焊接机器人在汽车焊装领域中的应用思考

焊接机器人在汽车焊装领域中的应用思考

王健

芜湖普威技研有限公司 安徽 芜湖 241009

摘要：据相关调查数据显示，自进入21世纪以来，我国汽车销售呈现逐年增长的趋势，并且增长率大大超出了全球汽车销售增长水平，而且在全球汽车总产量占比方面，我国汽车实际产量占据着较大比重。面对我国汽车消费需求进一步扩大趋势，汽车制造企业必须进一步提高产能，不断生产高品质汽车，满足社会日益增长的消费需求。本文对焊接机器人在汽车焊装领域中的应用进行分析，以供参考。

关键词：焊接机器人；汽车焊装；应用思考

引言

在我国新的经济发展中，对汽车产业的需求日益增长，汽车产业技术密集，生产需要更高的质量和精度要求，主要通过在生产中使用流动路径来实现，迄今为止效率低下，成本高昂，通过使用焊接机器人进行人为调整，可以提高生产力，避免产品质量问题。这提高了企业生产力，降低了成本，并促进了工业自动化。

1汽车焊装的机器人点焊现状

汽车焊装机器人在点焊中的广泛应用，极大地保证了汽车焊装的精准度，促进了焊装过程中点焊的质量，提高了企业的生产效率。在国外，由于科学技术的迅速发展，对于机器人的研究早已取得重大进步，并且机器人在各个领域的应用也日益取得重大成就。然而，在上个世纪七、八十年代，我国就已致力于机器人的研究和开发，但发展的速度一直较慢。自从85年国家列为重点发展项目时，才使得其发展的速度日益加快。我们通过制定发展计划，实施一系列的技术攻关，最终把我国的机器人研究提高到一个新的水平，尤其是在汽车焊装点焊的领域中，机器人在我国也日益发挥了积极的作用，提高了汽车焊装的质量和精准度，更大程度上解放了劳动力，促进了汽车质量的提高和汽车生产企业的经济效益。然而，我们在这一领域机器人点焊中仍然存在一系列的问题，需要我们不断的采取措施进行解决。

2点焊机器人优点

在传统的汽车焊装领域中，由于车型较为单一，所以汽车焊装生产线焊装方法也是单一的，但随着汽车制造业的高速发展，车型更加多元化，每一种车型成形结构复杂，焊接机器人的出现很好地解决了这一问题。由于焊接机器人有着较高的灵活性，使得日常生产也更为“柔性化”，它可以实现在一个总拼工位上同时进行多个车型的焊装生产，这样就大大地提高了工作效率和生产质量。

汽车焊装的机器人点焊系统存在问题

3汽车焊装机器人点焊存在备件难求的问题

汽车机器人在进行点焊时能够较大程度的适应汽车的高标准要求，为汽车工业的迅速发展做出了很大的贡献。因而，焊装机器人在点焊系统中也被日益广泛的使用。然而，在我国，在这一领域的焊装机器人技术还有待于进一步的发展与进步。特别是对于汽车焊装的机器人的某些关键设备我们还不能自行生产，只能依靠从外国的设备引进。再加上那些技术设备价格较为昂贵，作为企业也不会因为可能出现的某种问题而花费巨资进行预备物件的购买。所以，一旦机器在使用中出现故障，我们必须从国外购买，这将极大的降低了企业的生产效率，影响企业的经济效益的提高。

4工业机器人在汽车焊装领域的具体应用

4.1汽车焊装行业中常用工业机器人

工业机器人在汽车加工中有两种应用:一种用于点焊机，点焊机械功能强大，空间准确，焊接速度快，性能强。点焊质量比手动焊缝得到更好的保护，从而提高点焊的工作效率。点焊机器人最常用于车辆焊接。一般来说，所有汽车加工都是用大约3000到4000个接头完成的，而60%以上的接头都由点焊机器人负责。点焊机的负载重量在60~150kg之间，由伺服电机设定为约±1mm。曲线焊接机器人在汽车工业期间焊接在连续轨道上，以精确遵循预制指定的焊接工艺参数。空心焊缝、坡口焊缝极大地简化了操作，并通过控制传感器实现了焊缝、弧长的精确跟踪控制。在零件加工中要求车身工件质量更高，需要夹具的精确定位。如果零件不平坦或夹具位置不同，则可能导致焊接质量问题。

