基于機(jī)器人的車(chē)身焊接技術(shù)研究

藍(lán)俊　羅穎洹

摘 要：目前，機(jī)器人在我國(guó)應(yīng)用的范圍相對(duì)比較廣闊，在一定程度上能夠取代人工的操作。工業(yè)機(jī)器人在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中是一種集機(jī)械以及電子計(jì)算技術(shù)等為于一體的人工智能的產(chǎn)品。本文研究分析了機(jī)器人的車(chē)身焊接技術(shù)研究。希望在一定的程度上能夠?yàn)橄嚓P(guān)的工作人員提供一定的理論支持和實(shí)踐參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人 汽車(chē)車(chē)身 焊接技術(shù) 應(yīng)用程序

1 汽車(chē)車(chē)身焊接機(jī)器人機(jī)構(gòu)部件

焊接機(jī)器人控制設(shè)備系統(tǒng)是一種功能獨(dú)立、動(dòng)作空間大、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、自動(dòng)控制水平高的焊接操作機(jī)構(gòu)。在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中國(guó)具有加工效率高、重復(fù)操作精度強(qiáng)、對(duì)接質(zhì)量好的比較重要的工藝特點(diǎn)。焊接機(jī)器人設(shè)備對(duì)焊接技術(shù)的提升起到一定的基礎(chǔ)作用。選用智能焊接機(jī)器人在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中能夠使車(chē)身焊接線在一定的的應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)有柔性水平的基本特征。一般來(lái)說(shuō)，焊接智能機(jī)器人操作機(jī)構(gòu)的組成相對(duì)比較簡(jiǎn)單。然而在進(jìn)行相關(guān)的焊接操作過(guò)程中，在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中需要根據(jù)相應(yīng)的裝配要求使匹配的功能達(dá)到一定的要求。針對(duì)某型智能機(jī)器人，確定了其重量、加工精度等主要的操作指標(biāo)。其加工的高度在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中可通過(guò)使用不同尺寸的機(jī)座做出一定的調(diào)整。智能機(jī)器人的控制機(jī)構(gòu)由控制器進(jìn)行相應(yīng)的承擔(dān)，通過(guò)手動(dòng)操作鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)編程。一般來(lái)說(shuō)，焊接智能機(jī)器人有很多功能，比如同步裝配焊接過(guò)程，或者同步粘接對(duì)接過(guò)程。這種過(guò)程依靠焊接智能機(jī)器人機(jī)構(gòu)自身的快速接頭更換和工裝架的操作組合，只需幾秒鐘就能快速完成，從而大大提高了智能機(jī)器人的效率，降低了項(xiàng)目的運(yùn)行成本。（圖一是某汽車(chē)的焊接機(jī)器人工作概況）

2 焊接機(jī)器人的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：在傳統(tǒng)的汽車(chē)焊接的領(lǐng)域，因?yàn)檐?chē)輛類(lèi)型相對(duì)單一，所以在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中汽車(chē)的焊接方法中的焊接生產(chǎn)線沒(méi)有具備多樣化的形式，但隨著汽車(chē)制造業(yè)在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中得到一定的進(jìn)步，車(chē)輛的類(lèi)型不再變得單一，每輛車(chē)的形成結(jié)構(gòu)在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中是比較復(fù)雜的，焊接機(jī)器人的出現(xiàn)在一定的程度上能夠使其得到充分的發(fā)展，從而促進(jìn)焊接工業(yè)的進(jìn)一步的完善和創(chuàng)新。由于焊接機(jī)器人在實(shí)際的使用過(guò)程中具備一定的靈活性，同時(shí)在實(shí)際操作中靈活性是比較高，日常生產(chǎn)也更加“靈活”。在一定的基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)型號(hào)在同樣的裝配工位上一起進(jìn)行大批量的焊接生產(chǎn)，因此，這樣的模式在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中能夠大大提高焊接工作的工作效率，同時(shí)因?yàn)槭侵悄芑暮附蛹夹g(shù)，和傳統(tǒng)的人工焊接技術(shù)相比，生產(chǎn)質(zhì)量得到很大的保證。劣勢(shì)：目前國(guó)內(nèi)大量的汽車(chē)制造企業(yè)在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中采用的是進(jìn)口焊接的機(jī)器人，這對(duì)焊接機(jī)器人的操作人員和設(shè)備維護(hù)人員來(lái)說(shuō)，其工作的開(kāi)展比較困難，同時(shí)自身需要具備十分豐富的經(jīng)驗(yàn)，這樣在實(shí)際的工作過(guò)程中才能保證工作的順利開(kāi)展。另外比較重要的是機(jī)器零部件相對(duì)來(lái)說(shuō)比較昂貴。一旦設(shè)備在實(shí)際的工作過(guò)程中出現(xiàn)一定的故障，配件供應(yīng)如果不及時(shí)的話，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)效率有很大的影響，使得產(chǎn)品出現(xiàn)供不應(yīng)求的狀態(tài)。（圖二是焊接機(jī)器人焊接各個(gè)階段）

