杜志華 李軍峰

摘 要：文章研究分析了汽車車體焊接制作環(huán)節(jié)中，對多類相異連接工藝和機(jī)器人操作技術(shù)之間的復(fù)合式應(yīng)用模式及其發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：智能機(jī)器人；操作系統(tǒng)；汽車制造；車體焊接

目前智能機(jī)器人焊接技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域中獲得了大力的普及運(yùn)用，并且由此彰顯出了當(dāng)今汽車車體焊接工序又出現(xiàn)了一個(gè)新的突破。焊接機(jī)器人的廣泛應(yīng)用讓當(dāng)今各類裝配對接工藝呈現(xiàn)出很強(qiáng)的柔性化功能，也就是指：其滿足了各類相異汽車零部件的組裝需求、可在極短時(shí)間內(nèi)迅速完成多類組裝對接技術(shù)的模式轉(zhuǎn)型，最高效率地展示智能機(jī)器人的功能特征，讓其可依照多類具體需求來有效推進(jìn)其他組裝對接工藝的運(yùn)用和完善。上汽通用在焊接車體制作階段中選用了功能豐富的機(jī)器人操縱設(shè)備，譬如汽車車體激光焊接工序、壓合工序、局部焊接工序、沖壓對接工藝、涂膠工藝、總成組裝工藝，另外還有激光遠(yuǎn)程遙感檢測工藝等，都穿插利用了多類形式的機(jī)器人操作機(jī)構(gòu)。

1 汽車車身焊接機(jī)器人操作機(jī)構(gòu)的組成元素

焊接機(jī)器人操縱裝備體系是功能獨(dú)立、動作空間大、操作形態(tài)變化機(jī)動、自動性控制水平高、柔性效能佳的焊接作業(yè)機(jī)構(gòu)，具備豐富的加工效能、反復(fù)操作時(shí)精準(zhǔn)性強(qiáng)，對接品質(zhì)佳、抓取負(fù)荷重、操作效率高、操控安全可靠等工藝特性。焊接機(jī)器人裝備是焊接工藝達(dá)到柔性指標(biāo)要求的必然選擇，是否選用焊接智能機(jī)器人這一先進(jìn)性加工工具是車身焊接作業(yè)線是否具備應(yīng)有柔性化水平的基本象征之一。焊接智能機(jī)器人操作機(jī)構(gòu)的組成總體來說是由焊接型智能機(jī)器人主體、機(jī)器人操控器、工裝現(xiàn)場轉(zhuǎn)換接觸器、工裝轉(zhuǎn)回操作支架、自動調(diào)整支座以及機(jī)器人設(shè)備本體內(nèi)第七軸等多類部件所組成。在具體焊接操作過程中，再依據(jù)相應(yīng)的組裝要求實(shí)施與之相配套的功能組合。對某一已確定型號的智能機(jī)器人來講，也就確定了其本身所具有的抓重、操作半徑、加工精度等主要操作指標(biāo)，其加工高度可利用不同尺寸的機(jī)座來進(jìn)行調(diào)配。

智能機(jī)器人的操控機(jī)構(gòu)是由調(diào)控器來承擔(dān)，程序編制是依靠人工操作鍵盤來實(shí)現(xiàn)。一般情況下焊接智能機(jī)器人具備一專多能的用途，比如可以同步完成拼組和焊接工序，或是同步完成涂膠和對接工序等，此類過程是依托焊裝智能機(jī)器人機(jī)構(gòu)本身的快速調(diào)換接頭及工裝機(jī)架的操作組合來迅即完成的，所耗時(shí)間只有幾秒，由此大幅度提升智能機(jī)器人的操作功效，減低工程運(yùn)行成本。[1]

2 智能機(jī)器人復(fù)合操作工藝

2.1 智能機(jī)器人激光焊接工藝

所謂激光式焊接工藝是說利用激光光束作為焊接過程中的熱能來源，智能機(jī)器人裝置充當(dāng)操作機(jī)構(gòu)，具備能量聚焦性強(qiáng)、供熱能力強(qiáng)、焊接功效高、焊接過程微變形等技術(shù)特點(diǎn)，可完成對薄板材料的快速焊接。激光焊接設(shè)備通常包括激光噴射議、光線傳到機(jī)構(gòu)、焊接調(diào)控機(jī)構(gòu)等若干部分。由于依托激光發(fā)射所帶出熱能而進(jìn)行的熔焊作業(yè)對焊接接頭部分的精準(zhǔn)度要求甚為嚴(yán)格，所以不得不采用激光式焊接機(jī)器人來完成所需要的焊接作業(yè)工序，并選取不同于普通智能機(jī)器人的絞臂型焊裝機(jī)器人來完成這一操作過程。

