焊接機(jī)器人在汽車生產(chǎn)與制造中的應(yīng)用

焊接機(jī)器人是在工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)上發(fā)展起來的本體獨(dú)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(jìn)焊接設(shè)備，是從事焊接（包括切割與噴涂）的工業(yè)機(jī)器人，具有多功能、重復(fù)精度高、焊接質(zhì)量高、抓取重量大、運(yùn)動速度快、動作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。



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

工業(yè)機(jī)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(yīng)用，具體在汽車車身焊裝生產(chǎn)線中的應(yīng)用主要有：點(diǎn)焊、弧焊、搬運(yùn)、裝配、檢測等。工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成為具有柔性制造系統(tǒng)、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)的主要自動化工具。在發(fā)達(dá)國家，工業(yè)機(jī)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(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域。由于汽車制造業(yè)對許多構(gòu)件的焊接精度和速度等指標(biāo)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(jī)器人來執(zhí)行，以取代使用工人在實(shí)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(lǐng)域，機(jī)器人除了在焊接工藝過程中有主要應(yīng)用之外，還在工件加持定位中有著廣泛的應(yīng)用。在實(shí)現(xiàn)汽車車身焊接生產(chǎn)的焊裝車間中，要實(shí)現(xiàn)車身工件高質(zhì)量的焊接，就要求必須對焊接過程進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，一方面要求焊接機(jī)器人對焊鉗的姿態(tài)和運(yùn)動軌跡進(jìn)行準(zhǔn)確控制，另一方面要求各種夾具對待焊接工件進(jìn)行夾持定位。夾具種類很多，大部分的專用夾具只能用來實(shí)現(xiàn)非移動工件的定位，但不能實(shí)現(xiàn)移動工件的定位，這需要采用夾持機(jī)器人（一種將工業(yè)機(jī)器人同小型夾具結(jié)合起來的，具有實(shí)現(xiàn)工件的定位和運(yùn)動功能的機(jī)器人）才能實(shí)現(xiàn)。

工件搬運(yùn)
在汽車車身焊裝生產(chǎn)車間，焊接前物料的搬運(yùn)與轉(zhuǎn)移是一項很繁瑣的任務(wù)，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(yùn)到焊裝生產(chǎn)線的兩側(cè)，將工件從生產(chǎn)線的兩側(cè)搬運(yùn)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(jī)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(qiáng)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(diǎn)檢測
為了保證車身的整體焊接質(zhì)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(jìn)行檢查，又稱焊縫檢測。焊縫位置和形狀的復(fù)雜性給檢測工具的適應(yīng)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(jī)器人代替工人攜帶專用的檢測裝置進(jìn)行焊縫檢測，一般的機(jī)械裝置就很難像機(jī)器人那樣執(zhí)行這一任務(wù)。



目前典型的焊接機(jī)器人系統(tǒng)有焊接機(jī)器人工作站、自動化焊接柔性生產(chǎn)線和焊接專機(jī)。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(shè)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(guān)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(shè)備的柔性是決定焊裝生產(chǎn)線柔性程度的關(guān)鍵。因焊接機(jī)器人對產(chǎn)品要求具有高度的適應(yīng)性和諸多優(yōu)點(diǎn)，焊接機(jī)器人生產(chǎn)方式成為焊接設(shè)備柔性化的最佳選擇。是否采用焊接機(jī)器人是焊裝生產(chǎn)線柔性程度的重要標(biāo)志之一。

焊接機(jī)器人在高質(zhì)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(jī)器人技術(shù)在焊縫跟蹤、離線編程與路徑規(guī)劃、智能控制、電源技術(shù)等方面取得了許多成果，應(yīng)用中已經(jīng)出現(xiàn)的問題在逐步得到解決，但隨著新技術(shù)的引入，焊接機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域還會有新的問題產(chǎn)生。