工業機器人在汽車智能制造生產線中的應用

高宗輝 潘希友 李克龍

[摘? ? 要]近年來，國內汽車制造行業飛速發展，怎樣提升生產精度和工作效率，受到了越來越多汽車廠商的關注。在科技發展的支持下，在生產過程當中，投入工業機器人已經成為現代汽車制造行業發展的重點內容之一。工業機器人有著空間體積更小，利用性能更高，能夠適應各種工作環境，有效提高生產效率與生產精度的優勢。因此，在汽車制造行業中得到了廣泛引用，提高了企業經濟效益。工業機器人具有極高的智能性，能夠滿足多個領域的生產工作，包括搬運、噴漆、焊接、組裝等方面。對現代工業機器人運用的優勢以及現狀進行概述，探究工業機器人在汽車智能制造生產線上的運用。

[關鍵詞]工業機器人;智能制造;汽車生產線

[中圖分類號]TP242.2 [文獻標志碼]A [文章編號]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

隨著近幾年國內經濟的飛速發展，社會對于汽車需求量也逐步增加，增大了汽車行業的銷量。使得國內汽車制造行業迎來一個飛速發展階段，市場競爭變得極其劇烈，汽車制造業迎來各種各樣的改革，更高的人性化、智能化要求，更優的性價比，各方面的因素為汽車制造帶來了全新的挑戰。在這樣的時代背景下，工業機器人因為高性價比，智能化、更高的工作性能等優勢，而被汽車制造企業逐漸重視，并在智能生產線上得到了有效的運用。

1 工業機器人的現狀

1.1 發展現狀

機器人的定義是多功能智能操作設備，具有高精度控制能力，且可編程。能夠用于加工、搬運等多個領域當中。而工業機器人的定義更側重于工業領域使用的現代自動化生產機械。包括機械手臂、自動加工中心等，主要被應用在工廠自動化、計算機集成制造等方面。歐洲與日本對于工業機器人的研究處于世界領先地位。20世紀80年代，國內剛開始對工業機器人進行研發，經過眾多學者多年以來的不懈努力，終于催生眾多具有技術實力的科研機構與企業。

1.2 工業機器人應用原因

（1）能夠有效降低企業的人工成本。通常來說，汽車制造業的工作者薪酬因年限的增長而不斷提高，而機器人的成本近乎于一次付清，后期只需要較少的維護費用。由此可明顯比對出兩者的經濟效益。

（2）機器人具有更高的工作質量，更廣泛的適用領域，能夠有效適應惡劣工作條件，保障生產安全。很多工作項目會在一定程度上對員工的身體健康造成影響。但機器人并不需要考慮這個問題，可以長期不間斷進行工作，并且能夠適應各種工作內容。

（3）在汽車生產的一線工作中，工作內容極為單調，員工難免會出現精神上的乏味，繼而厭煩工作，導致工作效率下降。但機器人能夠不斷地精準地執行相同的內容，提升了工作質量，規避人工失誤。

1.3 工業機器人的應用優勢

隨著科學技術水平的飛速提升，現階段的工業機器人也得到了極大的發展，基于各種外界感知與控制系統的配備，通過機器人智能化系統集成技術，能夠有效地實現智能無人化操作，利用機械來取替人工，提高制造行業工作質量與生產效率，提高企業的自動化水平。現階段已經有不少一線工人被工業機器人取代，這些工人轉為對設備的維修養護工作。在人力成本越來越高的背景下，機械取替人工的趨勢越來越明顯，這也是科技進步的必然發展。使用人工，需要投入大量的成本，做好相應安全保障，并且員工工作能力還存在差異，工人流動性較大，可能會造成用工荒的問題，對工廠帶來相應的損失。通過運用工業機器人能夠有效解決這些問題，對于機器人所需要投入的成本主要是制造與維護。這部分成本相較于長久生產而言較少。同時機器人的工作效率更高，無需休息，做好科學的維護工作，可以保證機器人的長時間工作狀態。在一些惡劣的工作條件中，機器人具有更好的工作性能。例如：高海拔工作環境，普通人由于呼吸受到影響，工作效率大幅降低?；蛘呱詈Ｗ鳂I、高空作業、有毒有害環境作業，這些都會對工人造成極大的生命安全威脅。但是工業機器人能克服這些問題，即使在惡劣的工作環境下，依舊有著良好的工作效率，幾乎不會受到外界因素影響。即使發生意外，導致了機器人受損，只要將設備進行回收，更換其中損壞的部件，便可重新投入使用。相比于人工來說，免去了經濟糾紛的隱患，也大幅節約了成本，提高了企業經濟效益。由此可知，對汽車制造企業機器人的運用具有極大的優勢。

2 工業機器人的技術特點

2.1 較高的靈活度

工業機器人能夠有效地應用在各種生產工作當中，只需要針對性進行一些微小的改動與調整，就能夠有效地投入到工作崗位當中。相比于以前在汽車生產行業中所運用的焊接機，現代工業機器人具有更高的靈活性，具有多變的適應性。以往的焊接機一般情況下只可以完成某一種固定類型汽車生產制造。而現代工業機器人能夠改變內部程序與使用工具來滿足各類汽車的加工制造需求。因此，現代工業機器人能夠取代傳統焊接機的使用，推動汽車制造行業的生產加工與時代相符，變得更加高效。

