汽车制造加工新技术

1、汽车制造加工汽车制造加工新技术工业机器人技术姓名：蒋伟姓名：蒋伟班级：班级：10车辆车辆学号：学号：201008163059 一、技术背景一、技术背景 现代汽车制造业不断向“准时化”和“精益生产”的方向发展，这对设备的快速响应、柔性化、集成化和多任务处理的能力提出了更高要求。 立足客户，不断创新技术，为客户提供品质卓越、多样化的产品与服务正是汽车制造加工业的核心竞争力所在。 二、技术概述 工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完操

2、作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。产品的快速更新换代起着十分重要的作用。 机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日形成的高新技术，是当

3、代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。业自动化水平的重要标志。 机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是

4、工业以及非产业界的机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。不可缺少的自动化设备。 三、工业机器人构造三、工业机器人构造 工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有36个运动自由度，其中腕部通常有13个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。 工业机器人按臂部的运动形式分为四种。工业机器人按

5、臂部的运动形式分为四种。直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸动作；球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；关节型的臂部有多个转动关节。缩；关节型的臂部有多个转动关节。 工业机器人按执行机构运动的控制机能，工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位，制执行机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸

6、等作业；连续轨迹型可控制执行机构按卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。作业。 工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。编程输入型是将计算机上已和示教输入型两类。编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件，通过编好的作业程序文件，通过RS232串口或者以太串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。网等通信方式传送到机器人控制柜。 示教输入型的示教方法有两种：一种是由操作示教输入型的示教方法有两种：一种是由操作者用手动控制器者用手动控制器(示教操纵盒示教操纵盒)

7、，将指令信号传给，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接领动执行轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。示教动机构，使执行机构再现

8、示教的各种动作。示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。人。四、机器人技术推进汽车制造业装备智能化四、机器人技术推进汽车制造业装备智能化 机器人及其自动化成套装备已成为目前机器人及其自动化成套装备已成为目前国内外极受重视的高新技术应用领域。是国内外极受重视的高新技术应用领域。是指以机器人为核心，以信息技术和网络技指以机器人为核心，以信息技术和网络技术为媒介，将所有设备连接到一起而形成术为媒介，将所有设备连接到一起而形成的大型自动化生产线。是发展先进制造技的大型自动化生产线。是发展先进制造技术实现生产线的数字化、网络化和智能化术实现生产线的数字

9、化、网络化和智能化的重要手段。的重要手段。 4-1.工业机器人工业机器人50%以上用在汽车领域以上用在汽车领域 工业机器人主要应用领域有弧焊、点焊、装配、搬运、喷工业机器人主要应用领域有弧焊、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。据了漆、检测、码垛、研磨抛光和激光加工等复杂作业。据了解，汽车生产的四大工艺以及汽车关键零部件的生产都需解，汽车生产的四大工艺以及汽车关键零部件的生产都需要有工业机器人的参与。在汽车车身生产中要有工业机器人的参与。在汽车车身生产中,有大量压铸有大量压铸,焊接焊接,检测等应用检测等应用,这一些目前均由工业机器人参与完成这一些目前均由工业机器人

10、参与完成,特特别是焊接线别是焊接线,一条焊接线就有大量的工业机器人，自动化一条焊接线就有大量的工业机器人，自动化的程度相当的高。在汽车内饰件生产中的程度相当的高。在汽车内饰件生产中 ,则需要表皮弱化则需要表皮弱化机器人机器人,发泡机器人发泡机器人,最后的产品切割机器人。汽车车身的最后的产品切割机器人。汽车车身的喷涂由于工作量大喷涂由于工作量大,危险性强危险性强,通常都会采用工业机器人代通常都会采用工业机器人代替。替。 所以所以,完成一辆汽车的制造完成一辆汽车的制造,需要的机器人相当多需要的机器人相当多,工业工业机器人已成为汽车生产中关键智能化设备。机器人已成为汽车生产中关键智能化设备。 4-2

11、.焊接机器人在汽车制造业中发挥着重要的作用焊接机器人在汽车制造业中发挥着重要的作用 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。新松公司自主研制的6KG、50KG、100KG、120KG、200KG、250KG等全系列新型焊接机器人产品，在技术上突破了大负载负重比，保证机器人的高刚度、高精度、降低成本，提高机器人的性价比。新型焊接机器人控制器，实现多机器人及变位机的协调控制，支持总线技术，增强系统扩展能力，提高控制系统可靠性。 截至目前，新松公司自主研制的截至目前

12、，新松公司自主研制的“新型新型6KG弧焊弧焊机器人机器人”系统已在汽车零部件弧焊系统中广泛应系统已在汽车零部件弧焊系统中广泛应用。用。“新型新型165点焊机器人点焊机器人”系统表现出良好的系统表现出良好的性能，焊点精度达到国际先进水平。公司生产的性能，焊点精度达到国际先进水平。公司生产的系列焊接工业机器人系统装备在一汽、上汽、沈系列焊接工业机器人系统装备在一汽、上汽、沈阳中顺、金杯、重庆长安、湖南长丰等整车制造阳中顺、金杯、重庆长安、湖南长丰等整车制造企业广泛应用，应用功能涵盖汽车生产的冲压、企业广泛应用，应用功能涵盖汽车生产的冲压、焊装、涂装、总装四大生产工艺。其中应用最多焊装、涂装、总装四

13、大生产工艺。其中应用最多的以弧焊、点焊为主，使生产更具有柔性，焊接的以弧焊、点焊为主，使生产更具有柔性，焊接质量也得到了保证质量也得到了保证,提升了汽车生产量产化与自动提升了汽车生产量产化与自动化。化。4-3.移动机器人移动机器人(AGV)将实在效益载入汽车制造业将实在效益载入汽车制造业 新松公司自主研发的全方位新松公司自主研发的全方位AGV系统采用多种系统采用多种精确导航技术，保证了精确导航技术，保证了AGV快速运行、精确定位，快速运行、精确定位，实现了工作区域内全方位自由行走、自动安全避实现了工作区域内全方位自由行走、自动安全避让等功能。该产品已大规模应用于汽车工业生产让等功能。该产品已大

14、规模应用于汽车工业生产中，实现了发动机、后桥、齿轮箱等部件的自动中，实现了发动机、后桥、齿轮箱等部件的自动化柔性装配、其零部件的自动配送，以及发动机化柔性装配、其零部件的自动配送，以及发动机总成和后桥总成与车身的动态合装。新松公司总成和后桥总成与车身的动态合装。新松公司AGV产品特点是不断引入最新的的控制理念，无产品特点是不断引入最新的的控制理念，无线通讯及多媒体技术，提高系统性，增加其功能。线通讯及多媒体技术，提高系统性，增加其功能。以以AGV导航技术为例，在常规的磁导航之外，目导航技术为例，在常规的磁导航之外，目标跟踪技术可以解决动态装配问题，而先进的基标跟踪技术可以解决动态装配问题，而先进的基于里程计和车体动态模型的控制方法与磁导航相于里程计和车体动态模型的控制方法与磁导航相结合，可以更灵活地规划作业路线，缩小占地空结合，可以更灵活地规划作业路线，缩小占地空间。间。