摘要：近年来，我国大部分汽车制造企业将工业机器人的投入使用当作汽车制造行业智能化的关键之举。工业机器人由几大分工内容组成，具备占地面积小、可利用程度高的技术优势，可以促进汽车制造行业的工作效率提升。因此被充分利用到了汽车智能制造生产线的各个领域，例如材料拌匀、车身喷漆、车身焊接以及车辆组装。文章介绍了工业机器人的应用现状和特点，探讨了工业机器人在汽车智能制造生产线中的应用。
引言
近年来，我国的汽车行业的市场需求提升较快，各种类型的汽车销量增长大幅度提升。目前我国汽车行业正处于快速发展阶段，市场竞争极为激烈，汽车的改革创新变化可谓是日新月异，琳琅满目的各类车型、人性化的配置选择、低成本的资金投入让汽车制造行业也有了新高度的要求。因此，工业机器人在汽车智能制造生产线中被广泛应用。
1 工业机器人的应用现状
工业机器人受到推广的原因
其一，可以减少人工成本的支出。因为汽车制造工作人员的薪酬是随着工作年限逐步增加的，但是工业机器人的投入几乎是一劳永逸的，这样就可以清晰对比出二者的经济性质。
其二，工业机器人的工作能力更强，工作范围更广泛。部分工作具有一定的风险型，利用机器人进行工作可以保证安全。部分工作环境较为恶劣，人体在这样的环境中进行长期工作，很容易健康超负荷，但是工业机器人就可以避免这样的现象。同时工业机器人比工作人员更能适应不同性质的工作，一套程序就可以解决所有的工作难题。
其三，汽车制造生产线的工作千篇一律，工作人员难免产生厌倦心理和懈怠情绪，这不利于工作的高效率进行。但是工业机器人不会有人类的主观意识，它只会机械地重复设定好的程序化工作，还能避免人工疏忽造成的工作失误现象。
其四，我国的工业机器人在汽车智能制造生产线上的应用时间不长，还处于探索和发展阶段，但是已经取得了一定的工作进展，例如可以生产工作的成本降低，提高制造工作的工作效率和工作质量，提升劳动环境水平等等。同时，工业机器人在汽车制造行业中的应用，很大程度上也突破了我国传统汽车制造行业的瓶颈期，促进我国汽车制造行业的智能化发展进程加快。如此可见，工业机器人比人类更能可靠地完成工作，实现人类双手的解放。
2 工业机器人应用优势
工业机器人可以应用在各种各样的生产活动中，可以是在不同的单品生产线中，也可以在不同的生产规模中，经常使用在一些柔性生产线上。将工业机器人应用到这些生产线上，不仅可以提高生产效率，还可以改善工作环境，保证工人的生命安全。由于工业机器人的工作是非常安全可靠的，还可以减少原材料的损耗，从源头降低了工业成本。
3 机器人装配的技术特点
使用机器人装配最大的优点就是装配效率高，装配质量稳定，许多简单、重复的装配任务完全可以由装配机器人来完成。归纳起来，与人工装配相比较机器人装配主要优点如下：
（1）机器人总体生产效率高，使原来的装配工人从单一、枯燥、繁重的体力劳动中解放出来；
（2）具有极高的重复定位精度和装配精度。装配质量好，并且稳定；
（3）机器人加速性能好，工作循环时间短，工作节拍紧凑、稳定，操作速度快；
（4）要改变装配的产品对象和节拍，只要更改末端执行装置等少数硬件及控制系统的软件就可以了，生产柔性好；
（5）可以代替装配人员到危险的环境下完成装配任务，极大地改善工人的工作条件。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
装配机器人的结构特点
装配机器人是柔性自动化装配系统的核心设备。常用的装配机器人是由操作机、末端执行装置、控制系统和感觉系统组成，其中操作机的结构类型有水平关节型、直角坐标型、多关节型和圆柱坐标型等，以适合不同的工件生产，企业要根据需要进行合理选择。由于装配作业的种类繁多，特点各不相同，从装配作业的统计数字上看，与插装作业相关的作业占装配作业的 85%，如销、轴、电子元件脚等插入相应的孔，螺钉拧入螺孔等。因此要求装配工业机器人比一般工业机器人具有较高的运动精度、较高的定位精度以及更好的柔顺性。装配机器人一方面有较高的刚度，减小运动误差；另一方面则利用不带动力的机构来控制手爪的运动以补偿其位置误差。装配机器人的工作范围较小，多数都是固定式的，即使需要移动，也可以固定在轨道上做简单、重复的运动。因此，装配机器人的机座通常直接连接在固定的基础上。
