焊接机器人在汽车制造中的应用

机器人在车身焊装生产线中的应用

1引言

依据中国汽车工业协会统计数据，自2000年以来，中国汽车产销量年均增长率超过20%，远高于全球平均增长率；而且年生产量占全球汽车生产量的比重持续上升，2009年我国汽车产销量超过美国，成为全球汽车工业产销量第一的国家；根据预测，我国汽车消费市场仍会以较快的速度增长。

汽车市场的增长对汽车生产技术提出了更高的要求，催生工业机器人在汽车制造业中得到深入广泛的应用。据统计，近几年国内厂家所生产的工业机器人有超过一半是提供给汽车行业。目前，国际上工业机器人技术在制造业中的应用范围已很广泛，现已从传统制造业推广到其他制造业。但汽车工业仍是工业机器人的主要应用领域。据了解，美国60%的工业机器人用于汽车生产，全世界用于汽车工业的工业机器人已经达到总用量的37%，用于汽车零部件的工业机器人约占24%。

汽车工业生产中采用工业机器人技术，不仅可以节约人力，降低成本，提高设备利用率，提高产品的质量与产量，更重要的是它可以保障工人安全，改善工作条件，减轻劳动强度，减少人员风险，提高工作效率。

2机器人在车身焊接生产线中的作用

工业机器人在汽车生产中的冲压、焊装、涂装、总装四大生产工艺过程中都有广泛应用，具体在汽车车身焊装生产线中的应用主要有：点焊、弧焊、搬运、装配、检测等。工业机器人已经成为具有柔性制造系统、计算机集成制造系统的主要自动化工具。在发达国家，工业机器人自动化生产线成套装备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。

2.1工件焊接

工件焊接是目前最大的工业机器人应用领域。由于汽车制造业对许多构件的焊接精度和速度等指标提出越来越高的要求，一般工人已难以胜任这一工作；此外，焊接时的火花及烟雾等，对人体造成危害，因此，焊接过程的完全自动化已成为重要的研究课题，其中，最为重要的就是要应用焊接机器人。现在工业生产中，各种焊接工艺和过程都可以使用工业机器人来执行，以取代使用工人在实际恶劣的焊接环境下工作。机器人在点焊和弧焊过程中的应用最为广泛，在其他一些工艺焊接过程中的应用还处在起步或摸索的阶段。

焊接机器人系统在汽车车身焊接中的应用

发表时间：2020-11-20T12:05:34.630Z 来源：《工程管理前沿》2020年23期 作者： 闫彦 桑丽君

[导读] 目前我国许多领域都广泛地应用机器人代替人工进行生产操作。

闫彦 桑丽君

长城汽车股份有限公司 河北保定 071000

摘要：目前我国许多领域都广泛地应用机器人代替人工进行生产操作。作为一种人工智能产品，工业机器人结合了机械、传感、操控和电子计算等多项技术。本文研究分析了汽车车体焊接制作环节中多类连接工艺和机器人操作技术之间的复合应用模式及发展方向。

关键词：机器人；汽车车身；焊接制造；应用

前言：

传统的汽车制造工业生产效率低、劳动强度大、工作环境差、自动化程度低。焊接作为制造业的传统技术与工艺，发展十分迅速。随着计算机技术、自动控制、数控及机器人技术的发展，自动焊接机器人技术已日益成熟，焊接机器人不仅提高了操作的稳定性而且提高焊

接质量和生产效率，并且改善了操作者的劳动环境。目前焊接机器人在汽车制造的冲压、焊装、涂装、总装四大生产工艺过程中都有广泛

应用，其中应用以弧焊机器人和点焊机器人为主。

1、汽车车身焊接机器人操作机构的组成元素

焊接机器人操纵装备体系是功能独立、动作空间大、操作形态变化机动性强、自动控制水平高、柔性效能佳的焊接作业机构，具备加工效能丰富、反复操作时精准性强、对接品质佳、抓取负荷重、操作效率高、操控安全可靠等工艺特性。焊接机器人装备是焊接工艺达到

