工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)制造領(lǐng)域的合理應(yīng)用

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1、工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)制造領(lǐng)域的合理應(yīng)用　　機(jī)器人是集合了機(jī)械、電氣、電子、計(jì)算機(jī)、控制、傳感器、人工智能等多門(mén)科學(xué)的適用于現(xiàn)代化制造的綜合型自動(dòng)化裝備。現(xiàn)階段，工業(yè)機(jī)器人發(fā)展異常迅速，技術(shù)也非常成熟，已應(yīng)用到汽車(chē)生產(chǎn)、航空航天、金屬加工、電子電氣、礦山開(kāi)采等多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，可以實(shí)現(xiàn)代替涵蓋如焊接、搬運(yùn)、碼垛、噴涂、裝配、檢測(cè)等多方位的人工作業(yè)功能。在工業(yè)機(jī)器人所有應(yīng)用領(lǐng)域中，汽車(chē)行業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用占到整體市場(chǎng)份額的60%以上。隨著中國(guó)制造2025戰(zhàn)略規(guī)劃的提出，對(duì)工業(yè)機(jī)器人及其應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展提出了更高的要求。所以深入了解工業(yè)

2、機(jī)器人的結(jié)構(gòu)功能以及在汽車(chē)制造中的應(yīng)用情況，對(duì)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用?！　?、工業(yè)機(jī)器人概述　　1.1工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)機(jī)器人(以KUKA機(jī)器人為例)由以下三部分組成：　　(1)機(jī)械手即機(jī)器人本體。機(jī)械手是機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)主體。它是由六個(gè)活動(dòng)的、相互連接在一起的關(guān)節(jié)(軸)組成的，也稱為六軸機(jī)器人。各個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)通過(guò)伺服電機(jī)來(lái)進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)控而實(shí)現(xiàn)，伺服電機(jī)通過(guò)減速器與機(jī)械手各部件相連。機(jī)械系統(tǒng)的部件主要由鑄鋁和鑄鋼制成。機(jī)器人本體是完成各項(xiàng)工作及工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)部分，在投入使用之前通常對(duì)機(jī)械手進(jìn)行調(diào)試

3、和檢測(cè)，保證機(jī)器人結(jié)構(gòu)完成、運(yùn)行正常?！　?2)控制柜。機(jī)器人的機(jī)械系由伺服電機(jī)控制運(yùn)動(dòng)，而伺服電機(jī)則由機(jī)器人的控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。控制系統(tǒng)的主要功能是通過(guò)連接計(jì)算機(jī)程序發(fā)送指令進(jìn)而對(duì)專用控制器進(jìn)行控制，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人在空間中的位置和姿態(tài)的改變?！　?3)示教器。示教器即機(jī)器人人機(jī)交互界面，主要通過(guò)對(duì)示教器的操作來(lái)控制機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)。目前工業(yè)使用最為普遍的為示教機(jī)器人，通過(guò)示教器儲(chǔ)存輸入機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡生成運(yùn)動(dòng)程序，在通過(guò)再現(xiàn)模式運(yùn)行儲(chǔ)存的程序，完成示教再現(xiàn)的過(guò)程?！　∷胁话üI(yè)機(jī)器人系統(tǒng)之內(nèi)

4、的設(shè)備統(tǒng)稱為外部設(shè)備，包括工具(焊槍、抓手、噴槍等)、保護(hù)裝置、夾具等等?！　?.2工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)　　工業(yè)機(jī)器人具有以下特點(diǎn)：　　(1)柔性高。與傳統(tǒng)的汽車(chē)生產(chǎn)常用焊機(jī)相比，機(jī)器人的柔性更強(qiáng)，對(duì)不同的車(chē)型和不同汽車(chē)部位的焊接只需要更改運(yùn)行程序即可完成?！　?2)可靠性高。以KUKA機(jī)器人為例，其重復(fù)精度最高可達(dá)0.02mm，而且不會(huì)出現(xiàn)人工操作的焊接變形等問(wèn)題，可使汽車(chē)具有更好的表面質(zhì)量。在車(chē)身噴涂方面，可以按照標(biāo)準(zhǔn)軌跡和涂膠量進(jìn)行涂膠，并快速均勻的完成作業(yè)。　　(3)功能性強(qiáng)。汽車(chē)生產(chǎn)中，車(chē)身部分工件重量較高，人

