工业机器人在汽车智能制造生产线中的应用

高宗辉 潘希友 李克龙

[摘    要]近年来，国内汽车制造行业飞速发展，怎样提升生产精度和工作效率，受到了越来越多汽车厂商的关注。在科技发展的支持下，在生产过程当中，投入工业机器人已经成为现代汽车制造行业发展的重点内容之一。工业机器人有着空间体积更小，利用性能更高，能够适应各种工作环境，有效提高生产效率与生产精度的优势。因此，在汽车制造行业中得到了广泛引用，提高了企业经济效益。工业机器人具有极高的智能性，能够满足多个领域的生产工作，包括搬运、喷漆、焊接、组装等方面。对现代工业机器人运用的优势以及现状进行概述，探究工业机器人在汽车智能制造生产线上的运用。

[关键词]工业机器人;智能制造;汽车生产线

[中图分类号]TP242.2 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）04–000–03

Application of industrial Robots in Automotive

intelligent Manufacturing Production Lines

Gao Zong-hui，Pan Xi-you，Li Ke-long

[Abstract]With the rapid development of the domestic automobile manufacturing industry in recent years， more and more automobile manufacturers have paid attention to how to improve production accuracy and work efficiency. With the support of scientific and technological development， in the production process， investing in industrial robots has become one of the key content of the development of modern automobile manufacturing industry. Now industrial robots have smaller space， higher utilization performance， and can effectively adapt to various working environments. ， The advantage of effectively improving production efficiency and production accuracy. Therefore， it has been widely cited in the automobile manufacturing industry， effectively improving the economic benefits of enterprises. And industrial robots are highly intelligent and can meet production tasks in multiple fields， including handling， painting， welding， assembly and so on. The article provides an overview of the advantages and status quo of the application of modern industrial robots， and explores the application of industrial robots in the production line of automobile intelligent manufacturing.

[Keywords]industrial robot; intelligent manufacturing; automobile production line

隨着近几年国内经济的飞速发展，社会对于汽车需求量也逐步增加，增大了汽车行业的销量。使得国内汽车制造行业迎来一个飞速发展阶段，市场竞争变得极其剧烈，汽车制造业迎来各种各样的改革，更高的人性化、智能化要求，更优的性价比，各方面的因素为汽车制造带来了全新的挑战。在这样的时代背景下，工业机器人因为高性价比，智能化、更高的工作性能等优势，而被汽车制造企业逐渐重视，并在智能生产线上得到了有效的运用。

1 工业机器人的现状

1.1 发展现状

机器人的定义是多功能智能操作设备，具有高精度控制能力，且可编程。能够用于加工、搬运等多个领域当中。而工业机器人的定义更侧重于工业领域使用的现代自动化生产机械。包括机械手臂、自动加工中心等，主要被应用在工厂自动化、计算机集成制造等方面。欧洲与日本对于工业机器人的研究处于世界领先地位。20世纪80年代，国内刚开始对工业机器人进行研发，经过众多学者多年以来的不懈努力，终于催生众多具有技术实力的科研机构与企业。

1.2 工业机器人应用原因

（1）能够有效降低企业的人工成本。通常来说，汽车制造业的工作者薪酬因年限的增长而不断提高，而机器人的成本近乎于一次付清，后期只需要较少的维护费用。由此可明显比对出两者的经济效益。

（2）机器人具有更高的工作质量，更广泛的适用领域，能够有效适应恶劣工作条件，保障生产安全。很多工作项目会在一定程度上对员工的身体健康造成影响。但机器人并不需要考虑这个问题，可以长期不间断进行工作，并且能够适应各种工作内容。

（3）在汽车生产的一线工作中，工作内容极为单调，员工难免会出现精神上的乏味，继而厌烦工作，导致工作效率下降。但机器人能够不断地精准地执行相同的内容，提升了工作质量，规避人工失误。

1.3 工业机器人的应用优势

随着科学技术水平的飞速提升，现阶段的工业机器人也得到了极大的发展，基于各种外界感知与控制系统的配备，通过机器人智能化系统集成技术，能够有效地实现智能无人化操作，利用机械来取替人工，提高制造行业工作质量与生产效率，提高企业的自动化水平。现阶段已经有不少一线工人被工业机器人取代，这些工人转为对设备的维修养护工作。在人力成本越来越高的背景下，机械取替人工的趋势越来越明显，这也是科技进步的必然发展。使用人工，需要投入大量的成本，做好相应安全保障，并且员工工作能力还存在差异，工人流动性较大，可能会造成用工荒的问题，对工厂带来相应的损失。通过运用工业机器人能够有效解决这些问题，对于机器人所需要投入的成本主要是制造与维护。这部分成本相较于长久生产而言较少。同时机器人的工作效率更高，无需休息，做好科学的维护工作，可以保证机器人的长时间工作状态。在一些恶劣的工作条件中，机器人具有更好的工作性能。例如：高海拔工作环境，普通人由于呼吸受到影响，工作效率大幅降低。或者深海作业、高空作业、有毒有害环境作业，这些都会对工人造成极大的生命安全威胁。但是工业机器人能克服这些问题，即使在恶劣的工作环境下，依旧有着良好的工作效率，几乎不会受到外界因素影响。即使发生意外，导致了机器人受损，只要将设备进行回收，更换其中损坏的部件，便可重新投入使用。相比于人工来说，免去了经济纠纷的隐患，也大幅节约了成本，提高了企业经济效益。由此可知，对汽车制造企业机器人的运用具有极大的优势。

