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摘要:在汽车车身制造中,焊接为十分重要的关键工序,对于大型齿轮以及各类特殊零部件,需应用高强度合金材料进行制作,有利于延长汽车使用寿命,但是所需成本比较高,而通过应用焊接技术,不仅能够保证齿轮耐久性,同时还可减少汽车生产成本。为了提高汽车车身焊接智能化以及自动化,已推广应用机器人焊接技术,对此,本文将对企业车身焊接中机器人焊接技术的应用方式进行深入探究。
关键词:汽车焊接;机器人;应用
焊接是汽车制造业的重要工艺类型,而焊接作业劳动强度大,并且可对焊接作业人员身体健康构成一定危害,对此,焊接机器人技术水平不断提升,并逐渐被推广应用于汽车车身焊接中,有利于促进汽车焊接朝向智能化以及自动化发展,同时还可提高焊接作业生产率以及汽车生产制造经济效益。
一、机器人在汽车焊接线中的重要应用
汽车工业发展迅速,市场竞争形势激烈,为了能够抢占市场,必须加强汽车生产技术创新,推广应用机器人生产技术,促进汽车生产线朝向柔性化以及自动化方向发展,提高汽车生产效率。通过将机器人技术应用于汽车车身焊接生产线中,对于不同车型,均可实现混线生产,进而在最大程度上减少汽车车身焊接作业所需投资成本,厂家如果需更换车型,则仅需对焊接机器人的运动轨迹进行调整,另外,还可提供离线编程功能,进而节约车身焊接所需时间。车身焊接机器人的应用优势明显,能够有效实现车身焊接智能化,同时还可保证车身焊接质量,提高工作效率,缓解工作人员劳动强度,改善生产作业环境[1]。
近年来,汽车生产企业加快促进焊接技术发展创新,比如在车身焊接作业中应用激光焊接技术,能够直接替代人工劳动,同时还可将光学技术、机械技术、焊接技术、电子科技等进行有效结合,实现车身焊接柔性化、智能化以及精准化,保证车身焊接的高效性。随着焊接机器人的推广和应用,车身制造工厂能够获得最大经济效益,能够为科技创新发展奠定基础,加快促进企业优化转型。
二、机器人的结构组成
(一)执行机构。汽车车身焊接机器人的执行机构是由机械传动系统以及末端执行器所组成的,具体包括手部、腰部、基座等。焊接机器人控制系统则是由控制计算机以及伺服控制器所组成的,驱动动力可分为气动驱动、电动驱动以及液压驱动等。
(二)传动系统。焊接机器人的传动系统具有驱动作用,其能够将能源传送至执行机构中。驱动器类型包括电机、液动装置等,而对于电机,又可被分为步进电机、交流伺服电机以及直流伺服电机。传动机构的类型也比较多,其中,谐波减速器、齿轮、滚珠丝杠等比较常见,当驱动器产生动力后,通过传动系统,能够将动力传输至焊接机器人的各个关节以及动作部位,进而保证焊接机器人稳定运行。焊接机器人控制系统是由控制计算机、伺服控制器以及各类控制软件所组成的,控制系统即为焊接机器人的指挥系统[2]。
(三)智能系统。焊接机器人的智能系统是由感知系统以及分析-决策智能系统所组成的,其中,感知系统为焊接机器人的硬件部分,是由多个内部、外部传感器所组成的,可作为焊接机器人的感觉器官。在焊接机器人运行过程中,当传感器获得相关信息后,可传输至计算机中,而计算机即可控制焊接机器人动作。
(四)决策智能系统。焊接机器人分析-决策智能系统的应用基础为计算机专用软件或者计算机通用软件,通过所有结构相互协调,即可完成工作指令。根据决策智能系统的功能不同,可将机器人分为焊接机器人、喷漆机器人、装配机器人等。
三、机器人是汽车焊接现代化的重要标志
