淺談工業(yè)機器人在汽車生產行業(yè)的應用

李想

摘要：在汽車生產的四個過程和關鍵零部件的生產過程中都在使用工業(yè)機器人。工業(yè)機器人因其安全、高效、節(jié)約成本、易于管理等特點，在汽車生產工業(yè)中起著重要的作用。簡要介紹了工業(yè)機器人在汽車生產工業(yè)中的應用，并在實際生產過程中考慮了工業(yè)機器人的不足。希望工業(yè)機器人能更好地為汽車生產行業(yè)服務，更好地適應當前的社會發(fā)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.

關鍵詞：汽車生產行業(yè);工業(yè)機器人;應用

Key words： automotive industry;industrial robots;applications

0 ?引言

機器人是一種適用于現(xiàn)代制造的綜合自動化設備，如機械、電氣、電子、計算機、控制、傳感器、人工智能等。目前，工業(yè)機器人的發(fā)展非常迅速，技術也非常成熟。已廣泛應用于汽車生產、航天、金屬加工、電子、礦山等行業(yè)，可替代焊接、裝卸、堆放、噴涂、裝配、檢測等手動操作功能。在工業(yè)機器人的應用領域，機器人在汽車工業(yè)中的應用占整個市場份額的60%以上。隨著機器人在我國的實施，工業(yè)機器人的發(fā)展和應用也提出了更高的要求。因此，了解工業(yè)機器人的結構、功能及其在汽車工業(yè)中的應用具有十分重要的意義。

1 ?工業(yè)機器人概述

1.1 工業(yè)機器人的組成

從機器人的結構上看，它主要包括主體、控制系統(tǒng)和驅動系統(tǒng)，如手、手腕和手臂都有一定的自由度。機器人的手部通常有4到7個自由度;機器人的腕部有2到3個自由度;機器人的臂部有4到5個自由度。

驅動系統(tǒng)主要由兩部分組成，即動力機構和傳動裝置。

主要設備包括計算機控制、傳感器接口控制、顯示盒控制、軸控控制和各種輔助設備控制。

該傳感器具有與人的聽覺、視覺、觸覺等多種感官功能相似的功能，既能感知和控制機器人的運行速度，又能控制機器人的位置和設備的運行狀態(tài)。在控制機器人運動的過程中，輔助裝置也起到控制作用。

各設備獨立運行，互不干擾，但具體操作可相互限制，并在協(xié)調中進行調整，使機器人達到自動運行狀態(tài)。

1.2 工業(yè)機器人采用的控制方式

在工業(yè)機器人的實際操作中，通常需要通過機器人傳感器的動作來實現(xiàn)周邊信息的獲取。在基本接收完成后，及時將相應的信息發(fā)送給控制系統(tǒng)。在操作階段，控制系統(tǒng)可以及時地分析操作指令。通過相關指令，機器人能夠完成相應的操作并在智能系統(tǒng)中操作，這反映了對環(huán)境的強烈適應性。工業(yè)機器人可以使用觸覺控制，使得當機器人處于實際運行階段時，可以穩(wěn)定地提高使用效率，大大提高了精度，保證了操作過程的安全性。機器人可以與周圍環(huán)境接觸。在特定的接觸中，通常感覺到觸覺。同時，可以實現(xiàn)運動的有效協(xié)調，并產生對自動控制過程的積極影響。工業(yè)機器人借助于智能教學的基本手段，在行為和動作方面根據具體的標準執(zhí)行實際動作，獲取相關的狀態(tài)和位置信息，從而進行更科學的控制。在位置控制中，機器人一般處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)，只有能夠保證狀態(tài)，才能進行科學、智能的操作，更清楚地顯示目標與目標之間的距離，可以選擇最佳道路的基礎工作。

1.3 工業(yè)機器人的優(yōu)點

1.3.1 為企業(yè)節(jié)約生產成本

與傳統(tǒng)的人工不同，機器人是不需要吃飯和休息的機器。它們可以整天工作。例如，如果將產品轉移到輸送機上，則需要幾名甚至數(shù)十名員工進行手動操作。與機器人不同，一個人可以控制一臺或多臺機器來完成操作，從而節(jié)省了企業(yè)的人工成本，并且機器人的操作比工人的操作更順暢。當一個人連續(xù)工作時間長了，他會失去理智并犯錯，而機器人則不會。

1.3.2 高效的生產效率

由于機械手是固定的，編程是固定的，生產產品所需的時間也是固定的。由于工人的技術水平不同，效率沒有差別。由于自身存在的問題，產品質量不同，產品收率低，造成原材料的浪費。但是機器人不會，因為它們的成品比人更有效率，更有利于企業(yè)。

