張艷琴 金雨 劉光清 廖春麗 杜子文

【摘 要】隨著當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的汽車工業(yè)也得到了飛速的發(fā)展，而工業(yè)機(jī)器人在其中的應(yīng)用越來越廣泛。工業(yè)機(jī)器人能夠利用自身動(dòng)力，借助靈活自動(dòng)的控制力，完成各項(xiàng)汽車產(chǎn)業(yè)中的各個(gè)步驟。本文通過對(duì)南充市汽車制造行業(yè)的調(diào)查研究，對(duì)工業(yè)機(jī)器人在汽車智能制造中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹和學(xué)院大力發(fā)展智能制造技術(shù)提供依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)機(jī)器人；南充；汽車行業(yè)；智能制造

一、前言

現(xiàn)代汽車及配件制造業(yè)是高度集約化經(jīng)營(yíng)的產(chǎn)業(yè)，是以資源綜合利用和節(jié)約為原則的生產(chǎn)率大幅度提高的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、環(huán)保型產(chǎn)業(yè)，也是通過勞動(dòng)積累向資本積累到技術(shù)積累為過程的知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè)。制造業(yè)智能化是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)條件和手段的現(xiàn)代化。大面積推廣制造業(yè)新技術(shù)、節(jié)約制造成本、增加經(jīng)濟(jì)效益都離不開智能化的發(fā)展。智能制造提高了工業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率和從業(yè)人員收益，為加快提高勞動(dòng)人員收入和全面建設(shè)小康社會(huì)起著巨大的作用。大力推廣智能制造技術(shù)是在南充發(fā)展的基本前提條件下，符合當(dāng)下南充工業(yè)生產(chǎn)的具體情況，也是制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。

二、南充汽車汽配企業(yè)經(jīng)營(yíng)狀況及人才需求調(diào)研數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

三、調(diào)研分析

1、南充本地汽車汽配企業(yè)規(guī)模小，10家企業(yè)總?cè)藬?shù)1811人，總產(chǎn)值6.7億元，上交利稅0.5億元。平均每家企業(yè)約181.1人，平均年產(chǎn)值6700萬元，上交利稅500萬元。

2、南充本地的汽車制造與裝配類企業(yè)員工的學(xué)歷結(jié)構(gòu)及職稱結(jié)構(gòu)均不太合理，調(diào)研的10家企業(yè)，本科以上3.3%，專科10.4%，中專及以下86.3%；工程師以上7.6%，高級(jí)工及中級(jí)工29.2%。由此看出南充本地汽車汽配制造業(yè)?？埔陨先藛T比例太少，工程師比例也太低，據(jù)企業(yè)調(diào)研分析和問卷調(diào)查，南充企業(yè)人員?？埔陨蠈W(xué)歷的員工基本上都不是生產(chǎn)工藝技術(shù)類的，導(dǎo)致在產(chǎn)品的改型、換代、升級(jí)上缺乏技術(shù)支撐。

3、各企業(yè)均希望本專業(yè)畢業(yè)的大專生來企業(yè)工作，中專生（本地的）也可以，但由于工資待遇一般（企業(yè)員工平均工作3150元，中層管理者4050元，實(shí)習(xí)生2030元，轉(zhuǎn)正后平均2750元），加之部分企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)剛畢業(yè)的學(xué)生缺乏理解包容、帶有一定的偏見，導(dǎo)致企業(yè)留不住人才。

4、調(diào)研訪談中，各企業(yè)均表達(dá)了愿意與南充吉利汽車有限公司在汽車配件的配套生產(chǎn)上合作，并愿意為學(xué)生提供就業(yè)及實(shí)習(xí)崗位，愿意參與我院教學(xué)改革，為培養(yǎng)符合企業(yè)需求的人才出力。

5、有企業(yè)愿意出資與我院共同進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，開發(fā)新產(chǎn)品。

四、汽車智能制造機(jī)器人描述

工業(yè)機(jī)器人（industrial robot，IR）的使用主要是在工業(yè)領(lǐng)域中，并且其本身具有自動(dòng)的執(zhí)行能力，能夠借助自身的動(dòng)力與控制力，來完成各種功能或工作，是一種具有自主性、自由性、多軸聯(lián)動(dòng)性且具有多個(gè)關(guān)節(jié)操作機(jī)械手的現(xiàn)代制造業(yè)的自動(dòng)化設(shè)備。

