工业机器人在汽车总装车间应用中的优化措施

0 引言

工业机器人作为先进工业制造装备的代表，对于促进工业生产的自动化、智能化和数字化发展具有重要意义，所以工业机器人的技术水平直接关系到工业生产能力的高低。工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，既能够按照预先编排的程序自动执行工作，又能够接受人类的指挥进行作业。汽车总装作为汽车制造的最后一个环节，需要按照设计要求将所有零部件按规定进行装配。因为汽车零部件的数量和种类较多，所以需要耗费大量的劳动力。在车型数量增加以及多车型混线生产的情况下，对人力成本、生产交货期以及技术水平都产生了较大的压力，所以对先进装配技术和自动化设备有较高的需求度。在产业转型升级的背景下，工业机器人在汽车总装车间的应用程度相对较低，所以还有较大的发展空间。工业机器人在汽车总装车间的应用，有效的提升了生产效率和质量，但是在实际应用过程中，还存在各种各样的问题需要解决。通过对工业机器人在汽车总装车间中遇到的问题进行分析，然后有针对性的对工业机器人技术、总装车间生产布局等方面进行改进和优化，进一步提升工业机器人在汽车总装车间的应用成效。

1 工业机器人在汽车总装车间应用的难点

冲压、焊装、涂装、总装四大车间是汽车制造中的主要环节，工业机器人在各个环节都有不同程度的应用。在冲压、焊装、涂装阶段，因为作业对象相对比较固定，只需要对汽车中的某一部分进行加工生产，所以工业机器人的应用程度较高，集中程度和通用程度相对都更高，故生产效率和质量都较强。但是在汽车总装车间中，需要将数以千计的零部件按照一定的技术要求组装成整车，工艺过程较为复杂，工序繁琐，使用工具数量多，技术要求多，所以工业机器人的应用程度相对较低。为了能够更加广泛的推动工业机器人在汽车总装车间的应用程度，就需要对实际生产中存在的难点进行分析，为技术和工艺的改进提供有力的依据。

图1 流水线输送方式图

1.1 装配形式导致定位困难

汽车产品所采用的装配组织形式具体要根据产品产量和结构等要求来确定，装配形式具体包括固定式装配和流水装配，固定式装配形式主要是在固定的装配工作台或是在工作地的固定支撑架上进行基础件安装。流水装配则需要借助于具体的输送装置，按照一定的生产时间要求进行流动生产作业。一些规模较大的生产车间，一般会采用流水装配方式。在具体装配作业过程中，装配对象需要根据时间流动，输送链还会存在左右摆动或是前后窜动的情况，位置不断变化，这种情况下，机器人与装配对象之前很难建立相对稳定的位置，作业难度较大，如图1。

1.2 零件多样导致夹具接口通用性差

由于总装车站承担着数量庞大的零部件安装任务，每个零部件形状各异，安装时需要为机器人配备专用夹具来对零件进行夹持，这样一台机器人则无法实现多种零件的安装。再加之零部件材质存在较大的差异，针对于刚性零部件和柔性零部件，机器人在抓取和安装过程中都存在较大的差异性，这就导致机器人安装作业过程中无法实现通用化。

1.3 装配复杂降低机器人工作效率

在总装车间零件安装作业过程中，在车身上装配时连接方式具有多样性，安装时人员装配动作各异，而且各零部件装配无法通过一个动作实现，往往是多种操作动作的组合，这对机器人动作模拟带来较大的难度。不同装配连接方式下安装技术要求也各异，装配过程中品质要求也不同，这就需要在实际装配过程中要综合进行判断，部分安装作业时需要由人手感觉对安装力度模糊判断，每一次装配操作都不能完全相同，这种综合判断和模糊判断会对机器人工作带来较大的挑战。

2 工业机器人在汽车总装车间应用的改进措施

工业机器人在工业生产中的应用，是推动产业转型升级的重要手段。近些年来，我国汽车生产企业得到了快速发展，在汽车性能和结构设计等方面都有了不同程度的提升。而汽车设计水平的提升，势必会导致零部件种类的增加，并且车身结构也发生了相应变化，由此为汽车总装车间增加了生产难度。车型的增加需求更改生产布局和生产工艺，加之多车型混线生产又进一步增加了生产难度。为了满足汽车总装车间的生产需求，提高工业机器人的应用程度，应该在定位精度、夹具接口通用化以及感知技术等方面进行改进，切实提升汽车总装车间生产效率。

文章来源：《传感技术学报》 网址: http://www.cgjsxb.cn/qikandaodu/2021/0502/352.html