工业机器人在汽车焊装领域中的应用探讨

曾盆 周雪锋 莫先勇

摘 要：汽车焊装是汽车制造的关键环节，做好焊装工艺质量控制对汽车的整车质量起着决定性作用。随着智能制造技术的不断发展，工业机器人在现代制造行业中的应用越来越广泛。传统的人工焊装的操作模式不仅存在故障率高、工作效率低下的问题，而且还制约我国汽车制造整体发展质量。基于工业机器人技术的汽车焊装工艺成为现代汽车制造的重要组成部分，所以加强工业机器人在汽车焊接领域中的应用研究具有重要的现实意义。

关键词：工业机器人;汽车焊装;应用

引言：

据相关调查数据显示，自进入21世纪以来，我国汽车销售呈现逐年增长的趋势，并且增长率大大超出了全球汽車销售增长水平，而且在全球汽车总产量占比方面，我国汽车实际产量占据着较大比重。面对我国汽车消费需求进一步扩大趋势，汽车制造企业必须进一步提高产能，不断生产高品质汽车，满足社会日益增长的消费需求。而在汽车生产制造过程中，焊装是极为重要的环节，也是提升汽车质量与产量的关键控制环节，因此，提高汽车焊装制造过程的机械化、自动化控制水平极为重要。而且，相对于其他行业而言汽车制造也是工业机器人应用较为广泛与深入的行业。可见，加强对工业机器人在汽车焊装领域中的应用分析探索极为必要。

1汽车焊装工业机器人相关概述

现在，在汽车生产车间中，汽车需要的焊接一般都是由工业机器人完成，工业机器人的组成一般包括，有机器人的底座、本体、控制柜、焊枪四个部分组成。底座和机器人位置上的关系，底座在机器人的下面，固定在板材上，机器人安装在底座的上方;这样安装的好处是，在焊接过程中能保证机器人焊接的稳定性;机器人本体的组成，有六轴伺服电机、其他机械传动结构组成;控制柜是控制着各轴联动动作，能保证机器人精准化运行，是机器人实现安全化操作的桥梁;焊枪它的主要任务是用来焊接的，对于不同的焊接位置需要使用不同的焊枪，市面上常见的焊枪有，二氧化碳气体保护焊枪、弧焊枪、激光焊枪、螺柱焊枪等[1]。

2工业机器人在汽车焊装领域应用的优势

机器人系统主要包括那些部分，包括机械、传感、控制部分。汽车的焊接对轿车制造非常重要，焊接质量的好坏直接影响整车装配的质量。随着工业机器人技术的不断提高，工业机器人在焊装领域的优势不断体现：第一，机器人的出现解放了人工，降低了工人工作强度，减少了焊接的故障率。传统的焊接模式是采取人工操作，需要人工把零部件放进夹具，通过焊枪焊接，费时费力。由于人工焊接模式效率不如工业机器人焊接效率，这会影响整车生产的周期。例如在轿车底板的焊接过程中，需要两个人配合操作，而且空间有限容易影响焊接的质量，存在一些焊接质量问题，像焊点变形、漏焊等。而工业机器人面对这些问题却可以轻松解决，工业机器人通过程序设定，可以对焊接位置精确焊接，也解决的因空间不足容易造成质量不稳定的问题;第二，工业机器人对于焊接的质量都是有保障的，工业机器人的出现提升了整车焊接水平，改善了传统焊接的不足。例如在传统的人工焊接中，空间的大小容易受到限制，人员的焊接技术，都会导致焊点的精确度不稳定，焊点的焊接顺序不一致，会最终导致焊接的偏差，而工业机器人这些问题都能避免，对于焊点的精确点，焊接的节拍，零件的稳定性都能保障;第三，工业机器的出现解放了工人，提高了焊接质量和效率，实现了轿车焊接的自动化。工业机器人在焊接过程中是完全自动化的，焊接出现的问题电脑会记录下来，能够对生产流程进行监控，有利于发现焊接问题，及时采取相应的措施解决问题[2]。