3 工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)制造中的應(yīng)用

3.1 在汽車(chē)車(chē)身焊接中的應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人除了從事零件搬運(yùn)的基本工作外，在汽車(chē)車(chē)身焊接方面所具備的功能十分強(qiáng)大。汽車(chē)車(chē)身的焊接在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中其主要是分為兩部分，一部分是點(diǎn)焊，另一部分是進(jìn)行電弧焊。點(diǎn)焊技術(shù)以及電弧焊技術(shù)在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中都得到比較好的發(fā)展和進(jìn)步，使其在整個(gè)汽車(chē)車(chē)身制造過(guò)程中扮演著十分重要的角色。在車(chē)身焊接的過(guò)程中，焊接路線的規(guī)劃和車(chē)身的質(zhì)量和性能等有著十分密切的聯(lián)系。工業(yè)機(jī)器人在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中對(duì)此方面的問(wèn)題解決將會(huì)得到很好的效果。例如，在工業(yè)機(jī)器人中安裝相應(yīng)的焊接的工具，將運(yùn)行程序做出一定的調(diào)整，在一定的程度上可以保證機(jī)器人在車(chē)身點(diǎn)焊過(guò)程中中出現(xiàn)差錯(cuò)的可能性，在一定的基礎(chǔ)上可以提高點(diǎn)焊接的精度，從而達(dá)到更好的點(diǎn)焊的效果。汽車(chē)車(chē)身的電弧焊來(lái)說(shuō)。機(jī)器人在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中可以通過(guò)將高精度傳感器安裝在自身的設(shè)備中，使用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的控制和管理，弧焊和線性焊接可以實(shí)現(xiàn)更好的焊接效果。

3.2 智能機(jī)器人在車(chē)身沖壓工藝中的應(yīng)用

沖壓工藝在高質(zhì)量汽車(chē)制造工藝中起著極其重要的作用。傳統(tǒng)的沖壓工藝一般采用模具與壓力機(jī)的結(jié)合，投資成本高，在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中其適用的范圍比較廣泛。機(jī)器人系統(tǒng)能夠和實(shí)際的 智能的壓邊技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)合和發(fā)展，從而在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)生一種機(jī)器人滾邊壓邊的新的技術(shù)，它在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中可以通過(guò)機(jī)器人與專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的壓邊輥的配合，在一定的焊接的壓力下，實(shí)現(xiàn)了天窗、四扇門(mén)、兩蓋的壓邊的連接。該技術(shù)在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)多品種的混合的生產(chǎn)，在一定的程度上可降低投資的成本。同時(shí)在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中能夠快速上膠。系統(tǒng)能滿足不同類(lèi)型的上膠的要求，上膠在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中是均勻可靠的。特別針對(duì)特殊的膠水，可實(shí)現(xiàn)精確的控制，提高上膠的速度。

3.3 在汽車(chē)零部件焊接中的應(yīng)用

在實(shí)際的發(fā)展中點(diǎn)焊、對(duì)焊、電弧焊在汽車(chē)零部件的生產(chǎn)中應(yīng)用的范圍比較廣泛。例如：橫梁裝配支架的點(diǎn)焊等。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，汽車(chē)行業(yè)已經(jīng)逐漸形成了一個(gè)新的概念，安全與節(jié)能、低碳環(huán)保、智能和輕量級(jí)為主要發(fā)展方向，加強(qiáng)汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)和制造，積極開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新，充分發(fā)揮新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高汽車(chē)的整體性能，促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。焊接機(jī)器人的工作站在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中主要針對(duì)的是中小批量的生產(chǎn)，被焊件的焊縫可以短而多，而且形狀比較復(fù)雜;焊接機(jī)器人的生產(chǎn)線使用的是批數(shù)量小的情況;焊接專(zhuān)用機(jī)適用于批量大、變形慢的產(chǎn)品，也適用于焊縫數(shù)量少、焊縫長(zhǎng)、形狀規(guī)則的工件。選擇哪種自動(dòng)焊接生產(chǎn)形式取決于企業(yè)的實(shí)際情況。

4 在線檢測(cè)系統(tǒng)的效果

通過(guò)應(yīng)用機(jī)器人在線檢測(cè)系統(tǒng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中零件質(zhì)量異常波動(dòng)的預(yù)警，還可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)。目前國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在線監(jiān)測(cè)的案列比較少，在車(chē)身區(qū)域主要使用兩種方法進(jìn)行在線檢驗(yàn)：三坐標(biāo)在線監(jiān)測(cè)和藍(lán)光在線監(jiān)測(cè)。三坐標(biāo)在線監(jiān)測(cè)主要是針對(duì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的零件，精度高但節(jié)拍較慢，而藍(lán)光在線監(jiān)測(cè)主要是針對(duì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的零件，檢測(cè)節(jié)拍較快但精度不高。較傳統(tǒng)的測(cè)量方式，兩種在線檢測(cè)方式的優(yōu)勢(shì)是：①在生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)質(zhì)量異常的警示，可以避免批量問(wèn)題零件的生產(chǎn)，并積極識(shí)別問(wèn)題，減少不合格品數(shù)量;②建立車(chē)身檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)對(duì)車(chē)身數(shù)據(jù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的采集和分析，有利于逆向識(shí)別車(chē)輛裝配引起的問(wèn)題位置，方便問(wèn)題解決，提高問(wèn)題解決效率。

5 結(jié)論

焊接作為傳統(tǒng)的制造技術(shù)和工藝正在迅速發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制、數(shù)控和機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)焊接機(jī)器人技術(shù)也日趨成熟。焊接機(jī)器人不僅提高了操作的穩(wěn)定性，而且提高了焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率，改善了操作人員的工作環(huán)境。現(xiàn)階段焊接機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中取得了良好的效果，特別是在汽車(chē)、船舶等制造業(yè)中。未來(lái)，其在人工智能方面的發(fā)展是主要的研究方向。優(yōu)化其結(jié)構(gòu)和功能，提高其工作效率，必將是人類(lèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新突破。

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