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分析工业机器人对汽车行业的影响

作者2019-03-25 11:32未知

  1 汽车行业发展现状

  汽车行业经过100 多年的发展,目前已经成为世界上规模最大和最重要的产业之一。随着我国科学技术的不断进步,汽车行业高速发展,民众的购买力大幅提升,消费的趋势主要以私家车为主,市场潜力巨大。中国加入世贸组织以来,国外的汽车企业陆续进入中国市场,在我国汽车行业飞速发展的同时,由此产生的交通、环保,能源等社会问题越来越突出,为了节约资源、节能减排,汽车轻量化和新能源汽车成为未来外国汽车行业发展的新方向。

  1. 1 汽车轻量化

  所谓的汽车轻量化技术就是为汽车瘦身,稳定提升其性能,技能化设计、优化车型。汽车轻量化后车辆加速性提高,车辆控制稳定性、噪音、振动方面也均有改善。因此,车身重量的降低将对整车的燃油经济性、车辆控制稳定性、减少废气排放都有显著效果。

  目前,铝合金技术是最为广泛的汽车轻量化应用,随着科学技术的不断进步,铝合金加工成本有所降低,工艺精度要求更高。另外,大多用于超级跑车技术的碳纤维技术也是汽车轻量化技术之一。

  1. 2 新能源汽车

  新能源汽车指采用非常规的燃料作为汽车的动力来源,也就是说车辆的动力控制和驱动技术都是原理先进、具有新技术、新结构的汽车。例如双擎动力汽车、混合动力汽车、纯电动汽车、增程式电动汽车等。

  中国新能源汽车开始发展于21 世纪初,发展迅速,经历了两个阶段,第一个阶段是以混合动力汽车为主,第二阶段是由纯电动汽车逐步取代混合动力燃料电池汽车,目的是能够实现零排放。

  工业机器人发展现状

  在德国工业4. 0”中国制造2025”的时代大背景下,传统制造业厂商都面临一个转型时期,那就是如何提高生产线的自动化程度、提高效率、节约成本、节省人力。面对日益严峻的劳动力短缺与人力成本问题,迫切需要一种能够代替传统劳动工人繁杂、枯燥、重复动作的新型技术,而工业机器人的快速发展能够很好地解决这一问题。生产力在不断进步,推动着科技的进步与革新,推动了人类社会的进步。时至今天,机电一体化,机械智能化等技术应运而生并已经成为时代的主旋律。人类充分发挥主观能动性,进一步增强对机械的利用效率,使之为我们创造出愈加巨大的生产力,并在一定程度上维护了社会的和谐。工业机器人的出现是人类在利用机械进行社会生产史上的一个里程碑。在发达国家中,工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线,以保证产品质量,提高生产效率,同时避免了大量的工伤事故。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明,工业机器人的普及是实现自动化生产,提高社会生产效率,推动企业和社会生产力发展的有效手段。

  现阶段,世界上生产工业机器人较多、技术水平较高的地区有日本、欧洲、北美。其中,日本和欧洲的产品无论从数量还是种类都占据了主导地位。

  工业机器人技术飞速发展,它是集机械、电子、自动控制、计算机、人工智能等多学科技术于一体的现代化自动化装置。现阶段,国际上的工业机器人主要有日系和欧系,例如FANUCKUKAABB 等。

  我国的工业机器人技术起步较晚,大概从20世纪80 年代开始发展,经过这些年的逐步积累发展,有部分企业的工业机器人技术已经具有一定的竞争力了,但是大部分仍然是应用在中国本土市场。

  工业机器人对汽车行业的影响研究

  3. 1 焊接机器人在汽车中的应用

  一直以来,我国汽车零部件的生产和安装都依赖于人工手动操作,这种方法工人的劳动强度大,作业环境恶劣,并且焊接的质量得不到保证,无法适应现代汽车行业飞速发展的需求。今年来,焊接机器人的出现很好地解决了这一问题,提高了汽车零部件生产的精度和工作效率。

  伴随着汽车行业的不断发展和科学技术的不断进步,自动化水平要求不断提高,这就要求焊接机器人也要跟上前进的步伐,不断提升技术,为汽车产业的发展带来新的生机。

  可以说汽车行业的发展水平能够代表一个国家的综合技术水平,因为汽车行业的发展能够带动相关其他行业的发展。这就要求焊接机器人能够实现更加高精度的焊接动作,而焊接技术是基于多学科交叉融合的产物,伴随着科学技术的不断进步,焊接技术必然经历革命性的进步。在国外的一些汽车公司,已经开始研究新型的点焊机器人,提高焊接精度和效率,例如日本的本田和丰田公司。中国工业机器人技术也在不断进步,相信在不久的将来,汽车生产线上也会有越来越多的国产品牌机器人辛勤工作的身影。

  3. 2 搬运机器人在汽车中的应用

  传统的汽车厂商在加工汽车上的桥箱类零件的时候,因为它的加工工序多,形状比较复杂,质量大的这些特点,普遍采用数控加工中心来加工。但是数控加工中心有它的弊端,它要求零部件在工作台上有非常高的定位精度,并且它的上料精度也不好控制,所以现在的汽车厂商正在考虑用工业机器人代替数控加工中心。工业机器人的定位精度高,可靠性高,可以有效地提高生产效率和搬运质量。

  3. 3 装配机器人在汽车制造中的应用

  传统的汽车制造厂商在汽车总装生产线上组装汽车时,采用的是人工组装的方式,工人劳动强度大,并且组装的质量得不到保障。现在,大部分汽车厂商都采用了装配机器人加入到汽车总装环节,不仅提到了工作效率,提高了作业精度,还减轻了工人的劳动强度。尤其是在一些作业精度要求高的组装环节,例如挡风玻璃的密封涂覆、汽车仪表盘总成等,装配机器人发挥了重要作用,大幅提高了装配效率和质量。

  工业机器人使用的问题研究

  工业机器人的标准繁多,各大生产厂商都有自己的标准,并且相互之间不可以兼容,无法通信,这就给机器人的发展带来了很大的制约。现在市面上的各大公司生产的机器人本体基本上很少出现机械故障,但是和机器人本体相连的电气控制部分很容易出现故障,因为电气元件在不同的工作环境和温度下使用寿命受到了影响,一旦电气系统出现故障,整个机器人系统就不能正常工作了,那么汽车生产环节也就会停滞,影响工作效率和进度。

  还有一个比较突出的问题就是,在汽车制造企业的生产线上,可能同时需要几台甚至数台机器人协同作业才能完成既定工序,那么在这个过程中就会出现一个问题,就是这些机器人相互之间的碰撞问题,机器人之间由于布局问题和无法正常进行通信的原因,可能出现机械手相互碰撞的情况,一旦碰撞,生产线就要紧急停止,也会影响到在企业的生产效率。

  另外一个比较重要的问题是,机器人它毕竟不是人,它内部缺少对可能伤害到人类或其他机械的一个紧急情况处理程序,所以在使用过程中,作业人员要把可能出现的各种情况都考虑完备才开始编程,以保证工作人员和相关机械的安全性。为了解决上述这些问题,各大汽车厂商必须要在引入机器人的同时,考虑清楚可能会出现的各种情况,并做好相关的应急预案,才能保障不影响产线正常运行。

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