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浅谈机器人在汽车智能制造中的应用

日期:2017年09月14日


浅谈机器人在汽车智能制造中的应用

帆,潘云峰,杨

(广东理工学院 广东 肇庆 526100)

 

【摘要】汽车行业是一种具有技术密集型特征的行业,同时也是一种劳动密集型的行业。汽车制造与生产具有严格要求的精度与质量。常用的左右模式为流水线式作业模式,具有较快的生产节奏,并且对上下的工序也具有较高的要求。随着全球经济的发展,我国的汽车产业也得到了迅猛的发展,而工业机器人在其中的应越来越多。常用的工业机器人组成主要为主体、驱动系统以及控制系统,能够有效的克服狭小空间、恶略环境等不良的因素影响,从而有效的提高汽车产品的质量与水平。工业机器人能够利用自身动力,借助灵活自动的控制力,完成各项汽车产业中的各个步骤。本文就机器人在汽车智能制造中的应用进行了简单介绍。

【关键词】机器人;汽车领域;智能制造

【中图分类号】U468.22;TP242 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624(2017)09-0006-02


1 引言

随着全球经济的不断发展,人们生活水平有了显著的改善,汽车在人们生活中的普及程度越来越高。汽车的销售量逐渐增高,其消费市场逐渐成熟。而汽车更新换代的速度十分快,因而在进行批量大、品种多、个体化、成本低、生产柔性、品质高等方面的要求也十分严格 [1],同时也对汽车制造中自动化技术和水平提出了更为严格的要求。科学技术发展迅速,其与汽车制造领域的密切性也十分显著,尤其是工业机器人的作用,在汽车智能制造中的价值越来越突出。

2 工业机器人的简单概述

目前广泛应用的机器人具有自动性、可控性以及编程功能,是一种多种功能并存的操作机器,在各类材料、零配件或工具的移动以及专用装置方面 [2],广泛应用。工业机器人(industrial robot,IR)的使用主要是在工业领域中,并且其本身具有自动的执行能力,能够借助自身的动力与控制力,来完成各种功能或工作,是一种具有自主性、自由性、多轴联动性且具有多个关节操作机械手的现代制造业的自动化设备 [3]

2.1 工业机器人的分系

国际上目前的工业机器人公司分系主要为欧系与系。其中欧系比较著名的公司有瑞典的 A B B、德国的KUKA、奥地利的 IGM 等,日系中比较著名的公司有松下、川崎、安川等 [4]。在柔性制造系统、工厂自动化系统、计算机集成制造系统中,工业机器人已经成为广泛应用的自动化系统工具。而我国于上世纪 80 年代开始研究工业机器人,目前已经形成具有一定竞争力的企业与机构。2013年,我国的工业机器人销售产量占全球的五分之一,是世界上最大的工业机器人销售市场。

2.2 工业机器人的组成

常用的工业机器人组成主要为主体、驱动系统以及控制系统。机座与执行机构为主体,分为手部、腕部与臀部。大部分的工业机器人具有 3  6 个的运动自由度,腕部的运动自由度通常分布为 1  3  [5]。动力装置与传动机构构成了驱动系统,用来帮助执行机构完成各项相应的指令动作。控制系统主要是以输入程序为依据,发出指令信号,对驱动系统与执行机构发出指令,并对其进行控制。

3 汽车智能制造机器人的描述

3.1 技术方面描述

1)具有编程性,随着工作环境的变化,工业机器人能够随之进行编程工作,并且能够依据产品的具体特征进行编程工作的调整,在品种多、批量小的柔性制造过程中发挥良好的作用;(2)拟人化特性,工业机器人的机械结构上具有人类相似性的特征,具有行走、转腰、大小手臂、手腕、手爪各个部分,配备特殊的终端驱动结构,完成编程后,即可完成各种不同的操作与制造;(3)具有通用性,工业机器人在完成各项不同的任务时,通用性较好,只需要对其手爪与工具等末端的细致工作;(4)临床应用价值,在进行复杂连贯的动作时,能够快速精确的完成,能够在有效的空间和时间内自动完成工作。

3.2 应用前景的描述

目前工业机器人在汽车制造业中的使用比例较高,可 61%,并且其所负责的汽车制造业中的工艺与流程所占比例也越来越高。(1)点焊作业,目前,汽车制造业中的最大的应用领域为点焊作业,据研究统计数据显示,每辆汽车车身上的焊接点大约有 4000 个。并且随着汽车业对构件焊接速度与精度的要求越来越高,点焊机器人在其领域中的应用越来越广泛。应用点焊机器人的优点主要为在处理安装面积小、作业环境宽阔、焊接火花高温的工作时,人力不能对其进行良好的处理,而机器人能够对其进行良好的处理,从而提高焊接速度与质量;(2)装配工作,汽车零配件的装配过程中,装配机器人能够大大提高工作效率,将人工的劳动强度大大降低。无论是处理发动机等大件配置还是处理车灯、仪表盘等小件装置中,都发挥着重要的作用;(3)喷涂工作,喷涂机器人能够在大空间内进行复杂的轨迹,也可以进行灵活的小孔插入内部行为。在完成车体表面的喷漆工作中,机器人能够提高喷涂质量与材料的使用效率,并且有利于操作和维护;(4)搬运工作,在车身的焊接线、物料搬运、流水线配置、上下料传递、搬运集装箱等工作中,搬运机器人都能够进行灵活稳定的搬运工作,并且能够降低人工的成本,大大提高生产效率,保障搬运工作的安全进行。(5)弧焊工作,弧焊机器人能够在有熔化极焊接工作于非熔化极焊接工作两种类型中进行工作,并且可以完成自动化的送丝,能够对焊接进行保护性工作,大大提高焊接的稳定性与效率。

4 结语

当前,我国的汽车业发展迅速,而工业机器人的应用也越来越广泛,而其发展趋势主要为:研发各类新型结构机器人,应用于不同的领域中,加强机器人多关节与自由度的开发,提高操作的准确性和精确度,减轻重量与占用的空间,并对机器人的各个部件进行标准化与模块化的调整,进行各种模式识别与状态检测装置,提供其可控性。随着汽车行业飞速发展,工业机器人装置则会继续稳固的上升,其重要性越来越重要,应用机器人,不仅能够改善劳动环境,同时也提高了工作效率。

 

【参考文献】

[1]    .            [J].     师,2015,(10):54-57.

[2] 张铁 . 工业机器人及智能制造发展现状分析 [J]. 机电工程技术,2014,(4):1-3.

[3] 刘文元 . 脚踏实地持之以恒——2015 国家智能制造新年论坛“智能工厂论坛”在北京举行 [J]. 制造技术与机床,2015,(3):10-11.

[4]“铸”力共赢 KUKA 机器人与奥普瑞思联合举办 2016 奥普瑞思工厂开放日暨智能制造交流峰会 [J]. 汽车工艺师,2016,(10):59.

[5] 优傲机器人公司推出协作机器人 [J]. 智能制造,2015,(9):3-3.

 

作者简介:杨帆(1991-),女,黑龙江省哈尔滨市,硕士,专任教师,研究方向:机械制造及自动化;

杨斌(1970-),男,汉族,天津,硕士,工业系副主任副教授,自动控制;

潘云峰 (1993-),男,汉族,黑龙江省哈尔滨市,学士,专任教师,无,机器视觉检测。



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