1.3.3 具有較高的安全系數(shù)

由于大多數(shù)企業(yè)要求員工夜班，夜班向員工的轉變可能導致因疲勞或粗心造成的工業(yè)事故。該問題在使用機器人時不會發(fā)生，并且可以安全地生產該產品。然而，一些工作更危險，例如采礦業(yè)。機器人的操作更加準確、穩(wěn)定、安全，確保了員工的人身安全，大大降低了人員傷亡的可能性。

1.3.4 便于企業(yè)管理

公司的員工在家里不可避免地會出現(xiàn)身體不適或緊急情況，甚至有些員工會偷偷摸摸地欺騙，從而難以確保日常生產。企業(yè)引入機器人后，員工人數(shù)可以減少，機器人不存在上述問題，機器人的使用給企業(yè)的管理帶來了方便。

2 ?工業(yè)機器人在汽車生產中的應用

2.1 焊接機器人在汽車中的應用

在機器人焊接過程中，焊接過程的計劃直接影響車身的質量和性能。工業(yè)機器人工作者可以解決諸如工業(yè)機器人之類的問題，安裝合適的焊接工具，并運行最合適的過程，以確保機器在點焊過程中插入點焊錯誤，提高點焊精度并改善點焊結果。汽車車身的電弧焊也可以通過進線實現(xiàn)。機器人配備有高精度傳感器，并且機器人的工作由計算機控制。路徑和軌跡可用于機器人的圓弧插補和線性插補。它具有插值特性，電弧焊和線性焊可以達到更好的焊接效果。

2.2 搬運機器人在汽車中的應用

傳統(tǒng)汽車制造商在生產汽車發(fā)動機時，由于其復雜的加工技術，極其復雜的形狀，對尺寸精度的要求高，普遍使用CNC加工中心等特點。但是，數(shù)控加工中心的缺點是工件在工作臺上的定位精度較高，機床操作人員的素質較高。因此，在傳統(tǒng)的生產線中，由于操作人員的缺乏引起的一些操作誤差，影響了企業(yè)的生產。使用機器人搬運工件后，由于可靠性好，幾乎完全可以避免這種情況，大大提高了生產的準確性。同時，移動和運輸機器人可以完成使用多個人完成的工作。隨著中國勞動力成本的提高，機器人在節(jié)約成本方面的優(yōu)勢將逐漸變得明顯。

2.3 裝配機器人汽車生產中的應用

傳統(tǒng)汽車制造商現(xiàn)在在其汽車裝配線中增加了機器人，同時提高了效率，精度和勞動強度。特別是在裝配機器人如風擋密封條、汽車儀表板等中發(fā)揮重要作用，具有多個高精度的裝配要求，大大提高了裝配效率和質量。

2.4 噴涂機器人在汽車生產中的應用

汽車本身的噴涂工作對操作人員來說是非常繁重和危險的，企業(yè)將放棄人工選擇，使用機器人來完成這項工作。在汽車生產過程中，涉及各種機器人，需要大量的機器人。機器人在汽車制造中的作用是不可替代的。

3 ?工業(yè)機器人實際應用中遇到的問題

3.1 不同品牌之間不匹配

主流機器人制造商有各自的標準，彼此之間無法溝通，這為機器人的發(fā)展帶來了巨大的阻礙。

3.2 設計人員沒有將機器實際的工作環(huán)境考慮在內

由于同一機器人可以應用于不同的領域，設計人員在設計中沒有充分考慮到這種關系。同一機器人應用于汽車制造業(yè)，另一機器人應用于化工行業(yè)。由于工作環(huán)境的不同，化工公司的機器人與腐蝕性化學品的接觸時間已很長，兩個機器人的原始使用壽命為20年，化學公司機器人的使用壽命縮短，可縮短至15年。機器人在汽車制造企業(yè)的使用壽命仍在20年。

4 ?結論

由此看來，工業(yè)機器人在汽車工業(yè)中的應用具有十分重要的意義。同時，在現(xiàn)實生活中，節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適和智能通信已成為汽車技術發(fā)展的重要趨勢，并且是汽車可持續(xù)發(fā)展的關鍵。隨著人們對環(huán)境的高度重視，對高性能，高環(huán)保和高安全性的汽車的研究已成為重要的課題。減輕汽車重量就是汽車健康，這是減少燃油消耗和排放的有效可行的方法之一。為了實現(xiàn)汽車輕量化的設計，必須注意高強度鋼，輕量化材料，復合材料，工程塑料等材料，然后運用現(xiàn)代制造技術來實現(xiàn)輕量化汽車的目標。

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