柔性指标要求的必然选择，是否选用焊接智能机器人这一先进性加工工具是车身焊接作业线是否具备应有柔性化水平的基本特征之一。焊

接智能机器人操作机构的组成总体来说是由焊接型智能机器人主体、机器人操控器、工装现场转换接触器、工装转回操作支架、自动调整

支座以及机器人设备本体等多类部件所组成。在具体焊接操作过程中，再依据相应的组装要求实施与之相配套的功能组合。对某一已确定

型号的智能机器人来讲，也就确定了其本身所具有的抓重、操作半径、加工精度等主要操作指标，其加工高度可利用不同尺寸的机座来进

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焊接机器人在汽车焊装领域中的应用

作者：常亮 张伟彬

来源：《中国科技博览》2017年第10期

[摘 要]在我国社会经济与科技迅速发展的过程中，日趋完善的计算机控制技术、网络技术以及人工智能理论的发展背景下，焊接机器人在汽车焊接领域中的应用将更加的广泛，对于未来汽车行业的发展也具有至关重要的作用。本文将简要分析，焊接机器人在汽车焊装领域中的应用方面的内容，旨在更好的促进焊接机器人在汽车寒焊装应用领域的快速发展。

[关键词]焊接机器人；汽车焊装领域；应用及类型

中图分类号：U468.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）10-0060-01

1 焊接机器人的技术应用现状

近年来，虽然我国焊接机器人的发展势头很快，但是整体水平和增长速度远远落后于我国经济发展的速度，与国外还有一定的差距，同时我国的劳动力成本低廉也限制了焊接机器人应用程度的提高。因此一方面必须通过引进、消化和吸收一些现有的先进技术，尽快缩短与国外的差距。另一方面应该大力发展自有民族品牌的焊接机器人，提高我国制造业在国际上的地位。

2 现阶段焊装机器人的类型及主要应用

现阶段随着汽车产能的提升，机器人在焊接车间的应用不只是单纯的做焊接功能，车型种类的增加和节拍的提升使得机器人在物流、弧焊、焊点检测、滚边等方面都得到了应用。

在典型的焊接车间，机器人类型一般分为以下几类。

2.1 焊接机器人

在焊装车间常用的焊接机器人主要包括，电焊机器人、弧焊机器人及激光焊接机器人，其中点焊机器人的应用在80%以上。

焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分。机器人由机器人本体和控制柜（硬件及软件）组成。而焊接装备，以弧焊及点焊为例，则由焊接电源，（包括其控制系统）、送丝机（弧焊）、焊钳等部分组成。对于智能机器人还应有传感系统，如激光或摄像传感器及其控制装置等。 龙源期刊网

毫■曩ｔ　Ｓｐｅｃｉａｌ　Ｒｅｐｏｒｔｓ　栏目主持：艳涛　

机器人系统　

韩立军　

一汽大众汽车有限公司　

［摘要］本文探讨一汽大众在汽车车身焊装制造过程中，多种不同连接技术与机器人技术的复合应用与发展。　［关键词］机器人；汽车；车身；焊接　

机器人焊接在汽车工业中的应用代表了焊装连接　

技术的一个新的发展方向。焊接机器人系统的应用使　各种装配连接技术高度柔性化，即：适应于不同零件　的装配需求、能短时间内快速实现不同装配连接技术　

的快速转换，最大程度地发挥机器人的特点，使其能　

够根据多种需要促进其他装配技术的应用与发展。一　汽大众在焊装车身制造过程中应用了大量的机器人系　

统，诸如汽车车身激光连接技术、压合技　术、点焊技术、冲铆连接技术、涂胶技术、　总成装配技术以及激光在线检测技术等，均　

复合使用了不同形式的机器人系统。　

１．焊接机器人系统的基本组成　焊接机器人是本体独立、动作自由度　多、程序变更灵活、自动化程度高、柔性程　

度高的焊接设备，具有多用途功能、重复精　

度高，焊接质量高、抓取重量大、运动速度　快、动作稳定可靠等特点。焊接机器人是焊　

接设备柔性化的最佳选择，是否采用焊接机　

器人是焊装生产线柔性程度的重要标志之一。　焊装机器人系统的组成基本由焊接机器　

人本体、机器人控制器、工装快速转换接头、　工装转回支架、机器人机座以及机器人第七　

轴等组成（见图１）。在实际应用中，系统　

根据不同的技术要求进行必要的组合。一定　型号的主体机器人确定了其抓重、活动半　径、运动精度等基本参数后，其高度可以通过不同的　

机体基座来调节，还可以通过第七轴扩展机器人的活　动半径。　机器人的控制系统由控制器完成，程序书写通过　

手动控制键盘完成。通常焊装机器人具有一机多用的　功能，如同时实现拼装与焊接，或是涂胶与焊接等，　这些是通过焊接机器人系统的快速转换接头和工装支　

机器人　■　

快速转换接头　

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机器人控制器　

一■■　

机器人第七轴　工装机架　机器人底座