4.2工业机器人在多车辆生产中的应用

传统的汽车焊接比较简单。因此，汽车工业的使用精度和焊接方法也更容易。但是，随着汽车行业的发展，汽车也呈现出不同的趋势，各种车型都有不同的焊接工艺。而工业机器人则有效地解决了这个问题。工业机器人提供了高度的操作灵活性，使焊接过程更加灵活。它们允许多个模型在一个共用工作站上，允许并行制造多辆汽车，并提高汽车工业的效率、节省生产成本和提高生产效率。

4.3工件夹紧装置

在汽车焊接领域，焊接机器人不仅应用于焊接工艺，还应用于工件的夹具。在汽车工业中，工件焊接质量对车身至关重要，因此焊接过程不仅需要精确控制焊接机器人的轨迹和焊接钳的位置，还需要能够用不同夹具保持定位焊接件。由于夹具类型多种多样，大多数专用夹具可用于定位非移动工件，但不能定位移动工件。因此，采用了一种平板机来高效地定位工件，并通过工业机器人和小型夹具的组合来实现运动。

4.4焊点及尺寸检测

为了有效地保证整个车身的焊接质量，在车身焊接和整个焊接过程中，需要仔细检查车辆的重要部件，也称为焊接检查。常见的检验方式有目视检查，检查焊点的外观缺陷，如半点、毛刺、扭曲等；第二种检测方式是破坏性检验，利用扩张钳和冲击钻等工具讲焊点连接的钣金破坏，检验焊点是否有熔核及熔核的质量，判断焊点是否合格，另外在破坏检验基础上还可以通过金相分析，进一步确认焊点质量；第三种是采用超声波检验，此检验方案既可以通过人工操作也可以用机器人来操作，在自动化程度越来越高的焊装车间，焊点质量也可以在线检测，机器人带超声波探头，实时检测焊点质量。

车身尺寸是汽车制造中重要的一项指标，传统白车身尺寸测量一般采用线下悬臂三坐标检测，此方案只能按照频次抽检白车身尺寸质量，不能做到每台车身尺寸的监测。为了能监测所有白车身的尺寸质量，可以采用机器人在线检测，实时检测每台车的尺寸，保证一致性，提高车身质量。在线检测就是利用机器人抓取拍照测量设备实现检测每台车的尺寸，效率高，并且能根据需求改变检测点及检测频次，保证了车身尺寸的稳定。

4.5汽车车身焊装

电阻点焊汽车车身装焊包括车架、地板、侧围、车门及车身总成合焊等的装配焊接，在装焊生产过程中大量采用了电阻点焊工艺。在轿车车身制造过程中，焊接接头质量的好坏，不仅直接决定了车身焊接装配过程的制造偏差，同时也决定了轿车使用的可靠性和安全性。在汽车车身装焊生产线上使用的电阻点焊设备，主要有以下三类：1）悬挂式点焊机。主要应用于车身装焊生产线上的定位焊工位，或者是用于焊点位置复杂（不宜实现自动化）部件的焊接，是目前车身焊装生产线上的主要设备。主要用于车身的各个部位的装配点焊。2）多点焊专机。多点焊工艺的优点是生产效率高，焊接变形小。其缺点是不能适应于多种车型的生产，柔性差。在车身焊装生产线上，车身底板的点焊装配多采用多点焊机，点焊机器人和多点焊机在白车身生产线上所占的比例体现了该生产线的自动化程度。3）点焊机器人。为了适应现代汽车产品多样化生产的需要，提高车身焊装生产线的自动化程度，减轻操作者的劳动强度，提高工作效率，保证焊接质量，在现代化的车身焊接生产线上，采用点焊机器人代替笨重的悬挂式点焊机。点焊机器人主要用于车身焊装的补焊工位、车身总成焊接工位。而且由于点焊机器人的采用，实现了车身装焊的柔性化生产方式，多品种、少批量混线生产。

结束语

总而言之，焊接装配是汽车制造的重要工序，其工作量较大，对焊接质量和操作精度具有较高要求，与汽车生产质量关系密切，以往的人工焊接方式已经不符合时代发展，应用焊接机器人可以提升生产效率和产品质量，降低能耗以及生产成本，因此，汽车制造企业需要提高思想认识，积极引入和应用焊接机器人，不断对焊接工艺进行完善和改进，发挥其作用和价值，促进企业的稳定以及可持续发展，为广大消费者提供更加优质的汽车产品。

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