焊接機器人在汽車生產(chǎn)與制造中的應用

焊接機器人是在工業(yè)機器人基礎上發(fā)展起來的本體獨立，動作自由度多，程序變更靈活、自動化程度高、柔性程度極高的先進焊接設備，是從事焊接（包括切割與噴涂）的工業(yè)機器人，具有多功能、重復精度高、焊接質量高、抓取重量大、運動速度快、動作穩(wěn)定可靠等特點。



汽車工業(yè)對產(chǎn)品制造批量化、高效率和對產(chǎn)品質量一致性的需求，使焊接機器人生產(chǎn)方式在汽車生產(chǎn)制造過程中獲得了廣泛應用，最突出的是焊接機器人在汽車焊裝生產(chǎn)上的應用，可以說，機器人是實現(xiàn)汽車焊接生產(chǎn)線柔性化的關鍵。

工業(yè)機器人在汽車生產(chǎn)中的沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大生產(chǎn)工藝過程中都有廣泛應用，具體在汽車車身焊裝生產(chǎn)線中的應用主要有：點焊、弧焊、搬運、裝配、檢測等。工業(yè)機器人已經(jīng)成為具有柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)的主要自動化工具。在發(fā)達國家，工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線成套裝備已成為自動化裝備的主流及未來的發(fā)展方向。



工件焊接
工件焊接是目前最大的工業(yè)機器人應用領域。由于汽車制造業(yè)對許多構件的焊接精度和速度等指標提出越來越高的要求，一般工人已難以勝任這一工作；此外，焊接時的火花及煙霧等，也會對人體造成危害?，F(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中，各種焊接工藝和過程都可以使用工業(yè)機器人來執(zhí)行，以取代使用工人在實際惡劣的焊接環(huán)境下工作。

工件夾持
在汽車生產(chǎn)制造領域，機器人除了在焊接工藝過程中有主要應用之外，還在工件加持定位中有著廣泛的應用。在實現(xiàn)汽車車身焊接生產(chǎn)的焊裝車間中，要實現(xiàn)車身工件高質量的焊接，就要求必須對焊接過程進行準確的控制，一方面要求焊接機器人對焊鉗的姿態(tài)和運動軌跡進行準確控制，另一方面要求各種夾具對待焊接工件進行夾持定位。夾具種類很多，大部分的專用夾具只能用來實現(xiàn)非移動工件的定位，但不能實現(xiàn)移動工件的定位，這需要采用夾持機器人（一種將工業(yè)機器人同小型夾具結合起來的，具有實現(xiàn)工件的定位和運動功能的機器人）才能實現(xiàn)。

工件搬運
在汽車車身焊裝生產(chǎn)車間，焊接前物料的搬運與轉移是一項很繁瑣的任務，這大部分都由專用叉車來完成，但專用叉車做的工作主要是將大量工件從儲存車間搬運到焊裝生產(chǎn)線的兩側，將工件從生產(chǎn)線的兩側搬運到生產(chǎn)線上的焊接夾具上以及工件在順序工位夾具上的傳遞工作都需要由動作靈活的工業(yè)機器人來完成，這不僅提高了生產(chǎn)效率，又減輕了工人的勞動強度。在自動化程度較低的車身焊裝生產(chǎn)車間里，這項工作都要通過人工來完成。

焊點檢測
為了保證車身的整體焊接質量，在車身焊接的過程中或整個焊接工作完成之后，需要對車身上的一些重要部位的焊縫進行檢查，又稱焊縫檢測。焊縫位置和形狀的復雜性給檢測工具的適應性提出了要求。在自動化程度很高的焊裝生產(chǎn)線上，可以使用動作靈活的機器人代替工人攜帶專用的檢測裝置進行焊縫檢測，一般的機械裝置就很難像機器人那樣執(zhí)行這一任務。



目前典型的焊接機器人系統(tǒng)有焊接機器人工作站、自動化焊接柔性生產(chǎn)線和焊接專機。從汽車工業(yè)的焊接發(fā)展趨勢看，焊接生產(chǎn)線將向自動化和柔性化生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)展。焊裝生產(chǎn)線是由焊接設備、工裝夾具、傳輸系統(tǒng)和自動控制等部分組成。從整體與部分功能之間的關系說，生產(chǎn)線的整體柔性程度由各組成部分的柔性程度所決定，其中焊接設備的柔性是決定焊裝生產(chǎn)線柔性程度的關鍵。因焊接機器人對產(chǎn)品要求具有高度的適應性和諸多優(yōu)點，焊接機器人生產(chǎn)方式成為焊接設備柔性化的最佳選擇。是否采用焊接機器人是焊裝生產(chǎn)線柔性程度的重要標志之一。

焊接機器人在高質量、高效率的焊接生產(chǎn)中，發(fā)揮了極其重要的作用。近年來，焊接機器人技術在焊縫跟蹤、離線編程與路徑規(guī)劃、智能控制、電源技術等方面取得了許多成果，應用中已經(jīng)出現(xiàn)的問題在逐步得到解決，但隨著新技術的引入，焊接機器人技術領域還會有新的問題產(chǎn)生。