人在我国的实施，工业机器人的发展和应用也提出了更高的要求。因此，了解工业机器人的结构、功能及其在汽车工业中的应用具有十分重要的意义。

1  工业机器人概述

1.1 工业机器人的组成

从机器人的结构上看，它主要包括主体、控制系统和驱动系统，如手、手腕和手臂都有一定的自由度。机器人的手部通常有4到7个自由度;机器人的腕部有2到3个自由度;机器人的臂部有4到5个自由度。

驱动系统主要由两部分组成，即动力机构和传动装置。

主要设备包括计算机控制、传感器接口控制、显示盒控制、轴控控制和各种辅助设备控制。

该传感器具有与人的听觉、视觉、触觉等多种感官功能相似的功能，既能感知和控制机器人的运行速度，又能控制机器人的位置和设备的运行状态。在控制机器人运动的过程中，辅助装置也起到控制作用。

各设备独立运行，互不干扰，但具体操作可相互限制，并在协调中进行调整，使机器人达到自动运行状态。

1.2 工业机器人采用的控制方式

在工业机器人的实际操作中，通常需要通过机器人传感器的动作来实现周边信息的获取。在基本接收完成后，及时将相应的信息发送给控制系统。在操作阶段，控制系统可以及时地分析操作指令。通过相关指令，机器人能够完成相应的操作并在智能系统中操作，这反映了对环境的强烈适应性。工业机器人可以使用触觉控制，使得当机器人处于实际运行阶段时，可以稳定地提高使用效率，大大提高了精度，保证了操作过程的安全性。机器人可以与周围环境接触。在特定的接触中，通常感觉到触觉。同时，可以实现运动的有效协调，并产生对自动控制过程的积极影响。工业机器人借助于智能教学的基本手段，在行为和动作方面根据具体的标准执行实际动作，获取相关的状态和位置信息，从而进行更科学的控制。在位置控制中，机器人一般处于穩定的运行状态，只有能够保证状态，才能进行科学、智能的操作，更清楚地显示目标与目标之间的距离，可以选择最佳道路的基础工作。

1.3 工业机器人的优点

1.3.1 为企业节约生产成本

与传统的人工不同，机器人是不需要吃饭和休息的机器。它们可以整天工作。例如，如果将产品转移到输送机上，则需要几名甚至数十名员工进行手动操作。与机器人不同，一个人可以控制一台或多台机器来完成操作，从而节省了企业的人工成本，并且机器人的操作比工人的操作更顺畅。当一个人连续工作时间长了，他会失去理智并犯错，而机器人则不会。

1.3.2 高效的生产效率

由于机械手是固定的，编程是固定的，生产产品所需的时间也是固定的。由于工人的技术水平不同，效率没有差别。由于自身存在的问题，产品质量不同，产品收率低，造成原材料的浪费。但是机器人不会，因为它们的成品比人更有效率，更有利于企业。

1.3.3 具有较高的安全系数

由于大多数企业要求员工夜班，夜班向员工的转变可能导致因疲劳或粗心造成的工业事故。该问题在使用机器人时不会发生，并且可以安全地生产该产品。然而，一些工作更危险，例如采矿业。机器人的操作更加准确、稳定、安全，确保了员工的人身安全，大大降低了人员伤亡的可能性。

1.3.4 便于企业管理

公司的员工在家里不可避免地会出现身体不适或紧急情况，甚至有些员工会偷偷摸摸地欺骗，从而难以确保日常生产。企业引入机器人后，员工人数可以减少，机器人不存在上述问题，机器人的使用给企业的管理带来了方便。

2  工业机器人在汽车生产中的应用

2.1 焊接机器人在汽车中的应用

在机器人焊接过程中，焊接过程的计划直接影响车身的质量和性能。工业机器人工作者可以解决诸如工业机器人之类的问题，安装合适的焊接工具，并运行最合适的过程，以确保机器在点焊过程中插入点焊错误，提高点焊精度并改善点焊结果。汽车车身的电弧焊也可以通过进线实现。机器人配备有高精度传感器，并且机器人的工作由计算机控制。路径和轨迹可用于机器人的圆弧插补和线性插补。它具有插值特性，电弧焊和线性焊可以达到更好的焊接效果。

2.2 搬运机器人在汽车中的应用

传统汽车制造商在生产汽车发动机时，由于其复杂的加工技术，极其复杂的形状，对尺寸精度的要求高，普遍使用CNC加工中心等特点。但是，数控加工中心的缺点是工件在工作台上的定位精度较高，机床操作人员的素质较高。因此，在传统的生产线中，由于操作人员的缺乏引起的一些操作误差，影响了企业的生产。使用机器人搬运工件后，由于可靠性好，几乎完全可以避免这种情况，大大提高了生产的准确性。同时，移动和运输机器人可以完成使用多个人完成的工作。随着中国劳动力成本的提高，机器人在节约成本方面的优势将逐渐变得明显。

2.3 装配机器人汽车生产中的应用

传统汽车制造商现在在其汽车装配线中增加了机器人，同时提高了效率，精度和劳动强度。特别是在装配机器人如风挡密封条、汽车仪表板等中发挥重要作用，具有多个高精度的装配要求，大大提高了装配效率和质量。

2.4 喷涂机器人在汽车生产中的应用

汽车本身的喷涂工作对操作人员来说是非常繁重和危险的，企业将放弃人工选择，使用机器人来完成这项工作。在汽车生产过程中，涉及各种机器人，需要大量的机器人。机器人在汽车制造中的作用是不可替代的。

3  工业机器人实际应用中遇到的问题

3.1 不同品牌之间不匹配

主流机器人制造商有各自的标准，彼此之间无法沟通，这为机器人的发展带来了巨大的阻碍。

3.2 设计人员没有将机器实际的工作环境考虑在内

由于同一机器人可以应用于不同的领域，设计人员在设计中没有充分考虑到这种关系。同一机器人应用于汽车制造业，另一机器人应用于化工行业。由于工作环境的不同，化工公司的机器人与腐蚀性化学品的接触时间已很长，两个机器人的原始使用寿命为20年，化学公司机器人的使用寿命缩短，可缩短至15年。机器人在汽车制造企业的使用寿命仍在20年。

4  结论

由此看来，工业机器人在汽车工业中的应用具有十分重要的意義。同时，在现实生活中，节能、环保、安全、舒适和智能通信已成为汽车技术发展的重要趋势，并且是汽车可持续发展的关键。随着人们对环境的高度重视，对高性能，高环保和高安全性的汽车的研究已成为重要的课题。减轻汽车重量就是汽车健康，这是减少燃油消耗和排放的有效可行的方法之一。为了实现汽车轻量化的设计，必须注意高强度钢，轻量化材料，复合材料，工程塑料等材料，然后运用现代制造技术来实现轻量化汽车的目标。

参考文献：

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