1、前言

隨著社會的發展和科技的進步，機器人在社會各個領域得到了日益廣泛的應用，而應用最多的則是工業機器人。工業機器人自60年代初問世以來，經過了40多年的發展，已廣泛應用于工業領域，成為汽車制造業生產自動化中主要的機電一體化設備。

制造行業應用機器人的主要目的在于削減生產人員編制、提高勞動生產率、降低勞動強度及提高產品質量。機器人與傳統的機器相比，具有兩個主要優點：

1) 容易實現生產過程的完全自動化。
2) 對生產設備的高度適應能力。

2、焊接機器人

焊接機器人是目前最大的工業機器人應用領域。由于汽車制造業對許多構件的焊接精度和速度等指標提出越來越高的要求，一般工人已難以勝任這一工作；此外，焊接時的火花及煙霧等，對人體造成危害，因此，焊接過程的完全自動化已成為重要的研究課題，其中，最為重要的就是要應用焊接機器人。

3、接機器人在長安汽車股份公司的應用

3．1、KUKA機器人在十萬輛面包車焊接線上的應用

1996年，長安汽車股份公司新建十萬輛SC6331系列微型面包車焊接生產線，該線首次引進德國KUKA公司的KRC32型6軸氣動點焊機器人，應用在工藝要求最高的車架和成車焊接線上。在原有手工焊接線上，車架增焊工位和成車增焊工位由于焊點數量多、焊接零件結構復雜，是制約全線生產的瓶頸工位，工人作業時間長、勞動強度大、設備故障率高、焊點質量不穩定且容易造成碰壓傷，嚴重制約了全線的生產速度，產品質量也得不到保證。

引進KUKA點焊機器人后，首先，十萬輛焊接線的生產節拍大幅提高，微型面包車的單班生產數量大幅增加，達到手工焊接線產量的5倍；其次，工人的勞動強度得到大幅降低，工作時間大大縮短，工作條件得到極大改善；第三、微型面包車質量得到顯著提高，車身碰壓傷大為降低；第四、KUKA焊接機器人故障率極低，備件供應充足，系統穩定性高，操作維護容易，大量節約了設備維護人員，節約了人力資源。

3．2、COMAU、KUKA、OTC機器人在8萬輛長安之星焊接線上的應用

在成功引進KUKA焊接機器人后，長安汽車股份公司在SC6350－“長安之星”八萬輛焊接生產線上再次引進焊接機器人，其中包括意大利COMAU公司H4型伺服點焊機器人，意大利COMAU公司H1型螺柱焊機器人，日本OTC弧焊機器人，KUKA公司KRC型檢測機器人。

SC6350八萬輛焊接線上機器人的應用水平先進，伺服焊鉗機器人、弧焊機器人、檢測機器人都是目前國內汽車行業機器人應用水平最先進的代表。

其中，檢測機器人采用目前國際上先進的在線檢測方式，應用檢測技術世界領先的德國Perceptron公司的檢測設備與系統穩定性最高的德國KUKA機器人相整合，在主線（成車）焊接線的最后一個工位在線實時檢測每一個“長安之星”白車身，以控制車身尺寸精度。檢測系統設計白車身正常尺寸偏差±2mm，白車身尺寸超差時，生產線將要報警提示，并且檢測系統中將存儲每個白車身的測量數據，以供離線分析。

弧焊機器人采用日本OTC公司的DR系列七軸焊機器人，OTC機器人本體設計小巧，結構簡單明了，弧焊功能齊全，特別適合于結構復雜的零部件氣體保護焊接。如SC6350系列微車構架總成上的連接橫梁的弧焊，由于該橫梁為圓形，需要進行圓周焊接，且該部件位置較低，人工焊接勞動強度極大，氣體保護焊又屬于有毒作業，采用OTC弧焊機器人克服了這些嚴重制約生產、無法保證產品質量、損害操作者身體健康的缺點。

另一個值得關注的是高精度、高可靠性的伺服點焊機器人的引進，該型號機器人選用COMAU公司H4型點焊機器人，整合SIAKY伺服焊鉗系統，焊點焊接質量穩定、定位精確。伺服焊鉗與氣動焊鉗相比最突出的特點，是在焊接過程中，伺服焊鉗的焊接質量高，焊點成形好，極大改善了白車身的焊接質量，使“長安之星”當之無愧成為中國的微車精品。

4、焊接機器人的應用經驗

焊接機器人在長安公司汽車生產線上的應用已有七年時間，根據實際應用，以下一些經驗供大家一起研究：

4．1、焊接機器人的使用，必須滿足安全要求

焊接機器人能夠代替人類在危險、有害的惡劣環境中作業，同時又帶來了另一種潛在的危險，即機器人傷人事故。為此，在焊接機器人在線運行時，絕對不能有人進入其運動安全范圍所在區域，并且其運動區域內應該保證無干涉，這是焊接機器人安全管理的最為重要的一條原則。此外，除了通用的工業安全規程外，還要注意焊接機器人的特殊性，采取相應可靠的對策。例如現在我們正在使用的安全措施：

(1)為焊接機器人及其周邊設備安裝安全防護欄，以防止有人進入危險區域造成意外傷害。

(2)在安全護欄入口的安全門上設置插拔式電接點開關，該開關與焊接機器人的安全回電路相連接，一旦安全門打開，機器人控制器將切斷機器人的驅動電源，機器人立即停止運動。

(3)在距焊接機器人所在工位最近的地方，安裝多個緊急停止開關，一旦發生緊急或危險情況，工作人員可以就近按下急停，讓機器人停止運動。

(4)示教作業時降低焊接機器人的運動速度，并由經過專業技術操作培訓的人員進行示教。

(5)焊接機器人安全電路與生產線安全電路聯為一體，當生產線遇到緊急情況時，生產工人可以按下該線上任何工位的緊急停止開關，讓機器人停止運動。

4．2、焊接機器人的控制裝置

雖然焊接機器人本身擁有非常完善的控制系統，但每臺焊接機器人作為一個獨立的自動化設備系統，在一條生產線或一個生產系統中永遠都只是一個從屬的工作站，必須要有相應的外部控制裝置對其進行遠程控制，以適應自動化流水作業生產線上各種自動化設備之間同步、有序的生產要求。

焊接機器人常用的相關控制裝置有可編程序控制器和在線監控裝置。

可編程控制器對生產線上包括焊接機器人在內的各種自動化設備的工作進行協調與配合，從而有序地實現生產過程的自動化。

在線監控裝置是操作者與生產系統之間的人機接口，它從生產系統中采集實時數據，并可以有條件地對生產數據進行實時修改，因而達到實時監視生產線現場情況、遠程實時控制生產線運行的目的。使用在線監控裝置能夠方便地發出作業指令，啟動或停止包括焊接機器人在內的所有自動化設備，并實時了解生產系統的狀態。

長安公司8萬輛長安之星焊接線上，采用西門子WINCC在線監控系統和西門子可編程控制器，所有的焊接機器人除了受自身控制系統的控制自動運行外，還必須接受可編程控制器和WINCC在線監控系統的遠程控制，以保證與生產線其它自動設備的同步運行。