工業機器人在汽車行業的應用與發展

機器人廣泛應用于制造業以及娛樂產業。其中，有接近一半的機器人應用于汽車工業，包括汽車零部件行業。其次是機器人應用的第二大板塊，約18%的機器人應用在電氣和電子工業。再次是塑料和化工行業，約占10%。金屬和機械行業約占9%。汽車行業一直是機器人的最大用戶，因此，汽車行業不僅影響機器人的發展，還影響機器人應用的發展。

在汽車工業中，機器人最早被用于點焊，將各個沖壓件拼焊成車身。機器人具有很好的重復性和靈活性，使大部分手工焊接工作站實現了自動化。機器人焊接發展源于手工焊接，因此，它們通常都包括將工件在焊接工作站之間移動的輸送裝置，而每一個焊接工作站則由多個操作焊槍的機器人組成，機器人點焊裝備基于手工焊接包，包括外置的變壓器和笨重的電纜，它們為焊槍提供電源。為了提供足夠大的負載，早期的機器人均采用液壓驅動，盡管它們很快就被電動伺服機器人所替代，因為電機驅動具有更好的性能和重復性。隨著電機驅動機器人的負載能力的提升，變壓器和焊槍集成在一起，從而不再需要那么多笨重的電纜。因為電纜磨損不像之前那么快了，所以這些技術的進步提高了機器人焊接的可靠性。

最近，在焊接單元內，機器人被用來搬運工件，主要是搬運一些子部件，要么利用固定焊槍形式，要么其他機器人安裝焊槍。這種方案提升了系統的柔性，也擴大了機器人的數量。這種新方法的驅動力是更短的汽車設計生命周期和同樣的設備生成更多種不同的產品。

焊接裝備的技術和性能也得到了提升。例如，一些工廠采用了伺服驅動焊槍。這種焊槍完全由機器人控制。這種機器的好處是縮短了生產時間，因為焊鉗的打開或關閉操作可以在機器人到達指定位置之前開始，焊鉗開閉的大小也可由特定的焊接工序來控制。類似的操作，如自沖鉚釘和螺柱焊接，在使用機器人后，大部分都實現了自動化焊接。除此之外，工業界對激光焊接表現出越來越高的興趣。雖然機器人激光焊接成本較高，但是在某些情況下，性能和焊接質量更車勝一籌。專門的激光焊接機器人被開發出來，提供激光焊接的整體解決方案，提升了可靠和性能。

噴涂和車內密封是較早在汽車行業應用機器人的兩個領域。由于噴涂車間的壓機之間輸進工作環境較差和追求涂裝質量一致性，催生了機器人在噴涂行業的應用。噴涂作手或其他進置業最開始采用液壓機器人，因為噴涂車間的氣體和顆粒濃度很高，所以不允許使用電機。防爆型噴涂機器人的開發成功，解決了這個問題，從而快速提升了性能線，只是在沖壓機之間和噴涂機器人使用的便利性。早期的機器人采用示教編程，噴涂工人直接握住機機器在汽車器人手臂，拉動機器人走所需軌跡，大多數時候是邊噴邊走。機器人能夠記錄該的度和在車身內部作軌跡并重復執行。這種編程方法的好處是可以實現路徑的快速生成，但是限制了人實現自動化作業的普力路徑編輯和修改。因此，開發復雜的機器人程序就會費時費力。離線編程，利用機器人的全自動化個包括機器人、噴涂工具和車身的仿真環境，成為更受歡迎的編程方法，并且地，在發動機行之有效，被廣泛使用。

在典型的噴涂車間，許多其他自動化設備也用于噴涂，包括噴槍往復機和靜，機人在現代化的發電旋杯噴涂等。它們特別適用于在線體移動時，噴涂外表面。除了這些機器外，孔之同輸進工些機器人通常被用于噴涂內表面，包括發動機艙、行李箱和車門等。為了到達這些。汽車零部些區域，人們開發了與噴涂機器人協作的開啟裝置。伺服跟蹤也允許機器人在整個噴涂車間跟隨車身形狀。

如今，機器人汽車噴涂系統能夠實現整體解決方案，對涂料和空氣混合做全作為提千質重和生產需閉環系統。該方案允許在噴涂過程中調整噴涂參數，從而獲得最佳效果。除此之大，機在外，顏色變換器也被集成到機器人手臂中，以減少顏色更換過程中的時間和涂料立的，而不是作為要玻少操作浪費。機器人還能夠被安裝更多的噴涂裝備，包括空氣噴涂、靜電空氣噴涂和靜及裝配電噴涂杯等。每一種裝備都有特定的好處，因此，對于某一特定的應用，機器人車輛上有大量的都能與最佳裝備匹配。

車內密封原本是一項令人不愉快的工作，使用機器人后，就不是這樣了。剛開始時，噴涂機器人因為便于編程而被使用。然而，標準機器人也可以完成噴涂作業。機器人用于接縫密封是因為我們需要把密封條準確地放置在車身的接縫位置。這就需要使用標準機器人，以便達到所需要的精度。人們利用視覺系統來確定車身的位置，使得密封系統能夠適應車身的微小變化，在密封位置依然保持足夠高的精度。后來，人們通過使用閉環流體控制來實現更精確的控制和隨密封要求而改變輸出，進一步提升了應用水平。粘接應用也快速地實現了，同樣也是以粘接質量為驅動力。這些應用包括直接安裝汽車玻璃、涂抹粘接劑然后將玻璃安裝到車身上，還包括其他各種粘接應用，比如發動機罩內面板和外面板的裝配等。

車身面板是在沖壓車間生產的。面板也有可能是汽車原始設備制造商(OEM)或者他們的一級供應商生產的。機器人應用于沖壓線已有多年，用于在不同的沖壓機之間輸送面板。這些機器人可以替代手工輸送或者替代專用的“鐵手”或其他輸送裝置。在某些領域中，沖壓線發展得更加成熟，現有的大型沖壓線自帶搬運設備，利用機器人來進行上下料操作。然而，對于更多的傳統沖壓線，只是在沖壓機之間使用機器人，仍然還有很大的自動化提升空間。

機器人在汽車總裝中的應用要慢于車身車間的應用，這多半是因為所操作工件的難度和在車身內部作業的需要等因素。然而，現在許多應用都具備使用機器人實現自動化作業的潛力。公司在流程方面(例如，手工作業、半自動化或使用機器人的全自動化)的決策基于成本因素而非技術障礙。

相似地，在發動機裝配中一開始就使用的機器人并不多。裝配操作通常都由專門的設備來完成，實現更大的產量和更高的剛性自動化。由于柔性需求的增加，機器人在現代化的發動機裝配廠正在被大量地使用。除了常見的搬運操作和機床之間輸送工件外，機器人應用還包括裝配和去毛刺。