2.2 更高的工作效率

使用工業機器人的最大好處是能夠將以往汽車制造行業中所存在的各種不足進行彌補改進。例如：對于一些尺寸較大，質量較高的汽車零部件，傳統采用人工搬運的方式，效率極低，且存在危險性，容易對員工和零件造成傷害，通過工業機器人進行搬運能夠有效解決該問題，工業機器人的最大承重能夠達到1 t，只要預先完成充電，機器人便可以進行長時間的不間斷工作，有效地提升汽車制造行業的生產效率。

3 在汽車制造行業的運用

3.1 零部件搬運工作

工業機器人在汽車制造行業當中最基礎的應用方式就是汽車零件的搬運與組裝。通過為機器人安裝適合的搬運工具，如法蘭盤抓放工具，機器人便可在程序的控制下，自動運行到規定位置，進行零件運輸。工業機器人的搬運操作具有精準且迅速的優勢，工作完成的更加高效，且不會傷害零件。另外在實際工作當中，工作人員還可以針對汽車零件特點，選擇各種抓取工具，滿足各種汽車零件的運輸工作，提高汽車生產的工作效率。

3.2 車體的焊接處理

工業機器人還能應用在車體焊接處理當中，一般來說，車體焊接主要運用電焊與弧焊兩種工作方式，是汽車焊接處理的重要工作內容，執行水平會對整體焊接工作的質量造成影響。因此，應用工業機器人在執行汽車焊接處理時，需要具體編寫相應的焊接工作程序，并將其安裝到機器人的智能系統中，為機器人配備相應的焊接工具，就可以投入焊接工作。在實際工作中，機器人能夠有效地執行各類焊接操作，例如，點焊處理，因為機器人優秀的工作精準度，能夠減少點焊處理中的誤差，提升工作質量;在弧焊處理過程中，通過配備智能傳感器，實現機器人智能結合路徑，完成標準的弧焊處理。另外，機器人還可以通過直線、圓弧插補的方式有效融合直、弧焊接技術，保證高水平的焊接處理。

3.3 車體噴漆和涂膠工作

在汽車噴漆處理當中，機器人重點負責汽車外觀噴漆以及連接部位的涂膠工作。具體應用時，專項編寫噴漆程序，安裝到機器人的系統當中，配備對應的噴漆工具。機器人便能夠結合對應程序完成汽車的噴漆處理，并且根據車型的改變更換噴漆工具。在噴漆工作中運用機器人，有效地提升噴漆處理的質量與效率，并且不存在人為失誤，噴涂更加均勻。而且，部分噴漆工作會一定程度上對人體造成危害，通過工業機器人的使用，能夠有效提高工作的安全性。此外，為工業機器人更換對應的噴涂工具，還可以有效地完成各個連接部位的涂膠處理。一些優質的機器人，甚至可以自動判斷車體材料，智能選膠并進行涂抹。

3.4 汽車整體裝配

在汽車整體裝配工作當中，工業機器人也有著極大的應用。相比于其他工業機器人而言，裝配機器人的專業性更強，具有更加精準的工作能力，可以適應多種工作條件。近年，隨著汽車行業的飛速發展，對于生產制造的標準也逐漸提高。每輛汽車都是通過眾多部件共同構成，并且安裝較為繁瑣，僅憑借人工進行安裝無法滿足生產的需求。通常一輛汽車的裝配涵蓋了車燈、車門、發動機、儀表、電池、座椅等部件。通過裝配機器人的運用，能夠有效提升裝配的精度與效率，提升企業的經濟效益。

3.5 汽車的驗收工作

零件生產、車體焊接、噴漆處理以及整體裝配就是汽車制造的主要流程，至此便完成了汽車的生產。但要想將汽車正式進行銷售，還需要一項重要的環節，就是對汽車性能質量的檢驗，確保汽車的安全性，給予用戶可靠的保障。因此，在汽車正式出廠前一定要做好檢驗工作。該環節重點驗收汽車的安全性能，該工作具有極高的危險性，所以要盡可能地降低人力的使用，以免安全事故的發生。此時工業機器人安全性的優勢就顯得極為顯著，例如KUKA類型的機器人，應用在汽車性能檢驗當中，有兩個功能，分別是測驗操控與圖像傳感，這兩項功能相互輔助進行操作，先是獲取測試對象的圖像信息，并與規范零件進行智能分析對比，進而完成對零件安全性能的檢驗。另外，還有專項進行碰撞實驗的碰撞機器人，能夠對車體遭受沖擊進行模擬測試。在這之中，機器人可以自動對車速進行調節，實現宏觀調控，從而判斷出在沖擊發生時，可以將傷害降到最小的方式。并且高效地對車內受撞擊情況進行記錄，制造廠商通過對以上信息的整理研究，針對性地改進汽車性能，有效提高汽車的使用質量，具有更高的安全保障。

4 結束語

隨著國內經濟水平發展越來越快，社會對于汽車的需求量也逐漸提升，擴大了汽車的銷售市場。汽車生產企業通過對工業機器人的有效運用，能夠提升生產效率，滿足市場行業的需求?；诠I機器人的先進生產技術以及智能管理效果，能夠滿足各個工序的加工需求，提高企業生產線的生產質量。因此，將工業機器人運用在汽車智能制造生產線能夠極大地促進行業發展，提升企業核心競爭力，推動國內汽車制造行業水平更上一層樓。

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