工业机器人在汽车生产中的应用

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1、汽车制造业中工业机器人重要作用汽车制造业中工业机器人重要作用工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的重要的现代制造业自动化装备。多年来，我国汽车零部件生产一直是手工焊、专机焊占据焊接生产的主导地位，劳动强度大，作业环境恶劣，焊接质量不易保证，而且生产的柔性也很差，无法适应现代汽车生产的需要。近年来由于焊接机器人的大量应用，提高了零部件生产的自动化水平及生产效率，同时使生产更具有柔性，焊接质量也得到了保证。近年来，焊接机器人在大连华克、上海华克、上海龙马神、南京新迪、长春佛吉亚、上海汇众等零部件及配件生产企业也有着典型的应用。在汽车零部件的生产中广泛采用了

2、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、净化器壳体的电弧焊等。 随着我国汽车工业的发展和对自动化水平要求的不断提高，将为焊接机器人市场的快速增长提供了一个良好的机会。预计国内企业对焊接机器人的需求量将以 30%以上的速度增长。从机器人技术发展趋势看，焊接机器人不断向智能化方向发展，完全实现生产系统中机器人的群体协调和集成控制，从而达到更高的可靠性和安全性。而采用焊接机器人的汽车生产企业在高技术、高质量、低成本条件下必将获得高速发展，也必将为汽车产业的发展带来新的生机。一、工业机器人的应用目前，

3、国际上的工业机器人公司主要分为日系和欧系。日系中主要有安川、OTC、松下、FANUC、不二越、川崎等公司的产品。欧系中主要有德国的KUKA、CLOOS、瑞典的 ABB、意大利的 COMAU 及奥地利的 IGM 公司。工业机器人已成为柔性制造系统（FMS）、工厂自动化（FA）、计算机集成制造系统（CIMS）的自动工具。 我国工业机器人是从 20 世纪 80 年代开始起步，经过二十年余年的努力，已经形成了一些具有竞争力的工业机器人研究机构和企业。先后研发出弧焊、点焊、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。近几年，我国工业机器人及含工业机器人的自动化生产线相关产品的年产销额已突破十亿元。目前国内

4、市场年需求量在 3000 台左右，年销售额在 20 亿元以上。统计数据显示，中国市场上工业机器人总共拥有量近万台，占全球总量的 0.56%，其中完全国产工业机器人（行业内规模比较大的前三家工业机器人企业）行业集中度占 30%左右，其余都是从日本、美国、瑞典、德国、意大利等 20 多个国家引进的。国产工业机器人目前主要以国内市场应用为主，年出口量为 100 台左右，年出口额为 0.2 亿以上。 二、工业机器人 50%以上用在汽车领域 当前，工业机器人的应用领域主要有弧焊、点焊、装配、搬运、喷漆、检测、码垛、研磨抛光和激光加工等复杂作业。 目前，国际上工业机器人技术在制造业应用范围越来越广阔，现已

5、从传统制造业推广到其他制造业，进而推广到诸如采矿、建筑、农业、灾难救援等各种非制造行业。但汽车工业仍是工业机器人的主要应用领域。据了解，美国 60%的工业机器人用于汽车生产；全世界用于汽车工业的工业机器人已经达到总用量的 37%，用于汽车零部件的工业机器人约占 24%。 在我国，工业机器人的最初应用是在汽车和工程机械行业，主要用于汽车及工程机械的喷涂及焊接。目前，由于机器人技术以及研发的落后，工业机器人还主要应用在制造业，非制造业使用的较少。据统计，近几年国内厂家所生产的工业机器人有超过一半是提供给汽车行业。可见，汽车工业的发展是近几年我国工业机器人增长的原动力之一。 三、焊接机器人在汽车制造

6、业中发挥着不可替代的作用 焊接机器人是在工业机器人基础上发展起来的先进焊接设备，是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人，主要用于工业自动化领域，其广泛应用于汽车及其零部件制造、摩托车、工程机械等行业，在汽车生产的冲压、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、点焊为主。 目前，焊接工业机器人在一汽、上汽、沈阳中顺、金杯通用、重庆长安、湖南长丰等整车制造企业广泛应用，据统计每辆汽车车身上，大约有 30004000 个电阻点焊焊点，电阻点焊技术的应用实现了汽车车身制造的量产化与自动化。先进的安全保护技术与汽车制造业。 工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工

