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工业机器人在汽车智能制造中的应用及发展趋势

作者:2018-11-01 01:02阅读:文章来源:未知

  摘要:当前为工业4.0的时代, 其中的主题便是工厂+智能生产。因此, 汽车制造业对于机器人的使用越来越普遍, 解决了很多以前难以解决的问题, 提升了工作效率和质量。因此, 本文针对汽车智能制造中机器人的应用做出了进一步探究, 对工业机器人在汽车智能制造中的应用以及未来的发展趋势给出了详细的分析。

  关键词:机器人; 汽车智能制造; 应用探究;

智能机器人

  在高中的学习过程中, 我们知道了汽车行业不但是技术密集型的行业, 也是劳动密集型的行业。无论是在生产过程中, 还是在制造过程中, 对于精度和质量的要求非常高。面对当前的市场需求, 满足品种多以及批量大的高品质制造需求, 汽车生产企业越来越注重机器人在汽车制造中的应用, 并希望利用机器人推动汽车智能制造业的全面发展。

  1 工业机器人

  当前阶段对于机器人的使用已经非常广泛, 通常具备的功能包括自动化编程和可控性。功能比较完善的操作设备, 在对材料工具进行移动等层面起到的作用非常大。目前, 从使用的程度来看, 工业方面对其的使用会多一些。因为机器人本身的自动能力就非常强, 可使用自己的控制能力将各项工作完成, 保障每一项工作的有序性[1]。其的自主性明显得到了体现。此外, 还具有多轴联动性的特征, 所以在制造行业中得到了广泛的使用。根据收集到的资料, 并结合实际情况来看, 机器人的构成大体是相同的, 其中有主体系统、控制以及驱动系统等。在各项系统当中, 主机的构成包括机座以及执行机构、手部系统、腕部系统以及臀部系统。机器人还有5个左右的运动自由度, 其中腕部有2个左右的运动自由度。驱动系统为动力装置和传动机构, 可将执行机构完成指令动作的效率进行提升。但控制系统对于指令信号的发送, 一般都需要通过输入程序来完成, 执行和驱动系统要控制发出的指令。

  从技术层面来讲, 包含的技术层面有: (1) 编程技术。在更换工作环境时, 机器人可随着变化快速投入到相应的编程工作中, 可在产品的特征基础之上, 对编程进行合理的调整, 特别是在面对较多品种的时候, 在批量比较小的柔性制造中, 进行使用具备的优势可能性比较大; (2) 拟人化。机器人当中的机械结构存在很多的特征, 与人类有着很大的相似度[2]。例如:机器人可以像人类一样行走, 用手抓每个部分等。通过各项特殊终端驱动之间的密切配备, 完成编程的相关工作之后, 便可进行各项操作和制造工作; (3) 通用。在不同的环境当中, 机器人可以将不同的任务完成, 以此体现出良好的沟通性; (4) 临床应用。如果存在比较复杂和连贯的动作, 利用机器人可在有效的时间和空间中快速完成。

  2 机器人在汽车智能制造中的应用分析

  2.1 在点焊当中的应用

  从当前的情况进行分析, 点焊作业在汽车制造业中的使用非常多。根据相应的数据分析, 一辆汽车中大概会有四千多个焊点, 通过这一数字也可以看出, 在汽车智能制造领域, 对于点焊技术的应用非常重要。现在, 汽车对于焊接的精度和速度等, 有着越来越高的要求, 点焊机器人的应用有着非常广阔的发展空间[3]。在使用机器人的过程中, 能够发挥出巨大的优势作用。其中, 安装时并不需要使用很大的面积, 作业的工作环境也非常理想, 可有效对焊接时火花高温的问题进行解决, 对之前人力不好处理的各项问题进行了解决。

  2.2 装配与喷涂

  从装配的层面来说, 汽车零件进行装配时, 装配机器人可将工作的效率进行提升, 减少工作人员的工作强度。不管是对发动机处理等比较大的配置, 还是对仪表盘等比较小的配置, 装配机器人起到的作用都非常重要。在实施喷涂作业时, 机器人可在比较大的空间中, 进行轨迹比较复杂的工作, 并完成一些灵活性非常强的工作, 如小孔插入内部等工作, 尤其是对车体表面实施喷漆的过程中, 不但可将喷漆的质量进行提升, 还能提高材料的使用效率, 为之后的一系列操作和维护做好了基础保障[4]。