4.1 技術(shù)方面

（1）具有編程性，隨著工作環(huán)境的變化，工業(yè)機(jī)器人能夠隨之進(jìn)行編程工作，并依據(jù)產(chǎn)品的特征進(jìn)行編程工作的調(diào)整，在品種多、批量小的柔性制造過程中發(fā)揮良好的作用；（2）擬人化特性，工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)具有人類相似性的特征，具有行走、轉(zhuǎn)腰、大小手臂、手腕、手爪各個(gè)部分，配備特殊的終端驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，完成編程后，即可完成各種不同的操作；（3）具有通用性，工業(yè)機(jī)器人在完成各項(xiàng)不同的任務(wù)時(shí)，通用性較好，只需要對(duì)其手爪與工具等末端的細(xì)致工作；（4）臨床應(yīng)用價(jià)值，在進(jìn)行復(fù)雜連貫的動(dòng)作時(shí)，能夠快速精確有效自動(dòng)完成工作。

4.2 應(yīng)用前景的描述

目前工業(yè)機(jī)器人在汽車制造業(yè)中的使用比例較高，可達(dá)61%。（1）點(diǎn)焊作業(yè)，據(jù)研究統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，每輛汽車車身上的焊接點(diǎn)大約有4000 個(gè)。應(yīng)用點(diǎn)焊機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)主要為在處理安裝面積小、作業(yè)環(huán)境寬闊、焊接火花高溫的工作時(shí)，人力不能對(duì)其進(jìn)行良好的處理，而機(jī)器人能夠完成，從而提高焊接速度與質(zhì)量；（2）裝配工作，汽車零配件的裝配過程中，裝配機(jī)器人能夠大大提高工作效率，大大降低人工的勞動(dòng)強(qiáng)度。（3）噴涂工作，噴涂機(jī)器人能夠在大空間內(nèi)進(jìn)行復(fù)雜的軌跡，也可以進(jìn)行靈活的小孔插入內(nèi)部行為。在完成車體表面的噴漆工作中，機(jī)器人能夠提高噴涂質(zhì)量與材料的使用效率，并且有利于操作和維護(hù)；（4）弧焊工作，弧焊機(jī)器人能夠在有熔化極焊接工作于非熔化極焊接工作兩種類型中進(jìn)行工作，并且可以完成自動(dòng)化的送絲，能夠?qū)附舆M(jìn)行保護(hù)性工作，大大提高焊接的穩(wěn)定性與效率。

五、吉利汽車智能制造案例

為保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高作業(yè)效率、降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度和提高職業(yè)健康水平，吉利汽車公司在新工廠規(guī)劃建設(shè)或已建工廠技術(shù)改造中大力采用自動(dòng)化裝備和智能制造技術(shù)，不斷提高汽車制造的自動(dòng)化、智能化水平。下面以新能源汽車工廠為例，分別介紹焊裝、涂裝和總裝車間的智能制造技術(shù)應(yīng)用。

5.1.焊裝工藝

全線采用包括點(diǎn)焊、弧焊、包邊機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化、無人化白車身生產(chǎn)。配置柔性高速臺(tái)車，可實(shí)現(xiàn)4平臺(tái)6車型柔性共線生產(chǎn)，其自動(dòng)化程度居國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)領(lǐng)先水平。全數(shù)字化的設(shè)計(jì)和虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用也大大縮短了該生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試的周期。以前往往需要大半年時(shí)間，而該焊裝生產(chǎn)線的安裝調(diào)試只用了一個(gè)多月的就實(shí)現(xiàn)了全部連線投產(chǎn)，大大提高了一次成功率。

5.2.涂裝工藝

第三工廠涂裝車間是國(guó)內(nèi)自主品牌第一條綠色涂裝工廠。全過程的數(shù)字化仿真模擬，合理的工業(yè)流程和裝備布局，使物流和設(shè)備高效銜接。