7、智能等多学科先进技术于一体的重要的现代制造业自动化设备。目前，国际上的工业机器人厂家主要分布在欧洲和日本，日本的主要有安川、OTC、松下、FANUC、不二越、川崎等公司的产品。欧系中主要有德国的KUKA、CLOOS、瑞典的 ABB、意大利的 COMAU 及奥地利的 IGM 公司。工业机器人已成为柔性制造系统（FMS）、工厂自动化（FA）、计算机集成制造系统（CIMS）的自动工具。目前，50%以上的工业机器人应用于汽车制造领域，主要应该在弧焊、点焊、装配、搬运、喷漆、检测、码垛、研磨抛光和激光加工等复杂作业。随着现代汽车工业的发展，对机器人的需求也会越来越大，机器人在汽车制造业中所起到的作用也会

8、更加重要。尽管目前机器人的应用现已从传统制造业推广到其他制造业，汽车工业仍是工业机器人的主要应用领域。据了解，美国 60%的工业机器人用于汽车生产；全世界用于汽车工业的工业机器人已经达到总用量的 37%nc.qoos.ipi，用于汽车零部件的工业机器人约占 24%。2007 年 5 月至 7 月，日本一家权威科技研究机构对 16 个工业机器人，4 台电子包装机器，12 个商用和家用机器人，12 种机器人外包装和制造材料等四个领域作了一项调查。调查对象是日本国内和国外的约 100 家相关的科技公司。单就工业机器人而言，调查报告显示，近几年全球市场需求，呈逐年上升之势，并且以每年 3的增长速度胀。

9、在工业机器人中，双臂机器人和带有超过 7 个连接轴的操纵机器人预计市场需求将会飙升，需求数字在 2010 年将是 2006 年全年需求的 14 倍，销售总额也将在 2010 单年达到 490 亿日圆。从上面这些数字不难看出，工业机器人在未来的工业领域仍然有着很大的发展空间。而我国的情况相对于全球范围而言，面临更多的是机遇和挑战。这种机遇和挑战对发展中的汽车工业和起步较晚的机器人行业是同时存在的。就汽车工业而言，我国的汽车工业与世界先进国家相比，仍然存在着不小的差距。现在工业自动化网版权所有，我国已经成为世界上第一大汽车产销国。中国的汽车市场有今天这样的地位，不是一天两天形成的，中国经济的快速稳

10、步发展、加入 WTO 后，汽车关税的下调、金融危机对世界汽车格局的影响等共同促成了今天中国第一汽车市场的形成。在这样的历史机遇下，中国汽车工业只有努力提高自身产品生产线的现代化水平、努力提高产品的质量，才能在今天的汽车大家庭中占有一席之地。就工业机器人而言，我国工业机器人是从 20 世纪 80 年代开始起步，经过二十年余年的努力，已经形成了一些具有竞争力的工业机器人研究机构和企业。先后研发出弧焊、点焊、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。近几年，我国工业机器人及含工业机器人的自动化生产线相关产品的年产销额已突破十亿元。目前国内市场年需求量在 3000 台左右，年销售额在 20 亿元以上。

11、统计数据显示，中国市场上工业机器人总共拥有量近万台，占全球总量的 0.56%，其中完全国产工业机器人（行业内规模比较大的前三家工业机器人企业）行业集中度占 30%左右，其余都是从日本、美国、瑞典、德国、意大利等 20 多个国家引进的。从上面这些数据可以看出，我国的工业机器人还有着相当大的发展空间。因此 www.IIA，无论对国外机器人厂商还是国内机器人厂商，都是一个机遇。焊接机器人在汽车制造业中发挥着不可替代的作用焊接机器人是在工业机器人基础上发展起来的先进焊接设备，是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人，主要用于工业自动化领域，其广泛应用于汽车及其零部件制造、摩托车、工程机械等行业，在汽车