装配机器人的末端执行装置
装配机器人的末端执行装置是装配机器人重要的机械部件，它能夹持工件，或工具，并可以移动的一种夹具。常见的装配执行器有吸附式、夹钳式、专用式和组合式，根据夹持需求合理选择。
（1）夹钳式手爪是装配机器人最常用的一类末端执行装置。动力源多采用气动或伺服电动机驱动，闭环控制传感器可以实现准确控制手爪，并对外部信号做出准确反应。夹钳式末端执行装置具有重量轻、夹紧力大、反应灵敏、惯性小等优点。
（2）吸附式末端执行装置部分替代夹钳式手爪夹取轻小零部件，或使用夹钳式手爪夹取不便的零部件，广泛应用于轻小零部件的装配及一些特殊的装配场合。
（3）组合式末端执行装置是目前比较流行的末端执行装置，在装配作业中是通过组合获得各单组手爪优势的一类手爪，灵活性较大，多用于机器人需要相互配合装配的场合，可节约时间、提高放率。
（4）专用式手爪是针对一些特殊装配场合专门设计的末端执行装置。如部分带有磁力的末端执行装置，可用于螺钉、螺栓的装配。
装配机器人的控制系统
装配机器人具有极高的重复定位精度和较高的装配精度，为了提高生产效率，要求装配机器人比其它机器人有更高的速度和加速度，要求装配机器人不仅控制精度比其他类型的工业机器人要高，而且控制系统能使机器人获得高速的要求。离线编程技术的应用使机器人通过仿真试验程序实现复杂运动轨迹。由直线电机及其配套高分辨力编码器组成的驱动单元，使装配机器人比使用普通伺服电机的装配机器人高一个等级的精度，而且噪音等方面也降低了很多。装配机器人的控制系统需要满足下面的特性要求：
（1）为了适应多种装配作业，应有方便的人机对话技术，操作人员可以用直接指令代码对工业机器人进行功能转换；
（2）装配机器人在安装作业时，有各种各样的外部信号，要求机器人能够做出实时响应，对诸如视觉、触觉等相关外部信息进行测量、识别判断，并快速反应；
（3）较多的外部信号
通过交互通信接口互联互换，使各系统协同工作。此外，装配机器人都配备机器人专用语言，这是由于装配机器人的应用范围广，作业对象复杂。机器人生产厂家必须为用户提供易学、易操作的控制编程方式才行。
4 结语
本文较详细介绍了工业装配机器人的机械结构、末端执行装置、控制系统以及感觉系统的特点，现代新型装配机器人具有较高的重复定位精度、运动精度和柔顺性，可以胜任装配精度较高及动作较复杂的装配任务。随着工业企业对自动化技术的不断升级要求，装配机器人也将不断更新换代，应用也必将愈来愈广泛。本文对工业装配机器人知识的应用与普及具有较好的推广作用。
参考文献
[1]何庆,缪朝东,叶霞,康绍鹏.面向“新工科”的机器人工程专业建设研究[J/OL].木材加工机械:1-5[2019-12-23].https://doi.org/10.13594/j.cnki.mcjgjx.2019.04.009.
[2]雷红华.“1+X”证书制度下行业企业参与职业教育的研究[J/OL].科技资讯:1-2[2019-12-23].https://doi.org/10.16661/j.cnki.1672-3791.2019.30.0156.
论文作者:李骁 刘浩楠 杨松 孙越 张尧晟
论文发表刊物:《知识-力量》2019年12月58期
论文发表时间:2020/1/9
标签：机器人论文; 工业论文; 工作论文; 精度论文; 作业论文; 装置论文; 夹钳论文; 《知识-力量》2019年12月58期论文;