汽車智能制造中的機器人應用分析

姜冶橋

摘要：在“2025中國制造”國家戰略發展背景下，我國的汽車制造業由傳統制造模式逐漸向智能制造模式轉變。在此轉型的過程當中，需要依托各類先進技術來為汽車智能制造提供良好保障，機器人就是其中的關鍵因素之一。汽車制造從以前的人工建設制造逐步向智能化制造轉變，在汽車工業中大量的智能機器人不斷應用到各工作崗位，智能化生產線的出現大大降低了汽車制造的人工成本，有力的體現了我國強大的工業制造能力。因此，機器人在汽車智能制造中的應用要更加普及，并不斷完善功能，從而實現更大的價值?；诖耍疚木蛯ζ囍悄苤圃熘械臋C器人應用相關內容進行分析，可供參閱。

關鍵詞：汽車;智能制造;機器人

1工業機器人的概述

全球經濟不斷發展的今天，智能化的機器人在社會各個產業中的應用范圍都非常廣泛，其運動特點是可以自動運動，能夠進行智能學習及具有很高的可操作性，能夠克服人類的生理特征，在材料移動配件運輸等方面發揮著無可比擬的優勢。當前工業機器人的形式多為依照電腦編程指令能夠活動自身多個機械關節的機械手臂。機械手臂依靠自身的強大動力和控制力，滿足人們在現代制造業中對汽車行業生產制造的自動化需求。

2機器人在汽車智能制造中的應用

2.1零部件搬運

由于汽車的零部件普遍體積較大，采取人工的形式不僅效率低，而且容易造成零部件的損壞。機器人應用的出現，極大地解決了這一問題。機器人可以無間斷地進行裝卸貨、搬運、碼垛等操作，相較于傳統的人工搬運，速度更快、零部件損壞率更小，且運行平穩，能將汽車的零部件準確運輸到指定位置。為實現機器人對零部件的精準搬運，需要相關工作人員對其安裝不同型號的搬運工具，然后進行位置等程序的設置。在完成上述操作的前提下，機器人就能開始自動化搬運的過程。機器人在企業智能制造零部件搬運環節中的應用不僅能使企業的人工成本得到降低，還能保障相關工作人員的安全，幫相關工作人員減輕了工作的任務量。

2.2車體焊接

機器人在正式開始車體焊接工作前，要先由工作人員安裝焊接工具，并設定相應的焊接程序。在完成上述設置后，機器人就可以開始自動化的車體焊接工作。機器人除了可以分別使用點焊技術和弧焊技術外，還能將這兩種技術混合使用。在機器人運用點焊技術時，要為其配置自動點擊修磨器，從而實現自動修復功能。在機器人運用弧焊技術時，要為其配置智能傳感器，從而使焊接工作嚴格按照設定程序來展開，進而保障車體焊接工作的效率與質量。

2.3裝配與噴涂

汽車零件進行裝配時，裝配機器人可將工作的效率進行提升，減少工作人員的工作強度。不管是對發動機處理等比較大的配置，還是對儀表盤等比較小的配置，裝配機器人起到的作用都非常重要。在實施噴涂作業時，機器人可在比較大的空間中，進行軌跡比較復雜的工作，并完成一些靈活性非常強的工作，如小孔插入內部等工作，尤其是對車體表面實施噴漆的過程中，不但可將噴漆的質量進行提升，還能提高材料的使用效率，為之后的一系列操作和維護做好了基礎保障。

2.4汽車檢測

機器人在汽車檢測環節的主要工作內容是對汽車進行出廠前的檢測，以及汽車零部件尺寸的檢測，機器人在對汽車零部件尺寸的檢測中還可以對零部件進行分類。不僅具有較高的可靠性，還減輕了員工的工作量，進而提升了企業的生產效率。在檢測過程中，機器人會通過視覺傳感器和測驗控制模板獲知汽車的圖像信息，然后進行模型比對，比對汽車實際的零部件尺寸與模型的尺寸是否有偏差，并能判斷出尺寸偏差的范圍，以便后期改進。另外，機器人還能進行汽車撞擊的檢測。通過機器人調控汽車的速率，由此降低撞擊對汽車產生的損傷，從而保障汽車的安全性。只有在進行上述檢測的前提下，才能放心地將汽車投放到市場中售賣，以此確保汽車使用者的生命財產安全。