2 工业机器人的技术特点

2.1 较高的灵活度

工业机器人能够有效地应用在各种生产工作当中，只需要针对性进行一些微小的改动与调整，就能够有效地投入到工作岗位当中。相比于以前在汽车生产行业中所运用的焊接机，现代工业机器人具有更高的灵活性，具有多变的适应性。以往的焊接机一般情况下只可以完成某一种固定类型汽车生产制造。而现代工业机器人能够改变内部程序与使用工具来满足各类汽车的加工制造需求。因此，现代工业机器人能够取代传统焊接机的使用，推动汽车制造行业的生产加工与时代相符，变得更加高效。

2.2 更高的工作效率

使用工业机器人的最大好处是能够将以往汽车制造行业中所存在的各种不足进行弥补改进。例如：对于一些尺寸较大，质量较高的汽车零部件，传统采用人工搬运的方式，效率极低，且存在危险性，容易对员工和零件造成伤害，通过工业机器人进行搬运能够有效解决该问题，工业机器人的最大承重能够达到1 t，只要预先完成充电，机器人便可以进行长时间的不间断工作，有效地提升汽车制造行业的生产效率。

3 在汽车制造行业的运用

3.1 零部件搬运工作

工业机器人在汽车制造行业当中最基础的应用方式就是汽车零件的搬运与組装。通过为机器人安装适合的搬运工具，如法兰盘抓放工具，机器人便可在程序的控制下，自动运行到规定位置，进行零件运输。工业机器人的搬运操作具有精准且迅速的优势，工作完成的更加高效，且不会伤害零件。另外在实际工作当中，工作人员还可以针对汽车零件特点，选择各种抓取工具，满足各种汽车零件的运输工作，提高汽车生产的工作效率。

3.2 车体的焊接处理

工业机器人还能应用在车体焊接处理当中，一般来说，车体焊接主要运用电焊与弧焊两种工作方式，是汽车焊接处理的重要工作内容，执行水平会对整体焊接工作的质量造成影响。因此，应用工业机器人在执行汽车焊接处理时，需要具体编写相应的焊接工作程序，并将其安装到机器人的智能系统中，为机器人配备相应的焊接工具，就可以投入焊接工作。在实际工作中，机器人能够有效地执行各类焊接操作，例如，点焊处理，因为机器人优秀的工作精准度，能够减少点焊处理中的误差，提升工作质量;在弧焊处理过程中，通过配备智能传感器，实现机器人智能结合路径，完成标准的弧焊处理。另外，机器人还可以通过直线、圆弧插补的方式有效融合直、弧焊接技术，保证高水平的焊接处理。

3.3 车体喷漆和涂胶工作

在汽车喷漆处理当中，机器人重点负责汽车外观喷漆以及连接部位的涂胶工作。具体应用时，专项编写喷漆程序，安装到机器人的系统当中，配备对应的喷漆工具。机器人便能够结合对应程序完成汽车的喷漆处理，并且根据车型的改变更换喷漆工具。在喷漆工作中运用机器人，有效地提升喷漆处理的质量与效率，并且不存在人为失误，喷涂更加均匀。而且，部分喷漆工作会一定程度上对人体造成危害，通过工业机器人的使用，能够有效提高工作的安全性。此外，为工业机器人更换对应的喷涂工具，还可以有效地完成各个连接部位的涂胶处理。一些优质的机器人，甚至可以自动判断车体材料，智能选胶并进行涂抹。

3.4 汽车整体装配

在汽车整体装配工作当中，工业机器人也有着极大的应用。相比于其他工业机器人而言，装配机器人的专业性更强，具有更加精准的工作能力，可以适应多种工作条件。近年，随着汽车行业的飞速发展，对于生产制造的标准也逐渐提高。每辆汽车都是通过众多部件共同构成，并且安装较为繁琐，仅凭借人工进行安装无法满足生产的需求。通常一辆汽车的装配涵盖了车灯、车门、发动机、仪表、电池、座椅等部件。通过装配机器人的运用，能够有效提升装配的精度与效率，提升企业的经济效益。

3.5 汽车的验收工作

零件生产、车体焊接、喷漆处理以及整体装配就是汽车制造的主要流程，至此便完成了汽车的生产。但要想将汽车正式进行销售，还需要一项重要的环节，就是对汽车性能质量的检验，确保汽车的安全性，给予用户可靠的保障。因此，在汽车正式出厂前一定要做好检验工作。该环节重点验收汽车的安全性能，该工作具有极高的危险性，所以要尽可能地降低人力的使用，以免安全事故的发生。此时工业机器人安全性的优势就显得极为显著，例如KUKA类型的机器人，应用在汽车性能检验当中，有两个功能，分别是测验操控与图像传感，这两项功能相互辅助进行操作，先是获取测试对象的图像信息，并与规范零件进行智能分析对比，进而完成对零件安全性能的检验。另外，还有专项进行碰撞实验的碰撞机器人，能够对车体遭受冲击进行模拟测试。在这之中，机器人可以自动对车速进行调节，实现宏观调控，从而判断出在冲击发生时，可以将伤害降到最小的方式。并且高效地对车内受撞击情况进行记录，制造厂商通过对以上信息的整理研究，针对性地改进汽车性能，有效提高汽车的使用质量，具有更高的安全保障。

4 结束语

随着国内经济水平发展越来越快，社会对于汽车的需求量也逐渐提升，扩大了汽车的销售市场。汽车生产企业通过对工业机器人的有效运用，能够提升生产效率，满足市场行业的需求。基于工业机器人的先进生产技术以及智能管理效果，能够满足各个工序的加工需求，提高企业生产线的生产质量。因此，将工业机器人运用在汽车智能制造生产线能够极大地促进行业发展，提升企业核心竞争力，推动国内汽车制造行业水平更上一层楼。

参考文献

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