3工业机器人在汽车焊装领域的具体应用

3.1汽车焊装行业中常用工业机器人

焊装车间常见的工业机器人，主要是点焊、弧焊机器人。电焊机器人的优点，对空间要求不高，作业过程中性能稳定、焊接效率高。和传统人工焊接相比焊接的质量更有保障，工作效率显著比人工焊接高。焊装车间大部分都是点焊机器人，在焊接工艺中应用最广泛。在整车的装配中，大概需要三四千个焊点，这些焊点中大部分都是点焊机器人负责。点焊机器人焊接精确度非常高，精确度能控制在1毫米左右。弧焊机器人的焊接方式，通过连续轨道控制要点进行工作，能够根据设定好的路径和设定的参数进行焊接工作。弧焊机器人的优点，对于仰焊和立焊操作起来更加容易，焊接中的焊缝、弧长能够精确控制。弧焊机器人在焊接过程中对于焊接板材要求比较高，所以零部件在夹具中的固定需要位置精确，如果焊接过程中板材固定位置出现偏差，容易造成焊接质量问题[3]。

3.2工业机器人在汽车减震器焊接中的应用

在整车的焊接过程中，工业机器人对于减震器的焊接也是该领域比较普遍的现象。减震器对于汽车的驾驶非常重要，决定驾车的舒适度。对于汽车减震器的焊接过程中，需要根据客户的具体要求，对焊接位置进行设计确定，保障焊接成品的质量。一般来说，汽车减震器的焊接，焊接工序比较复杂，减震器的作用又比较重要，这时一般是用两个工业机器人，同步进行工作，更好的保证工作效率和质量，确保最终焊接出来成品的质量效果[4]。

3.3工业机器人在实现总拼工位多车型共线生产中的应用

传统的焊接工艺一般比较简单，在轿车的焊接中一般采用总拼工位方式，焊接方式单一简单。随着时代的不断发展，对技术的要求不断提高，轿车车型的逐渐多样化，需要采取差异化的焊接方式。而工业机器人的出现，解决了对于轿车多样化需要差异化焊接方式这一问题。工业机器人相对于传统的焊接方式可谓优点很多，具备更加灵活性的操作，总拼工位能够对多车型进行焊接，提升了焊接效率，实现了多车型的共线生产，有效提高了资源利用率，对于节约成本、提高效率效果显著。

3.4焊接系统的仿真模拟应用

在自动化控制系统的作用下，工业机器人可以实现焊接操作自动化、智能化。由此可见，工业机器在对于焊接系统有着至关重要作用。在借助工业机器人的焊接系统进行焊接控制前，应确定好工业机器人操作范围、焊枪角度等参数，将这些参数输入计算机模拟系统中对焊接路径进行事先模拟、调整、优化，确保实现焊接工艺的可行性和高效性[5]。

结语：

综上所述，在汽车的焊接过程中，工业机器人的出现应用，解放了工人的劳动力，提升了焊接工艺质量，极大提高了工作效率，相对于人工而言，工业机器人出现的错误率更低。工业机器人的大面积推广使用，既保证了质量，也推动了我国汽车制造业的快速发展。

参考文献：

[1]南博.工业机器人在汽车焊装领域中的应用浅析[J].内燃机与配件，2021（08）：207-208.

[2]白海龙.关于工业机器人在汽车焊装领域中的应用浅析[J].中国设备工程，2020（21）：37-38.

[3]安琪.焊接机器人在汽车焊装领域中的应用思考[J].中国设备工程，2020（06）：19-21.

[4]宛春驰，周海雁.焊接机器人在汽车焊装领域中的应用[J].科技经济导刊，2016（04）：48.

[5]李铁柱.焊接机器人在汽车焊装领域中的应用[J].汽车零部件，2014（12）：64-66+42.