中国汽车工业工程有限公司
摘要：随着国民经济的持续发展和繁荣，我国在科技领域也取得了较大进步。为了提高生产效率和生产质量，工业生产者开始将汽车工业机器人投入到生产线运作当中，并在汽车工业机器人中运用机电一体化技术，使得我国的工业领域进入了新的发展阶段。
关键词：工业机器人；汽车生产；应用
引言
在汽车生产制造过程中，做好工艺质量控制对汽车的整车质量起着决定性作用。随着智能制造技术的不断发展，工业机器人在现代制造行业中的应用越来越广泛。传统的人工操作模式不仅存在故障率高、工作效率低下的问题，而且还制约我国汽车制造整体发展质量。基于工业机器人技术的汽车生产工艺成为现代汽车制造的重要组成部分，所以加强工业机器人在汽车生产领域中的应用研究具有重要的现实意义。
1工业机器人概述
工业机器人是机器人按照用途分类的一个类别，是一种面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它可以靠自身的动力和控制能力来实现工厂成产中各种工作。它可以接受人类的指挥，也可以按照预先编排的程序进行工作。从结构上来看，工业机器人主要由机械本体及控制系统、驱动系统和减速器等零部件组成，其中机械本体占总成本的10%，减速器占30%。机械本体共包括腕部、臂部和手部，机器人的手部通常有4到7个自由度；机器人的腕部有2到3个自由度；机器人的臂部有4到5个自由度。驱动系统包括动力装置和传动机构，为机器人运动部件提供力和力矩；控制系统按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令，并进行控制，可通过传感器获得对象的状态信息。工业机器人是机器人的一大分支，主要在工业领域中使用，其发展过程可分为三代：第一代是示教再现机器人，能够通过运行预先输入的指令完成各项任务，不会因外界环境的而改变动作；第二代是视觉机器人，能够根据外界环境的改变作出一定调整，有一定的容错空间；第三代是智能机器人，能够根据外界环境信息进行识别、推理、执行，是一种能自主行动的高级机器人。目前应用于汽车生产中的工业机器人多数为第一代、第二代工业机器人
2工业机器人在汽车生产中的应用意义
汽车生产需要经历焊接、检测、搬运、喷漆、装配等多个不同的环节。在汽车制造中，第一，焊接领域。主要是使用焊接机器人，根据车身结构和承重大梁的主要形式，最大限度地减少人工的操作，提高焊接的精度。电弧焊可以使用进线的方式，提高焊接的精度。机器人安装智能焊接的方式，可以最大限度减少误差，增强焊接的效果。第二，装配控制。需要在装配的基础上，满足多个传感器的建设需求，保持视觉、触觉、听觉等都可以得到精确的判断，以此来缩小工作的时间，降低重复尝试和重复劳动的问题出现。在汽车生产的时候，就是使用传感器以及末端执行器，实现配件的安装，保持汽车的生产效率，提高汽车的生产质量。第三，需要实现材料的搬运工作。也就是说，需要在完成抓取零件等内容的时候，就可以使用机器人的方式，完成这些单调的工作，保持汽车安装的精确性。第四，检测应用。需要在自动化机器人的基础上，统筹发展，加大基础建设，承担对零部件的分类工作。在汽车生产的过程中，相关人员可以使用搬运和组装的方式，对汽车的质量进行检测。在检测完成之后，计算机就可以生成模型，并且呈现图像，保持标准的比例性，最大限度地减少误差，提升汽车生产的质量。第五，喷涂喷漆应用。此时，机器人需要在高度自由的基础上，有效地找到自己的位置。并且最大限度地减少工作量，提高工作效率，保持三维的生产与建设。汽车行业中，车身的喷涂属于一个工作量较大并且危险系数较高的工作内容。
3工业机器人在汽车生产应用中的优化措施
3.1在汽车零部件焊接中的应用
在实际的发展中点焊、对焊、电弧焊在汽车零部件的生产中应用的范围比较广泛。例如：横梁装配支架的点焊等。
随着时代的不断发展，汽车行业已经逐渐形成了一个新的概念，安全与节能、低碳环保、智能和轻量级为主要发展方向，加强汽车车身设计和制造，积极开展技术创新，充分发挥新技术的优势，提高汽车的整体性能，促进企业的发展。焊接机器人的工作站在实际的发展过程中主要针对的是中小批量的生产，被焊件的焊缝可以短而多，而且形状比较复杂；焊接机器人的生产线使用的是批数量小的情况；焊接专用机适用于批量大、变形慢的产品，也适用于焊缝数量少、焊缝长、形状规则的工件。选择哪种自动焊接生产形式取决于企业的实际情况。
3.2在检测机器人核心元件中的应用
在汽车工业机器人的主要部件中，各个运转轴关节处的减速器占据了其中的关键地位。出于保证机器人稳定运动的目的，技术人员必须将振动传感器配置在所有减速器当中，如果机器人的实际数据能够和机器人的振动状况保持同步，就代表机器人处于稳定的运作状态。如果机器人的振动过于频繁，而且振动的幅度并不小，这就代表减速器出现了问题。另外，技术人员应通过对数据进行实时监测分析的方式来检测机器人各个减速器的实际情况，再按照振动频率来调整数据，提升汽车工业机器人运行的稳定性和安全性。
3.3在机器人运动轨迹设计中的应用
工厂往往都是按照相应的生产需求来规划汽车工业机器人的运作轨迹的，而这项工作一般都是依靠电子计算机来处理。技术人员必须用数据记录的方式在计算机中录入企业生产位置和机器人运动方位等信息，然后就能够发挥计算机的优势作用来对转动轴的运动量进行计算，同时计算机还能够结合运动学原理来保证计算结果的准确性。另外，生产者还可以利用工控机中的驱动设备来向所有驱动电机发送计算数据，为运转轴提供稳定作业的动力。
3.4在汽车车身焊接中的应用
工业机器人除了从事零件搬运的基本工作外，在汽车车身焊接方面所具备的功能十分强大。汽车车身的焊接在实际的发展过程中其主要是分为两部分，一部分是点焊，另一部分是进行电弧焊。点焊技术以及电弧焊技术在实际的发展过程中都得到比较好的发展和进步，使其在整个汽车车身制造过程中扮演着十分重要的角色。在车身焊接的过程中，焊接路线的规划和车身的质量和性能等有着十分密切的联系。工业机器人在实际的发展过程中对此方面的问题解决将会得到很好的效果。例如，在工业机器人中安装相应的焊接的工具，将运行程序做出一定的调整，在一定的程度上可以保证机器人在车身点焊过程中中出现差错的可能性，在一定的基础上可以提高点焊接的精度，从而达到更好的点焊的效果。汽车车身的电弧焊来说。机器人在实际的发展过程中可以通过将高精度传感器安装在自身的设备中，使用计算机技术对其进行相应的控制和管理，弧焊和线性焊接可以实现更好的焊接效果。
结束语
目前，我国的新冠肺炎疫情得到了有效控制，经济恢复与发展领先全球，但国际上仍存在不确定因素。未来，更简便化、数字化和协作化的工业机器人将得到广泛应用；技术方面，对传感器融合、导航与定位、机器人视觉、智能控制、人机接口等技术的进一步研发将是深耕工业机器人产业的首要任务。
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