孫棟梁 鄭紅根

寧波吉潤汽車部件有限公司 浙江寧波 315300

隨著科技進(jìn)步與發(fā)展，人工智能技術(shù)成熟程度不斷提升，機(jī)器人技術(shù)作為人工智能技術(shù)中的重要分支，在汽車智能制造中的應(yīng)用不斷深入。利用機(jī)器人代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工進(jìn)行高強(qiáng)度、高要求的工作，能顯著減少汽車制造行業(yè)對人工的依賴性，緩解工人高強(qiáng)度作業(yè)壓力，使汽車制造企業(yè)節(jié)省人工方面的開支，并將更多資金用于技術(shù)研發(fā)，同時(shí)能有效規(guī)避人工作業(yè)誤差，提高汽車產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，促進(jìn)汽車制造企業(yè)獲得更好的發(fā)展。

1 機(jī)器人在汽車智能制造中的應(yīng)用概況

近年來，人工智能技術(shù)快速發(fā)展，大眾日常生活和工作中可見的智能化產(chǎn)品越來越多，如智能電子產(chǎn)品、智能機(jī)械等，為人們的工作、生活和學(xué)習(xí)提供了更加便利的條件。作為人工智能技術(shù)中的重要分支，隨著技術(shù)水平成熟度的不斷上升，機(jī)器人技術(shù)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，并且取得了良好的應(yīng)用效果，減少傳統(tǒng)工業(yè)中對人工的依賴性，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。如在汽車制造行業(yè)中科學(xué)地應(yīng)用機(jī)器人，代替?zhèn)鹘y(tǒng)以人工方式進(jìn)行的零部件搬運(yùn)，對車體進(jìn)行焊接、噴膠、涂膠、裝配等，不僅工作效率更高，而且能顯著提高汽車的生產(chǎn)質(zhì)量，推動(dòng)我國汽車制造業(yè)向智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展。

機(jī)器人在汽車智能制造中的應(yīng)用主要包含四個(gè)方向：

第一，編程技術(shù)方向。汽車制造是一項(xiàng)復(fù)雜程度非常高的系統(tǒng)工程，實(shí)際汽車制造過程中機(jī)器人需要完成多項(xiàng)高難度操作，而不同工作機(jī)器人功能性的實(shí)現(xiàn)主要是依托編程技術(shù)，使其在實(shí)際工作中能結(jié)合汽車的特征變化對編程進(jìn)行針對性修改。

第二，仿真技術(shù)方向。對應(yīng)用在汽車智能制造中的機(jī)器人來說，此處的仿真技術(shù)是對其外表和結(jié)構(gòu)進(jìn)行人體仿真，如機(jī)械手等，使機(jī)器人能依托編程程序?qū)θ祟惒僮鬟M(jìn)行模仿，完成汽車制造工作。

第三，通用技術(shù)方向。結(jié)合工種的變化，使機(jī)器人在汽車制造中對工具進(jìn)行及時(shí)更換，并在完成工具更換后立即進(jìn)入另一項(xiàng)操作，具有良好的通用性[1]。

第四，臨床應(yīng)用技術(shù)方向。汽車智能制造具有復(fù)雜程度高、操作難度大、連貫性較強(qiáng)的工作特點(diǎn)，應(yīng)用機(jī)器人可有效減少誤差率，從生產(chǎn)效率和產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量雙方面獲得優(yōu)化。

2 汽車智能制造中機(jī)器人的應(yīng)用方式

2.1 零部件搬運(yùn)

傳統(tǒng)汽車制造工廠內(nèi)主要以人工的方式進(jìn)行零部件搬運(yùn)工作，但汽車結(jié)構(gòu)中含有較多體積和重量較大的零部件，單純依靠人工不僅工作效率低，降低汽車批量生產(chǎn)的效率，而且零部件的損耗率非常高，影響企業(yè)的生產(chǎn)成本[2]。隨著機(jī)器人在汽車智能制造中應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，零部件搬運(yùn)、裝卸、碼垛等可以完全依靠機(jī)器人高效完成，運(yùn)輸過程平穩(wěn)度較高，大幅降低了零部件的損耗率，搬運(yùn)速度有了質(zhì)的提高。

