汽车智能制造中的机器人应用分析

2021-09-10姜冶桥

科技研究·理论版 2021年6期

姜冶桥

摘要：在“2025中国制造”国家战略发展背景下，我国的汽车制造业由传统制造模式逐渐向智能制造模式转变。在此转型的过程当中，需要依托各类先进技术来为汽车智能制造提供良好保障，机器人就是其中的关键因素之一。汽车制造从以前的人工建设制造逐步向智能化制造转变，在汽车工业中大量的智能机器人不断应用到各工作岗位，智能化生产线的出现大大降低了汽车制造的人工成本，有力的体现了我国强大的工业制造能力。因此，机器人在汽车智能制造中的应用要更加普及，并不断完善功能，从而实现更大的价值。基于此，本文就对汽车智能制造中的机器人应用相关内容进行分析，可供参阅。

关键词：汽车;智能制造;机器人

1工业机器人的概述

全球经济不断发展的今天，智能化的机器人在社会各个产业中的应用范围都非常广泛，其运动特点是可以自动运动，能够进行智能学习及具有很高的可操作性，能够克服人类的生理特征，在材料移动配件运输等方面发挥着无可比拟的优势。当前工业机器人的形式多为依照电脑编程指令能够活动自身多个机械关节的机械手臂。机械手臂依靠自身的强大动力和控制力，满足人们在现代制造业中对汽车行业生产制造的自动化需求。

2机器人在汽车智能制造中的应用

2.1零部件搬运

由于汽车的零部件普遍体积较大，采取人工的形式不仅效率低，而且容易造成零部件的损坏。机器人应用的出现，极大地解决了这一问题。机器人可以无间断地进行装卸货、搬运、码垛等操作，相较于传统的人工搬运，速度更快、零部件损坏率更小，且运行平稳，能将汽车的零部件准确运输到指定位置。为实现机器人对零部件的精准搬运，需要相关工作人员对其安装不同型号的搬运工具，然后进行位置等程序的设置。在完成上述操作的前提下，机器人就能开始自动化搬运的过程。机器人在企业智能制造零部件搬运环节中的应用不仅能使企业的人工成本得到降低，还能保障相关工作人员的安全，帮相关工作人员减轻了工作的任务量。

2.2车体焊接

机器人在正式开始车体焊接工作前，要先由工作人员安装焊接工具，并设定相应的焊接程序。在完成上述设置后，机器人就可以开始自动化的车体焊接工作。机器人除了可以分别使用点焊技术和弧焊技术外，还能将这两种技术混合使用。在机器人运用点焊技术时，要为其配置自动点击修磨器，从而实现自动修复功能。在机器人运用弧焊技术时，要为其配置智能传感器，从而使焊接工作严格按照设定程序来展开，进而保障车体焊接工作的效率与质量。

2.3装配与喷涂

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。

2.4汽车检测

机器人在汽车检测环节的主要工作内容是对汽车进行出厂前的检测，以及汽车零部件尺寸的检测，机器人在对汽车零部件尺寸的检测中还可以对零部件进行分类。不仅具有较高的可靠性，还减轻了员工的工作量，进而提升了企业的生产效率。在检测过程中，机器人会通过视觉传感器和测验控制模板获知汽车的图像信息，然后进行模型比对，比对汽车实际的零部件尺寸与模型的尺寸是否有偏差，并能判斷出尺寸偏差的范围，以便后期改进。另外，机器人还能进行汽车撞击的检测。通过机器人调控汽车的速率，由此降低撞击对汽车产生的损伤，从而保障汽车的安全性。只有在进行上述检测的前提下，才能放心地将汽车投放到市场中售卖，以此确保汽车使用者的生命财产安全。

2.5视觉激光焊关键技术

将视觉激光焊接技术应用到汽车焊接生产中，不仅可以降低人力成本，提高生产效率和质量，也能很好地契合当前个性化定制、柔性化生产的发展方向。在汽车制造视觉激光焊接系统中，其关键设备是具有视觉控制或视觉伺服的焊接机器人。所有焊接加工过程均围绕这一关键设备进行，视觉焊接机器人性能的优劣是影响汽车焊接质量与效率的主要因素。因此，视觉激光焊接的关键技术包括：机器人位姿误差的检测与标定、焊接工件位姿误差检测与校正、焊缝（焊点）轨迹的精确跟踪控制、自适应控制、焊缝缺陷检测与修形等。机器人位姿的误差标定，是所有工业机器人都必须进行的环节。由于存在制造与装配的误差，以及机器人在使用过程中的磨损等原因，使得机器人名义位姿与实际位姿不匹配，必须进行误差标定。机器人误差标定可基于数学模型，也可根据实际测量值与理论值之间的误差进行补偿。机器人的误差标定是定位精度、重复定位精度的前提。焊接工件位姿误差的检测，是利于机器视觉检测待加工零件的位姿，并与期望值进行匹配。当工件位姿与期望值误差超出允许范围外，则进行报警。工件定位系统则根据视觉检测的结果进一步调整工件的位置和姿态，从而形成一个工件定位的闭环控制系统，提高产品的加工质量。为获得较好的焊接加工质量，需要激光焊接机器人对焊缝或焊点进行精确的轨迹跟踪控制，从而获得理想的焊缝质量。而在机器人轨迹跟踪的控制中，比较常用的跟踪算法包括：模糊控制、模板匹配、PID控制、自适应控制以及神经网络控制等智能算法，或是将其中两者甚至多者配合使用，以获得更加精确的跟踪轨迹。工件激光焊接工序完成后，利用机器视觉检测技术，对焊缝的宽窄、深度等进行检测，以判断焊接质量是否满足工艺需求。对于不合格的激光焊接工件，在可返修的情况下，可对焊缝进行二次修形，从而降低废品率，提高产品的合格率，节约制造成本。

3汽车智能制造中机器人应用的未来趋势

3.1人机的融合

在未来，机器人会逐渐向人融合，具备人的语言交流能力和人的外观以及人的动作，从而使汽车智能制造中的机器人应用能更加灵活、更加仿生。

3.2机器人与虚拟现实融合

在汽车智能制造中的机器人是由多种技术联合组成的，其中就包括虚拟现实技术，但由于当前虚拟现实技术还不够成熟，与机器人的融合度不够。因此，在未来，随着虚拟现实技术的逐渐成熟，其与机器人的融合也必将更加深入。

3.3机器人功能多样化

未来机器人在汽车智能制造中所要承担的工种会更多，并且更复杂。因此，在未来，就需要持续开发机器人的新功能，机器人的功能将逐渐趋于多样化，从而更好地在汽车智能制造中发挥出更大的价值。

4结语

总之，经济的发展促进了汽车行业的发展尧科技的发展，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。在自动化工作的过程中，机器人既能保障生产效率，又能保障产品质量，对于推动汽车智能制造的进程有重要作用。

参考文献：

[1]于帅.汽车智能制造中机器人的应用[J].通讯世界，2018（09）：276-277.

[2]吴忠海，李朝博，李建龙，张慧朋.试析机器人在汽车智能制造中的应用[J].内燃机与配件，2019（02）：176-177.