  2.3 搬运和弧焊

  在搬运的过程中, 机器人可实施车身焊装线、搬运物料以及码垛等搬运等工作, 在具体的工作中, 利用机器人可十分稳定的将任务完成, 并且灵活可靠。机器人的使用, 帮助工作人员减少了工作量, 使生产的效率得到了翻倍提升, 为相关的搬运工作提供了安全保障, 也提升了员工工作的安全性。针对弧焊当中的各项工作, 机器人类型有:熔化极焊接作业以及非熔化极焊接作业。在不同的环境和条件下, 都可完成焊接工作, 如在自动送丝或熔化电极等条件下体现出来的优势特征非常明显, 如高质量和高生产率等。在弧焊相关工作中, 对于机器人的使用, 得到了很多企业的青睐。

  3 未来的发展趋势

  在社会以及经济发展越来越快的今天, 汽车行业也在不断的创新和发展, 对机器人的使用越来越普及[5]。从现阶段进行分析, 汽车企业对于新型结构的研发要给予高度的重视, 以便满足不同场合的应用需求, 尤其是多关节和多自由的机器人研发。此外, 在精度和速度上还要进行提升, 并使机器人更加标准化和智能化。同时, 在研究视觉和测距等传感设备的过程中, 要进一步加大投入的力度, 以便在实际工作中, 利用传感设备对状态进行检测, 提高作业效率。

  4 具体应用案例

  当前为工业4.0的时代, 其中的主题便是工厂+智能生产。在全新的工业背景下, 汽车企业要进一步完善网络化、分布式的生产设施, 在对生产进行控制的过程中, 针对产生的一系列复杂问题, 要提升人、机器与资源之间的沟通和交流。此外, 设备的高度标准化以及模块化系统, 会将制造汽车的成本进行大幅度缩减, 并保持持续性的高强度工作, 借助传感设备和3D打印设备等, 对零部件的生产和加工精密度进行提高, 有效减少了失误率和风险[6]。

  例如:宝沃的中德智造示范工厂。该工厂为德国制造的代表性企业, 对于智能工厂的建设, 满足了4.0现代化工厂的要求, 其中的智能制造体系非常先进, 因此, 在“2017年中德智能制造合作试点示范项目”中成功入选。在工厂中, 对于生产线的使用, 为非常先进的生产线:八车型柔性生产线。这种生产线的使用十分灵活, 不死板, 可对各种车型同时生产, 之后还可实施定制化的生产以及车辆开发, 集中了冲压、焊装、检测和物流等。这一柔性化生产线的建立, 实现了17种颜色系统, 可进行汽油以及混合动力等生产。此外, 在柔性制造当中, 机器人可自己对网络进行优化, 并结合环境的变化进行变化, 满足不同客户的个性化需求。在车间当中, 使用的每一项自动化技术都非常先进, 有550台机器在同时工作, 可完成整个制造汽车的流程[7]。利用智能化生产体系的构建并通过物联网化设施生产, 真正实现了满足了供应链、制造等一系列环节的数据化和智慧化需求。

  对于质量管理, 通过机器人, 可以18道在线控制, 34道质量把控等, 结合信息化以及自动化平台, 实现了对汽车整体质量的控制, 并通过机器人完成了智能物流, 可进行规模较大的个性化定制生产, 从接到订单到最后的交付, 最短只需要23d的时间。

  5 结束语

  总之, 经济的发展促进了汽车行业的发展、科技的发展, 使得汽车制造越来越趋向于智能化以及自动化。所以, 机器人的使用必不可少, 对汽车智能制造的发展能够起到重要的推动作用, 起到的优势作用非常大, 因此汽车企业要从不同的角度出发, 对机器人在汽车制造中的应用进行深入探究。

  参考文献
  [1]候海, 伍春霞.机器人在汽车智能制造中的应用[J].智慧工厂, 2017 (1) :87~89.
  [2]宋丽军.工业机器人在智能制造中的应用[J].金属加工 (冷加工) , 2014 (12) :29~30.
  [3]顾桢杰.论机器人在汽车智能制造中的应用[J].中国高新区, 2018 (5) .
  [4]于永初.机器人推动汽车智能制造[J].汽车工艺师, 2015 (10) :54~57.
  [5]路浩, 吕安松.焊接机器人及其在高速列车智能制造中的应用[J].焊接技术, 2015 (11) :53~56.
  [6]林森, 龙文远.机器人在汽车工业中的应用[J].经济管理:全文版:142.
  [7]滕勇, 曹颖.工业机器人和汽车行业领跑中国智能制造崛起[J].中国战略新兴产业, 2016 (19) :43~45.

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