在汽车焊接生产中,车身焊接至关重要,车身焊接技术类型比较多,包括点焊、弧焊、二氧化碳保护焊等。现如今,我国社会经济发展迅速,人们的生活水平逐渐提高,汽车销售量不断增加,同时对于汽车美观性、舒适度的要求也越来越高。基于此,汽车制造企业为了能够提高产量,增加经济效益,亟需对车身焊接技术进行优化创新,创建现代化、高技术生产流水线,对此,可应用焊接机器人。通过将焊接机器人应用于车身焊接生产中,有利于促进车身焊接朝向智能化以及自动化方向发展,同时还可建立现代化流水线,满足不同车型车身焊接实际需要,提高车身制造车间的柔性以及弹性特征。通常情况下,汽车车身焊接线是由各类焊机以及焊接夹具所组成的,具有刚性特征,在这类焊接线的实际应用中,只能够生产一种车型的汽车车身,很难满足当前汽车市场的多元化需求,对此,汽车制造企业需创建多条生产线,所需投入的成本比较高,而且还会造成人力资源浪费。对此,汽车制造企业可创建柔性化汽车车身焊接生产线,通过将焊接机器人应用于车身焊接中,能够有效满足当前汽车制造企业现代化需求,提升车身焊接生产线的柔性化水平。对于焊接机器人,主要可分为以下几种类型:
(一)弧焊机器人。弧焊机器人是由电源、控制盘、示教盒以及本体所组成的,在弧焊作业过程中,焊枪可密切跟踪工作焊道,并且持续填充金属,进而形成焊缝。弧焊作业过程复杂程度比较高,同时对于焊接作业精准度的要求也比较高。弧焊机器人的可靠性高,抗干扰能力强,在焊接作业过程中,可对连续轨迹进行有效控制,同时,其还具有圆弧插补以及直线插补功能,能够使圆弧以及直线形成空间焊缝,弧焊机器人的软件比较多,摆动样式丰富,在编程过程中,便于摆动焊,在各个周期摆动停顿点位置,弧焊机器人也会随之停止运动,确保能够满足焊接作业要求[3]。
(二)激光机器人。激光机器人是由激光系统、送丝系统、本体以及控制系统所组成的,在车身焊接生产中,当控制系统完成处理后,电感、电容以及声波等各类电子传感器能够根据不同的焊接生产要求以及焊接对象,对焊缝进行跟踪,同时还可对焊接生产质量和缺陷进行监测控制,并反馈焊接作业工艺参数,进而实现焊接生产自动化。激光焊接技术与传统的焊接方法差异较大,在焊接作业中,可将两种钢板分子相组合,进而形成完整钢板,有利于提高车身焊接作业强度。另外,在车身焊接作业中,可降低焊接工件的体积,避免在焊接作业完成后出现间隙,保证车身结构焊接生产精度。
(三)点焊机器人。点焊机器人是由示教盒、控制系统、点焊焊接系统以及本体所组成的,在焊接生产中,对于冲压所形成的薄板结构,可作为车身覆盖件,通过应用电阻热,能够将车身工件搭接部位的金属熔化成为焊点,将工件进行有效连接。通过应用点焊机器人进行车身焊接作业,能够有效提升焊点位移速冻,由于定位准确,并且焊接过程平稳,在车身柔性化焊接中,是十分重要的技术类型。
总结:
综上所述,本文主要对汽车车身焊接作业中的自动化以及智能化技术进行了详细探究。现如今,汽车制造产业发展迅速,同时企业市场竞争形势也越来越激烈,汽车制造企业必须加快促进车身制造技术创新,车身焊接劳动强度大,同时传统的焊接生产线的智能化水平比较低,一般只能针对一种车型进行焊接,因此,亟需促进焊接生产线更新换代,结合实际需要推广应用不同类型的焊接机器人,充分应用计算机智能化和自动化技术,创建柔性化车身焊接生产线,促进企业制造企业技术创新和可持续发展。
参考文献
[1]曲家宇.智能制造在汽车车身焊接的应用[J].集成电路应用,2020,v.37;No.319(04):122-123.
[2]姚镜多.汽车焊接技术自动化现状及发展趋势[J].建筑工程技术与设计,2018,000(005):206.
[3]李先瑞,郝静.汽车焊装工艺测控自动化控制技术研究[J].科技创新与应用,2018,000(009):51-52.