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摘要：汽车的生产质量要求越来越严格，汽车生产厂家也在不断的提高其生产效率和生产质量以满足人们日益增长的需求。高新技术不断的应用在汽车制造领域中，如焊接机器人，以满足汽车质量和生产效率，汽车生产厂家开始将焊接机器人引入到汽车焊装领域中，以提高企业核心竞争力。
关键词：焊接；机器人；汽车制造
引言
传统的汽车制造工业生产效率低、劳动强度大、工作环境差、自动化程度低。焊接作为制造业的传统技术与工艺，发展十分迅速。随着计算机技术、自动控制、数控及机器人技术的发展，自动焊接机器人技术已日益成熟，焊接机器人不仅提高了操作的稳定性而且提高焊接质量和生产效率，并且改善了操作者的劳动环境。目前焊接机器人在汽车制造的冲压、焊装、涂装、总装四大生产工艺过程都有广泛应用，其中应用最多的以弧焊机器人和点焊机器人为主。
1焊接机器人技术概述
随着技术的革新及对于人的保护，在许多高危行业及部位的焊接工作开始大规模地制造和使用焊接机器人来代替焊工的工作。焊接机器人是工业机器人的一种，其主要是在机器人的末轴安装焊钳或焊枪，使之具备焊接、切割等功能。焊接机器人由机器人和焊接设备两个部分构成，通过人工远程操控机器人进行焊接工作，可以实现在多种条件下的作业，免除了人工作业对于地形、温度等方面的限制。
焊接机器人应用于工业生产制造中具有以下几个优点：一是其能保持稳定的工作状态，提高焊接质量，只要前期规划好焊接机器人工作的轨道以及工作的内容，在持续供电的情况下其工作状态相对于人工来说十分稳定；二是在其稳定工作状态下必然可以保证其劳动效率的提高，俗话说“像个机器人一样工作”，焊接机器人一旦开始工作就不存在浪费时间的情况，劳动效率自然就会提高；三是可以改善工人的劳动条件，其不存在对于“生存”所需的苛刻条件，可以在人所不能工作的环境条件下保持工作状态。当然，也必须要正视其存在的缺点：一是前期制造的技术条件等需要准备充分，一旦出现异常条件焊接机器人很容易就“罢工”了，不利于保持生产状态；二是焊机机器人的日常维护工作烦琐，不仅有机械方面的维护，还要对其预设的操作系统等软件设施做好维护，机械方面的故障比较容易解决，而系统上的bug则会破坏机器人稳定工作的状态。
机器人焊接是在工业机器人基础上发展起来的先进的一项技术工作，主要应用于工业自动化领域，广泛应用于汽车及其零件制造、摩托车、工程机械等行业中。在汽车制造中机器人焊接涉及到汽车制造的四大工艺，其中应用最多的就是弧焊、点焊。点焊机器人主要应用于汽车的焊接工作，该过程需要各大汽车主机厂负责。在每台汽车的车体焊接中一共需要的大约有3000-4000个焊接点，但是这其中至少有60%是机器人完成的。点焊机器人能够很好的控制位置精度，保证作业质量和效率。
2焊接机器人在汽车制造中的应用
2.1汽车车身焊装
电阻点焊汽车车身装焊包括车架、地板、侧围、车门及车身总成合焊等的装配焊接，在装焊生产过程中大量采用了电阻点焊工艺。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在轿车车身制造过程中，焊接接头质量的好坏，不仅直接决定了车身焊接装配过程的制造偏差，同时也决定了轿车使用的可靠性和安全性。在汽车车身装焊生产线上使用的电阻点焊设备，主要有以下三类：1）悬挂式点焊机。主要应用于车身装焊生产线上的定位焊工位，或者是用于焊点位置复杂（不宜实现自动化）部件的焊接，是目前车身焊装生产线上的主要设备。主要用于车身的各个部位的装配点焊。2）多点焊专机。多点焊工艺的优点是生产效率高，焊接变形小。其缺点是不能适应于多种车型的生产，柔性差。在车身焊装生产线上，车身底板的点焊装配多采用多点焊机，点焊机器人和多点焊机在白车身生产线上所占的比例体现了该生产线的自动化程度。3）点焊机器人。为了适应现代汽车产品多样化生产的需要，提高车身焊装生产线的自动化程度，减轻操作者的劳动强度，提高工作效率，保证焊接质量，在现代化的车身焊接生产线上，采用点焊机器人代替笨重的悬挂式点焊机。点焊机器人主要用于车身焊装的补焊工位、车身总成焊接工位。而且由于点焊机器人的采用，实现了车身装焊的柔性化生产方式，多品种、少批量混线生产。
