机器人在上海汽车工业中的应用

机器人在上海汽车工业中的应用

0前言

机器人广泛应用于整车制造及零部件制造中。机器人操作与人工操作相比较，具有显著的优点：

1）工艺过程稳定；2）工艺质量高；3）重复精度高；4）可进行复杂的工艺操作；5）可适应恶劣工作环境。

机器人的缺点：

1）投资高；2）要求专业编程人员；3）维护费用高。机器人操作与传统设备，如固定焊机相比较，具有下列优点：

1）可实现柔性加工；2）当进行2种以上车型共线生产时，投资大大降低。

1机器人在上海汽车和零部件厂的应用

机器人在整车自动化生产中应用广泛，其应用领域有弧焊、点焊、激光焊、涂胶、滚边、螺柱焊、冲铆、测量、夹持等。1是上汽大众汽车公司机器人按用途的分类统计。

1机器人按用途分类

电气化、自动化、智能化生产是汽车工业发展的技术方向，工业机器人的种种优势使其在汽车工业中得到突飞猛进的发展。对比2002年至2015年，上汽大众的机器人数量增长了10余倍。见2。

2上汽大众的机器人数量

上汽大众汽车有限公司使用的机器人有4个品牌，分别来自于：德国的KUKA公司，隶属德国大众集团的SEF公司，日本的FANUC公司，瑞典的ABB公司。见3。

3上汽大众机器人按厂商分类（台）

上海汇众汽车公司机器人使用情况见附表。

附表上海汇众汽车公司机器人使用情况

弧焊台数

点焊台数

搬运

其他

汇众汽车公司

（总共406台）

共273台

SK6安川松下VR008

KUKAVAR15/2

60ABB1400

IGM

北京科大

FANUC

共125台

9台K120安川

3台ABB6400

共5台

3台K125安川

2台KUKA125

2台ABB6400

共3台

1台SK10安川

培训

2台ABB6400

等离子切割

2轿车零部件焊接机器人的应用

焊接机器人系统已广泛应用在汽车制造业，首先推广应用于汽车零部件的生产。因为汽车零部件较车身小、板材厚，适合于装焊流水线生产方式。而零部件制造精度和焊接质量要求高，同时要满足多品种批量生产，焊接机器人最适合于多品种高质量生产方式。汽车底盘、座椅骨架、轨道、消声器以及液力变矩器等焊接件均使用了机器人焊接。上海汇众汽车制造有限公司已使用的焊接机器人共有406台，其中弧焊机器人273余台，以机器人焊接为主的生产线有十条，主要应用于制造桑塔纳、帕萨特、别克轿车、赛欧家轿等后桥、副车架、摇臂、悬架、减震器等，以焊接工艺为主，其焊接工作量占75%。

以上的受力安全零件，其焊接质量要求相当高，应用机器人焊接后，大大提高了焊接件的外观和内在质量，并保证了质量的稳定性，降低了劳动强度，改善了劳动环境。现以上海汇众汽车制造有限公司焊接机器人应用情况为例介绍：焊接机器人系统在汇众汽车制造公司的应用方式是采用工作站，即在生产流水线中为一个工位。主要以回转工作台+焊接机器人工作站组成。根据工件大小、生产节拍需要，焊接机器人可以一台或者二台同时工作。由于装卸和焊接是同时进行，可提高效率，操作者也有充分的时间来装卸和检查焊完的工件。其他形式的机器人工作站中也常用这种方式。

从布置形式上大体为以下几种：

2.1滑轨+焊接机器人工作站：两套夹具固定在滑动小车上，由气缸驱动，使装有工件的两个夹具轮流进入机器人焊接区焊接，操作人员在另一面上、下料工件。两个工作站交叉进行，使机器人焊接时间与工件上、下料时间同步，这种方式可以节约变位器旋转时间。

2.2二-三个固定夹具工作台+焊接机器人工作站：夹具可轴向翻转，以利于机器人焊接处于最佳工作位置，www.zr-robot.com，机器人在一台工作台上焊接时，另一台夹具上可以上、下料。这种形式成本低也较简单。

2.3四-八个翻转变位机+焊接机器人工作站：一台或二台机器人配一台变位器，变位器上放置两套夹具，每套夹具带四-八个位置翻转变位机。一个工位的工件在焊接，另一个在装卸。焊完的工件转到装卸区。

2.4多台焊接机器人+一台90°分度变位器组成四工位的工作站：变位器上放置四套夹具，夹具可做180°旋转，以使工件在最佳位置焊接。

2.5焊接机器人+搬运机器人的工作站：搬运机器人作变位机，与焊接机器人之间不做协调运动。搬运机器人使工件处于合适的工作位置后，由焊接机器人进行焊接。在焊接过程中为避免夹具影响焊接，还要气动松开部分夹头。

2.6二台焊接机器人与变位机作协调运动的工作站：变位器上放置二套夹具，每套夹具由伺服马达驱动的工作台上，与机器人同步控制作协调运动。变位器的运动和机器人焊枪的运动必须能共同合成焊缝的轨迹，并保持焊接速度和焊枪姿态在要求范围之内。二台机器人之间也必须配合协调。

2.7焊接机器人+搬运机器人双机器人协调运动的工作站：搬运机器人作为变位机，与焊接机器人之间作协调运动。搬运机器人使工件处于合适的工作位置后，与焊接机器人作协调运动焊接。

2.8龙门机架+焊接机器人工作站：利用龙门架式的机器人焊接和带四套夹具的回转工作台，龙门架由伺服马达驱动，选用两份度的回转工作台（1轴）作正反180°回转，可用伺服电机或气缸驱动。台面装有四个气动夹具，可以同时装夹四个工件。用挡光板将台面分为两个工位，一个工位的工件在焊接，另一个在装卸。焊完的工件转到卸载区。

2.9可快速调换夹具的二-四工位焊接机器人工作站：本系统的主要特点是高度柔性化。既为适合于不同零件的焊接夹具能短时间内快速调换气、电信号以及配管、配线快速改换。控制程序也必须能预置和快速转换，以使一套机器人系统能焊接多种零件和适合多样化和改进的要求。现在汇众试制车间大量使用。

2.10装有可快速调换电焊钳和抓工件的夹具的机器人+固定电焊机+固定夹具工作台：为适合于不同零件的焊接位置要求，本工作站机器人能短时间内快速调换气、电信号以及配管、配线快速改换，调换C型、X型电焊钳和抓工件的夹具，以能焊接多种零件和适合产品多样化和改进的要求。

3工业机器人在整车生产中的应用

工业机器人应用在整车生产的四大车间，www.zr-robot.com，即冲压车间、车身车间、油漆车间和总装车间中。一般的，在冲压车间主要是搬运零件的作用，在车身车间起到焊接、搬运、夹持和涂敷的作用，在油漆车间起到喷涂和涂敷的作用，在总装车间起到搬运和涂敷的作用。

3.1单个工位应用机器人

定位焊工位采用机器人，保证车身的尺寸。

3.2多个工位应用机器人

定位焊工位和部分补焊工位采用机器人，保证车身的尺寸，并且保证主要焊点质量。

3.3整条流水线所有工位应用机器人

所有定位焊工位和补焊工位采用机器人，保证车身的尺寸，并且保证焊点质量。工作效率高、车身质量稳定。

3.4自动控制