5、工很難完成搬運(yùn)和定位，而工業(yè)機(jī)器人的最高負(fù)載可達(dá)到1000KG。同時(shí)機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不停機(jī)工作，大大提高工作效率。　　2、工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)制造中的應(yīng)用　　工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)生產(chǎn)的沖壓、車(chē)身焊接、噴涂、總裝等四大生產(chǎn)工藝都有廣泛的應(yīng)用，主要包括搬運(yùn)、焊接、涂膠噴漆和車(chē)體裝配等工作。下面是工業(yè)機(jī)器人在汽車(chē)制造的幾種應(yīng)用方式?！　?1)機(jī)器人搬運(yùn)。工業(yè)機(jī)器人末端法蘭盤(pán)安裝執(zhí)行裝置，方便快速的從指定位置抓取零部件并精確搬運(yùn)定位到指定工位，搬運(yùn)過(guò)程中不會(huì)對(duì)零部件進(jìn)行損壞。根據(jù)工件的不同形狀和不同狀態(tài)，機(jī)器人末端可以安裝不同

6、的執(zhí)行器?！　?2)機(jī)器人點(diǎn)焊。點(diǎn)焊技術(shù)在汽車(chē)車(chē)身制造中占據(jù)主要地位，車(chē)身焊接的路徑規(guī)劃是工作人員進(jìn)行焊接工藝的一個(gè)主要問(wèn)題。工業(yè)機(jī)器人安裝不同的焊槍運(yùn)行不同的程序，可以對(duì)車(chē)身的各種位置和不同的部件進(jìn)行焊接，具有較高的焊接精度和重復(fù)精度。隨著汽車(chē)制造技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人與焊接技術(shù)的結(jié)合的效果也越來(lái)越好。　　(3)機(jī)器人弧焊。機(jī)器人弧焊裝置是在機(jī)器人本體安裝送絲裝置，通過(guò)傳感器在計(jì)算機(jī)的控制下進(jìn)行點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)和連續(xù)軌跡運(yùn)動(dòng)，同時(shí)可以利用機(jī)器人直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)的功能來(lái)進(jìn)行直線焊縫和圓弧形焊縫的焊接?！　?4)機(jī)器人噴涂。

7、機(jī)器人噴涂可分為涂膠和噴漆。機(jī)器人涂膠系統(tǒng)主要包括涂膠泵、涂膠槍等裝置，在合理利用車(chē)身材料的物理及化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上，機(jī)器人快速的對(duì)密封焊接和減震部位進(jìn)行不同形狀和厚度的涂膠。同理，機(jī)器人的噴漆系統(tǒng)由噴槍和噴漆泵組成，均勻快速的對(duì)車(chē)身表面進(jìn)行噴漆?！　?5)機(jī)器人裝配。機(jī)器人是柔性自動(dòng)化系統(tǒng)的核心設(shè)備，除機(jī)器人本體外主要組成結(jié)構(gòu)是傳感器和末端執(zhí)行器，末端執(zhí)行器針對(duì)不同的裝配工件可以安裝不同機(jī)構(gòu)。其主要功能是通過(guò)傳感器來(lái)獲取機(jī)器人本體與裝配對(duì)象和環(huán)境的相互信息，通過(guò)末端執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)裝配作業(yè)。機(jī)器人主要用于汽車(chē)整車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)總成

8、、擋風(fēng)玻璃密封、安裝儀表盤(pán)、安裝車(chē)門(mén)、安裝輪胎等多個(gè)部件的裝配。　　(6)機(jī)器人檢測(cè)。機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)主要包括視覺(jué)傳感器和測(cè)量控制模塊，主要功能是使用視覺(jué)激光測(cè)頭來(lái)獲取被測(cè)部件的圖像信息，結(jié)合計(jì)算機(jī)模型來(lái)獲取實(shí)際尺寸與理想尺寸的對(duì)比，進(jìn)行部件檢測(cè)反饋誤差信息。機(jī)器人檢測(cè)與傳統(tǒng)三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備相比具有快速、直觀、量程大和精度高的特點(diǎn)，不僅提高了整車(chē)的