2.2汽车零部件焊接
在汽车零部件的生产中广泛地采用了点焊、凸焊、缝焊、对焊及电弧焊等焊接工艺。例如：横梁总成托架点焊，传动轴平衡片凸焊，汽车燃油箱缝焊，汽车轮圈连续闪光对焊，汽车转向臂、消声器的电弧焊等。在弧焊这一方面，机器人主要是液压驱动，通过提前设定好作业路线和移动速度来帮助机器人完成作业，同样，一般情况下由机器人所完成的作业没有焊接缺点，但是如果是焊接零件装配不合格那么弧焊机器人就可能会出现焊接缺陷。
3汽车制造中焊接机器人控制系统优化措施
3.1关键技术优化
传感器、控制系统以及执行装置共同构成了焊接机器人的核心技术部分。其中传感器的作用日益重要，焊接机器人系统中的激光传感器和力传感器等都是相对于早期机器人较为先进的技术，这些传感器的应用能够实现焊缝跟踪和自动定位等，大大提高了焊接机器人的工作性能和对工作环境的适应性。为进一步提高焊接机器人的智能化和适应性，控制系统中还应用了很多其他技术。目前的技术水平还不能达到完全的自主焊接的程度，因此，为了让控制系统得到进一步的优化，就需要采用遥控焊接技术。通过遥控焊接，可以使人在离开现场的安全环境中对焊接设备和焊接过程进行远程监视和控制，从而完成整套的焊接工作。通过这种技术的优化来提高焊接机器人的控制技术，提高其适用范围。
3.2系统结构优化
PLC、计算机以及控制器共同组成了焊接机器人的控制系统，控制系统不仅仅是对焊接机器人的行为模式和动作进行控制，还会对机器人本身的输入和输出进行控制。通过计算机控制来对其进行工作程序的制定，并且根据示教盒信息来进行运动指令的生成，并且将指令反馈给伺服驱动，并且通过伺服程序来将运动指令进行处理。并通过电机、内置PLC来进行焊接机器人作业控制，控制器作业时的输出与输入，同时来进行环境的模拟，通过模拟建模来控制周边装置。内置PLC能够完成小范围的自动控制，内部控制系统对其他装置进行集成管控，完成对数据的搜集和分析处理，对运行环境的检测和监控，通过传感装置来对作业环境进行全面的管控。查看焊接机器人在进行汽车制造时是否异常，是否到位。为了对焊接机器人的控制系统进行优化，提高其使用性能，可以在焊接机器人控制系统中，提高内置PLC技术的使用，对PLC技术进行加强。
3.3软件控制系统优化
目前，在汽车制造行业当中，KSS、PC系统以及OPCSERVER构成了焊接机器人的软件系统。通过软件系统来对机器人进行内部控制。软件控制系统的功能板快包括人机界面、I/O模块操作，数据库系统，长安装置；电机驱动操作以及串行通讯等。在焊接机器人的软件控制系统当中，KSS主要是对焊接机器人的速度、数据和电流进行控制，其中KSS通过TCP/IP来与PCWindows通讯。为了能够对软件系统优化，就需要对系统控制环的调整，控制器PID的参数整定。
结束语
随着汽车制造行业发展，目前焊接机器人技术也已经有了较大的突破，而且由于其自身的突出优势，让其在行业内的应用越来越深入。为了进一步的促进焊接机器人技术的突破，促进汽车制造行业的发展，我们必须要对焊接机器人的控制系统进行分析研究，通过这种理论研究来掌握各模板之间的连接形式和开发工具，在理论中促进实践的发展，进行技术的优化。
参考文献：
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论文作者:唐国坚
论文发表刊物:《建筑细部》2018年1月下
论文发表时间:2018/8/16
标签：机器人论文; 点焊论文; 车身论文; 工作论文; 作业论文; 汽车制造论文; 控制系统论文; 《建筑细部》2018年1月下论文;