2.5視覺激光焊關鍵技術

將視覺激光焊接技術應用到汽車焊接生產中，不僅可以降低人力成本，提高生產效率和質量，也能很好地契合當前個性化定制、柔性化生產的發展方向。在汽車制造視覺激光焊接系統中，其關鍵設備是具有視覺控制或視覺伺服的焊接機器人。所有焊接加工過程均圍繞這一關鍵設備進行，視覺焊接機器人性能的優劣是影響汽車焊接質量與效率的主要因素。因此，視覺激光焊接的關鍵技術包括：機器人位姿誤差的檢測與標定、焊接工件位姿誤差檢測與校正、焊縫（焊點）軌跡的精確跟蹤控制、自適應控制、焊縫缺陷檢測與修形等。機器人位姿的誤差標定，是所有工業機器人都必須進行的環節。由于存在制造與裝配的誤差，以及機器人在使用過程中的磨損等原因，使得機器人名義位姿與實際位姿不匹配，必須進行誤差標定。機器人誤差標定可基于數學模型，也可根據實際測量值與理論值之間的誤差進行補償。機器人的誤差標定是定位精度、重復定位精度的前提。焊接工件位姿誤差的檢測，是利于機器視覺檢測待加工零件的位姿，并與期望值進行匹配。當工件位姿與期望值誤差超出允許范圍外，則進行報警。工件定位系統則根據視覺檢測的結果進一步調整工件的位置和姿態，從而形成一個工件定位的閉環控制系統，提高產品的加工質量。為獲得較好的焊接加工質量，需要激光焊接機器人對焊縫或焊點進行精確的軌跡跟蹤控制，從而獲得理想的焊縫質量。而在機器人軌跡跟蹤的控制中，比較常用的跟蹤算法包括：模糊控制、模板匹配、PID控制、自適應控制以及神經網絡控制等智能算法，或是將其中兩者甚至多者配合使用，以獲得更加精確的跟蹤軌跡。工件激光焊接工序完成后，利用機器視覺檢測技術，對焊縫的寬窄、深度等進行檢測，以判斷焊接質量是否滿足工藝需求。對于不合格的激光焊接工件，在可返修的情況下，可對焊縫進行二次修形，從而降低廢品率，提高產品的合格率，節約制造成本。

3汽車智能制造中機器人應用的未來趨勢

3.1人機的融合

在未來，機器人會逐漸向人融合，具備人的語言交流能力和人的外觀以及人的動作，從而使汽車智能制造中的機器人應用能更加靈活、更加仿生。

3.2機器人與虛擬現實融合

在汽車智能制造中的機器人是由多種技術聯合組成的，其中就包括虛擬現實技術，但由于當前虛擬現實技術還不夠成熟，與機器人的融合度不夠。因此，在未來，隨著虛擬現實技術的逐漸成熟，其與機器人的融合也必將更加深入。

3.3機器人功能多樣化

未來機器人在汽車智能制造中所要承擔的工種會更多，并且更復雜。因此，在未來，就需要持續開發機器人的新功能，機器人的功能將逐漸趨于多樣化，從而更好地在汽車智能制造中發揮出更大的價值。

4結語

總之，經濟的發展促進了汽車行業的發展堯科技的發展，使得汽車制造越來越趨向于智能化以及自動化。所以，機器人的使用必不可少，對汽車智能制造的發展能夠起到重要的推動作用，起到的優勢作用非常大。在自動化工作的過程中，機器人既能保障生產效率，又能保障產品質量，對于推動汽車智能制造的進程有重要作用。

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