（1）高節(jié)拍、高柔性、高自動(dòng)化的前處理電泳輸送設(shè)備。擺桿鏈生產(chǎn)線節(jié)拍50s/臺(tái)，屬國(guó)內(nèi)節(jié)拍最高，全自動(dòng)控制，可實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)車型高柔性化生產(chǎn)，先進(jìn)的控制系統(tǒng)可隨時(shí)跟蹤車身位置及狀態(tài)，保證車身內(nèi)外腔最佳的電泳效果。（2）自動(dòng)噴涂機(jī)器人。采用自動(dòng)擦凈機(jī)器人、噴涂機(jī)器人和旋杯噴涂機(jī)器人，自動(dòng)化效率及品質(zhì)大幅提升。（3）涂膠機(jī)器人。采用免遮蔽涂膠機(jī)器人，大幅度提高自動(dòng)化效率和產(chǎn)品品質(zhì)，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

5.3.總裝工藝

在總裝車間的整個(gè)輸送系統(tǒng)，包括動(dòng)力總成轉(zhuǎn)接系統(tǒng)、AGV系統(tǒng)、輪胎裝配系統(tǒng)等都可以應(yīng)用自動(dòng)化。AGV自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)配送動(dòng)力總成及SPS，使生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)行云流水；輪胎、風(fēng)窗玻璃機(jī)器人涂膠和安裝輔助系統(tǒng)使員工操作得心應(yīng)手。在關(guān)鍵的工序環(huán)節(jié)，特別有扭矩要求的電控設(shè)備、在線數(shù)據(jù)檢測(cè)設(shè)備，均是自動(dòng)采集數(shù)據(jù)?？傃b真正的技術(shù)在信息化為基礎(chǔ)，在多品種、大批量生產(chǎn)模式下，要有高效、先進(jìn)的管理信息系統(tǒng)，包括ERP、MES、質(zhì)量管理系統(tǒng)以及供應(yīng)商管理系統(tǒng)等使得計(jì)劃科學(xué)、物料配送精準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)生產(chǎn)過程管理的精益、有序。采用先進(jìn)的EOL診斷系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了全部關(guān)鍵工位數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和存儲(chǔ)，確保整車產(chǎn)品質(zhì)量處于受控狀態(tài)并可追溯。第三工廠物料配送采用先進(jìn)的SPS+防錯(cuò)系統(tǒng)，使員工專注于裝配質(zhì)量本身，提高裝配效率，保證整車裝配質(zhì)量。

六、結(jié)束語

當(dāng)前，我國(guó)的汽車業(yè)發(fā)展迅速，而工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用也越來越廣泛，而其發(fā)展趨勢(shì)主要為：研發(fā)各類新型結(jié)構(gòu)機(jī)器人，應(yīng)用于不同的領(lǐng)域中，加強(qiáng)機(jī)器人多關(guān)節(jié)與自由度的開發(fā)，提高操作的準(zhǔn)確性和精確度，減輕重量與占用的空間，并對(duì)機(jī)器人的各個(gè)部件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化與模塊化的調(diào)整，進(jìn)行各種模式識(shí)別與狀態(tài)檢測(cè)裝置，提供其可控性。南充汽車銷售維修企業(yè)和汽車汽配生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)人才都很短缺。每年員工需求量為1000多人，作為本地高職學(xué)院，應(yīng)加大汽車后市場(chǎng)和汽車制造人才的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生為南充本地企業(yè)服務(wù)，為本地大量培養(yǎng)高技能人才，是我們辦學(xué)的責(zé)任和義務(wù)。結(jié)合“成渝城市群發(fā)展規(guī)劃”和“南充155發(fā)展戰(zhàn)略構(gòu)想”，依靠重慶華數(shù)機(jī)器人有限公司等企業(yè)參與，向智能制造、工業(yè)機(jī)器人、工廠自動(dòng)化生產(chǎn)線方向培養(yǎng)人才，在學(xué)院建立機(jī)器人及智能制造培訓(xùn)中心，打造職業(yè)院校工業(yè)機(jī)器人及智能制造培訓(xùn)高地，使我院成為川東北工業(yè)機(jī)器人及智能制造中心，為川渝城市群經(jīng)濟(jì)發(fā)展培養(yǎng)人才做出貢獻(xiàn)。

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