焊接机器人在汽车制造中的应用

李 旭

（吉林交通职业技术学院，吉林 长春 130000）

在我国经济发展新形势下，市场对汽车产品的需求量持续增加，带动了汽车制造行业的快速发展，汽车制造属于技术密集型和劳动密集型行业，生产制造对质量和精度要求较高，在生产中主要采用流水线操作，以往以人工为主的焊装方式不仅生产效率低、成本高，同时由于人工失误也对焊接质量带来影响。应用焊接机器人可以显著提升生产效率，并且避免人工失误而导致产品出现质量问题，有助于提升企业生产效率、节约成本，对促进行业自动化发展具有现实意义[1]。

1 焊接机器人结构

焊接机器人的主要构成部分包括 ：第一，机座，其位于机器人底部，具有支撑作用，可以保证机器人稳定的开展各项操作，在我国汽车制造行业中，由于很多焊接机器人都属于固定型，所以机座都固定在地面上，移动机器人的机座则可以移动 ；第二，臂部，其是连接手腕和机身的重要部位，根据操作空间的大小，臂部长度能够灵活调整，并且具有一定的辅助功能；第三，手腕，其是开展各项焊接工作的主要部位，与人类手腕具有较高的相似度，可以完成各种复杂、高精度的焊接作业[2]。

2 焊接机器人的主要类型

2.1 点焊机器人

点焊机器人主要是利用气缸完成焊钳的打开与闭合，其动作分为 ：闭合、小开以及大开，在焊钳动作完成后，可以对机器人的动作功能进行设置。点焊机器人在工作一段时间后，其电极头表面会出现一定的磨损氧化情况，需要检修人员及时检查和修复才能继续投入使用。当前，点焊机器人在汽车焊装中主要用于车身焊接，其可以提升工作效率和安全性，避免由于人工失误为汽车性能埋下安全隐患[3]。

2.2 弧焊机器人

弧焊机器人是当前汽车制造中较为常用的类型，其运动方式为连续轨迹控制，按照设定好的速度和轨迹运动，但是由于弧焊工艺较为复杂，在操作过程中，需要保证运动轨迹的精度符合标准，并且对焊接参数和焊枪姿态进行严格控制，进而满足复杂零部件的焊装作业要求。同时，弧焊机器人还具备横向摆动功能，可以高效率、高质量的完成焊缝作业，与人工焊接相比较，其操作精度更好、效率更高。在实际应用中，想要切实提升焊接质量，企业需要对机器人的焊接参数进行动态调整，并且安装自动故障报警功能，如果机器人发生故障问题，可以及时通报维修人员，便于开展各项检修工作，避免影响生产效能。

2.3 激光焊接机器人

激光焊接主要指的是焊接热源采用的是激光，该特点在于具有高度集中能量，可达到几万度高温，因而在实际应用过程中具有很快的冷却以及融化速度，并不需要采用气体进行保护，非常适用于非金属以及难熔金属的焊接。除此之外，该种技术不会受到周围磁场的影响，在焊接过程中不需要处于真空的环境下，其焊接工作能够直接透过透明窗口来实现。与电焊相比，激光焊接技术能够在很大程度上提高汽车车身的刚度，从而更加坚固车身的整体结构。激光焊接能够有效结合钢材分子层面，量两块钢板焊接成为一整块钢板可增强其结合的强度，从而有效地消除钢板之间存在的孔隙，防止摩擦。同时该种焊接方式所形成的焊缝连续且牢固，并不会产生漏电，优势在于可减少材料用量，从而降低生产成本，提高尺寸精确度等[4]。

3 焊接机器人在汽车制造中的具体应用

3.1 在多车型生产中的应用

在以往的汽车焊装过程中，一条流水线主要生产同一款车型，因此，在焊接生产中，总拼工位的焊装方法单一。随着我国汽车制造行业的快速发展，企业车型不断丰富，不同车型的焊装方式也存在较大差异，如果依然沿用以往的焊装模式，不仅生产效率低下，同时还容易出现人工失误。在多车型生产中应用焊接机器人，可以有效解决这一问题，焊接机器人具有良好的智能性和灵活性，可以促使生产趋于柔性化，在同一工位中实现多车辆焊装，进而提升企业生产效能。