12、生产的冲压、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、点焊为主。目前，焊接工业机器人在一汽、上汽、沈阳中顺、金杯通用、重庆长安、湖南长丰等整车制造企业广泛应用，据统计每辆汽车车身上，大约有 30004000个电阻点焊焊点造车网，电阻点焊技术的应用实现了汽车车身制造的量产化与自动化。多年来，我国汽车零部件生产一直是手工焊、专机焊占据焊接生产的主导地位，劳动强度大，作业环境恶劣，焊接质量不易保证，而且生产的柔性也很差无法适应现代汽车生产的需要。近年来由于焊接机器人的大量应用，提高了零部件生产的自动化水平及生产效率，同时使生产更具有柔性，焊接质量也得到了保证。近年来，焊接机

13、器人在大连华克、上海华克、上海龙马神、南京新迪、长春佛吉亚、上海汇众等零部件及配件生产企业也有着典型的应用。在汽车零部件的生产中广泛采用了点焊、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，传动轴平衡片凸焊塑料工业网版权所有，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、净化器壳体的电弧焊等。下面，我们将用实例介绍机器人在汽车制造中的作用。福特吉龙车身装配工厂的机器人采用了带有 Simatic 故障安全 PLC 以及PROFIsafe 功能的安全系统。通过有效地使用 Profibus 分布式配件，最大限度地减少了离散部件和配线，并使故障诊断变得更容易。正在开发的设备采

14、用了最新的分布式安全 CPU，该 CPU 带有用梯形图语言编写的安全逻辑配置。 Falcon（猎鹰牌）汽车完全由澳洲人自己设计，旨在占领本土市场。 由于新近推出了 Falcon（猎鹰牌）汽车，澳洲福特不仅荣获了大量赞誉和业界大奖，更收到了大量订单。BA Falcon 于 2002 年十月推出，装配六缸发动机，是一款大型家用车。该车完全由福特设在维多利亚的工厂自行设计和生产。车身部件总装生产线设在墨尔本西南部的吉龙。过去吉龙工厂大量使用PL，而为新型汽车所设计的设备从一开始就选择了面向未来的新型自动化技术和平台。福特过去一直致力于寻找这样一个平台：灵活，简便，易于电气技师管理和发现问题，并且能很

15、好地与包括机器人和阀组在内的第三方部件在 “现场总线”上进行整合. 西门子 Simatic 通过大量的深入调查研究，总装线的工程师们最终选择了西门子 Simatic 系列产品。接下来，他们需要选择安全系统。福特过去一直依赖传统的综合硬件安全技术，但现在决定用新型的具有故障安全功能 S7-400F PLC 替代以往复杂的安全电路系统。西门子当地方案提供商 ICT、澳洲西门子以及一位来自德国西门子自动化认证中心的专家帮助福同完成了这一创新概念的设计。最终的设计方案非常出色，可整齐划一地应用于待建的六个单元。不但如此，电流接触器、继电器、复杂的布线系统也大大减少。与先前的单元相比，安全性能得到了改善

16、，并且增加了更多安全设施和自动检查功能。这些设施可以维护系统并更安全简便地设定操作。触摸板为操作者提供了更详细的检测信息，使诊断工作更加清晰简便。车身总装单元对机器人焊接而言至关重要。通常，冲压金属部件在操作平台上被点焊，有时还被机器人送到其他设备接受进一步处理。福特工程师们运用 Simatic HMI 以及 Profibus 分布式输入输出技术最大限度地发挥单元设计的优势。机器人界面直接通过 Profibus 进行传送，使得数据交换变得快捷方便。与设备相连的电磁阀和接近开关通过 Profibus 上的 Festo 阀组进行连接。通常操作站使用 PP17 操作面板实现清晰而稳定的操作者互动，并通过可触摸面板提供产量数据和诊断信息。在较大的单元中，MP370 触摸面板在中心位置提供生产数据和诊断信息。触摸面板能输出优质图像可以显示出钳夹和接近开关的动态状况。这样一来就为操作者提供了清晰的诊断信息。来自焊接装置上的MP370 触摸面板的菜单显示单元的自动化系统受控于标准（非故障安全）S7-400F 内的梯形图语言代码，并与机器人内嵌的程序紧密互动。福特根据进程需要