2.2 借助于智能機(jī)器人的激光遙控監(jiān)測工藝

視覺性直觀檢測作為當(dāng)今一款新式的檢測方法，具備檢測范圍寬、無需直接接觸、觀察方便、操作迅速、精度極高等工藝優(yōu)點(diǎn)。眼下此類技術(shù)檢測方式在汽車結(jié)構(gòu)性能檢測系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，其可以完成汽車車身的遠(yuǎn)距離檢測，且可充分展示出汽車產(chǎn)品質(zhì)量上的誤差范圍，既提升了汽車制造中的質(zhì)量達(dá)標(biāo)率，亦給優(yōu)化工藝、縮小偏差構(gòu)建了一款閉合的操控體系。以智能機(jī)器人為基礎(chǔ)的柔性遠(yuǎn)程檢測體系，視覺認(rèn)知體系融入機(jī)器人裝備自身之中，借助于管控機(jī)器人的移動路徑變化來操縱視覺反映器，并確定出其在空間的具體哪一部位，從而完成對測量目標(biāo)的測試。

在車身焊接作業(yè)中，激光遙控檢測工藝獲得了大力的應(yīng)用，譬如車門蓋組裝、前身切削焊接、車體后部尾燈部位的確定等。以往的焊接作業(yè)中，車體后部尾燈定位孔是在沖壓單體部件時(shí)來完成的，借助于一整套焊接工序，其累計(jì)偏差極大而且極難得到精準(zhǔn)的控制，這就造成尾燈裝好之后和周邊的定位尺寸不匹配、安裝效果欠佳。[2]

2.3 智能機(jī)器人在汽車車體點(diǎn)焊工藝中的運(yùn)用

點(diǎn)焊對接工藝是汽車本身制作工序中的古老工藝，是車體焊接對接工序中的主要操作內(nèi)容。在焊接的操作程序中，伴隨著汽車車體混裝制作工序的迅猛發(fā)展以及合金板材在焊接中的廣泛運(yùn)用，此外在多層型板的焊接過程及高品質(zhì)鋼板的具體應(yīng)用過程中，智能機(jī)器人的多種功能越發(fā)得到淋漓盡致的發(fā)揮。[3]智能機(jī)器人操作機(jī)構(gòu)的大力運(yùn)用強(qiáng)化了焊裝的品質(zhì)和精度、提升了焊接速度、減小了工人的作業(yè)量、達(dá)到了多種車型的混流生產(chǎn)效果。

2.4 智能機(jī)器人在汽車車體壓合工藝中的運(yùn)用

壓合工藝在高品質(zhì)汽車制造過程中占有極其重要的地位，傳統(tǒng)的壓合技術(shù)一般采用模具和壓機(jī)的形式，其投資費(fèi)用較高、占地面積較大。機(jī)器人系統(tǒng)與壓合技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)生了機(jī)器人滾邊壓合新技術(shù)，它通過機(jī)器人與特殊設(shè)計(jì)壓合滾輪的配合，在一定的焊接壓力下實(shí)現(xiàn)諸如天窗頂蓋、四門兩蓋的壓合方式連接。該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多品種的混流生產(chǎn)，這樣可以降低投資成本。通過快速的涂膠系統(tǒng)可以滿足不同類型涂膠的要求，涂膠均勻可靠，尤其對于特殊膠型可以實(shí)現(xiàn)精確的控制，提高涂膠速度。[4]

3 結(jié)語

綜上，由于汽車車身制造的批量化、多樣化、高效率以及對產(chǎn)品質(zhì)量一致性的要求，機(jī)器人系統(tǒng)在汽車車身制造技術(shù)中得到了普遍的應(yīng)用，將機(jī)器人技術(shù)與激光連接技術(shù)進(jìn)行復(fù)合使用，可充分發(fā)揮各類技術(shù)的優(yōu)勢，獲得最佳連接效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]葉偉標(biāo)，杜啟業(yè)，華棟，崔佩儀.基于電力帶電搶修作業(yè)的機(jī)器人開發(fā)與應(yīng)用[J].設(shè)備管理與維修，2018（06）.

[2]曹昭.智云機(jī)器人兼容控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018（14）.

[3]梁文莉.全球機(jī)器人市場統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析[J].機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用，2018（02）.

[4]堯李慧，蔡曉華，田雷，侯云濤.自走式智能牛舍清潔機(jī)器人路徑設(shè)計(jì)與研究[J].農(nóng)機(jī)化研究，2018（01）.