3.2 在减震器焊装中的应用

减震器作为汽车制造的重要环节，其焊接质量与汽车生产质量具有密切关系，应用焊接机器人可以提升驾驶舒适度和生产效率。通常情况下，在应用焊接机器人中，需要综合考虑汽车的整体结构和客户需求，对焊缝具体位置进行确定，然后开展相关焊接操作。当前，减震器焊接主要应用二氧化碳工艺，基于减震器焊装的复杂性，在工作中需要两个机器人配合操作，工位布局采用双工位，在提升生产效率的同时，还可以确保焊接的安全性和稳定性。

3.3 在零部件焊接中的应用

汽车制造涉及大量的零部件，包括内饰部件和外饰部件等，并且具有较高的精度和严密性，在零部件焊装中应用焊接机器人，可以灵活采用电弧焊、对焊、缝焊、凸焊以及点焊等工艺，进而提升焊装的灵活性和效率性。例如在消声器和转向臂焊接中采用电弧焊工艺、在汽车轮圈焊接中采用闪光对焊、在燃油箱焊接中采用缝焊工艺、在传动轴焊接中采用凸焊工艺、在横梁托架焊接中采用点焊工艺等[5]。

3.4 在车身焊装中的应用

车身焊装作为汽车制造的关键环节，其与汽车整体生产质量具有密切关系，其车身焊装中，涉及车身总成、车门、侧围、地板以及车架等部位的焊接装配，并且在焊接中使用电焊、缝焊以及对焊等工艺，如果车身焊装质量存在问题，会对汽车行驶的安全性和稳定性带来影响。在车身焊装中应用焊接机器人可以提升生产自动化程度，并且优化操作效率和质量，减轻工作的劳动强度，当前，其车身焊装中，主要以点焊机器人为主，有助于实现生产柔性化，适用于少批量、多品种的混线生产。

3.5 在车身拼焊中的应用

在车身设计制造过程中，激光拼焊能够根据车身不同性能以及设计的相关要求而选择相应的钢板规格，利用激光拼装与裁剪技术完成车身某一部位如车门内板、挡风玻璃框架等制造。目前在汽车车身框架结构焊接工作中主要以激光焊接为主，可有效地减少传统焊接技术对零件与模具的使用数量，从而减少电焊数目，提高尺寸精确度。

4 焊接机器人在汽车制作中的优势和缺点

4.1 应用优势

在以往的汽车焊装中，由于生产车型单一，焊装方式和生产线也较为单一，在社会发展新形势下，大量车型不断涌现，不同车型的内部结构存在较大差异，为焊装工作增添了一定难度。焊接机器人具有良好的灵活性和稳定性，可以适用于多种车型的焊装生产，在同一工位可以进行不同操作，提升生产质量和工作效率，降低企业生产成本，在汽车制造行业具有广阔的应用前景。

4.2 应用缺点

随着我国科学技术的蓬勃发展，焊接机器人也处于不断的更新换代中，并且在汽车制造中获得广泛应用，但是焊接机器人的内部结构较为复杂，并且对维护人员和操作人员的技术能力具有较高要求，内部配件价格昂贵，如果发生机械故障，需要企业花费大量资金购置配件，如果修理不及时会对生产效能带来负面影响。同时，当前我国焊接机器人的自动化和智能化程度较低，与西方发达国家依然存在较大差距，对汽车制造行业的现代化发展带来一定程度的制约和影响[6]。

5 结语

总而言之，焊接装配是汽车制造的重要工序，其工作量较大，对焊接质量和操作精度具有较高要求，与汽车生产质量关系密切，以往的人工焊接方式已经不符合时代发展，应用焊接机器人可以提升生产效率和产品质量，降低能耗以及生产成本，因此，汽车制造企业需要提高思想认识，积极引入和应用焊接机器人，不断对焊接工艺进行完善和改进，发挥其作用和价值，促进企业的稳定以及可持续发展，为广大消费者提供更加优质的汽车产品。