為確保機(jī)器人能精準(zhǔn)完成搬運(yùn)工作，技術(shù)人員需根據(jù)搬運(yùn)任務(wù)的不同對執(zhí)行任務(wù)的機(jī)器人型號進(jìn)行調(diào)整，并在機(jī)器人操作程序中輸入任務(wù)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，指定搬運(yùn)地點(diǎn)、搬運(yùn)動(dòng)作等，然后機(jī)器人可在相關(guān)程序的指令下完成自動(dòng)化搬運(yùn)工作。

在汽車智能制造過程中應(yīng)用機(jī)器人代替人工完成零部件搬運(yùn)工作，不僅能減輕工作量，避免不必要的零部件損耗，還能顯著提高零部件搬運(yùn)效率，有助于提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。

2.2 車體焊接

目前汽車制造過程中主要依靠點(diǎn)焊和弧焊兩種技術(shù)對車體進(jìn)行焊接。機(jī)器人在執(zhí)行車體焊接工作任務(wù)之前，工作人員需要結(jié)合焊接工作的要求為機(jī)器人配置相應(yīng)的焊接工具，并在機(jī)器人操作系統(tǒng)中設(shè)置焊接作業(yè)流程，機(jī)器人會在既定程序的指揮下自動(dòng)為完焊接工作。

目前機(jī)器人的智能化水平較高，除能在車體焊接過程中分別應(yīng)用點(diǎn)焊和弧焊技術(shù)，還能在需要的情況下對二者進(jìn)行混用。但需要注意的是，應(yīng)在機(jī)器人進(jìn)行點(diǎn)焊操作前，安裝自動(dòng)點(diǎn)擊修磨器，使其能進(jìn)行自我修復(fù)；在機(jī)器人進(jìn)行弧焊操作前，應(yīng)安裝智能傳感器，使機(jī)器人能按照設(shè)定的焊接程序進(jìn)行弧焊操作，確保車體焊接的質(zhì)量和效率。

2.3 噴漆和涂膠

噴漆作業(yè)主要是針對汽車車身表面進(jìn)行，涂膠作業(yè)則主要針對車身連接部位開展，利用機(jī)器人進(jìn)行噴漆和涂膠作業(yè)，能顯著提高噴漆和涂膠操作的均勻度[3]。

在機(jī)器人展開噴漆或涂膠作業(yè)前，需要由工作人員進(jìn)行對應(yīng)的噴漆或涂膠工具的安裝，如噴漆槍、膠槍等，然后根據(jù)執(zhí)行作業(yè)內(nèi)容的不同設(shè)置相應(yīng)的工作程序，使機(jī)器人能按照既定程序穩(wěn)定工作。

需要注意的是，工作人員在設(shè)定機(jī)器人的噴漆程序時(shí)，應(yīng)對不同車型的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，以提高噴漆的全面性和均勻度。應(yīng)用機(jī)器人進(jìn)行涂膠作業(yè)時(shí)，會自動(dòng)識別不同汽車車身的材質(zhì)和特性，進(jìn)而自動(dòng)控制涂膠的形狀和厚度，減少涂膠材料的浪費(fèi)。

2.4 汽車裝配

汽車智能制造中利用機(jī)器人按照既定程序?qū)Ω黜?xiàng)零部件進(jìn)行組裝，使其最終組裝成為一個(gè)合格的汽車商品[4]。汽車中零部件類型較多，如發(fā)動(dòng)機(jī)、儀表盤、空調(diào)系統(tǒng)、車門、車身、座椅等，機(jī)器人主要依托各類傳感器實(shí)現(xiàn)識別和區(qū)分不同零部件的功能，如視覺傳感器、聽覺傳感器、觸覺傳感器等，根據(jù)機(jī)器人工作需求為其安裝合適的傳感器，才能支撐其完成精準(zhǔn)安裝的操作。

在汽車智能制造的裝配環(huán)節(jié)中通過利用數(shù)個(gè)機(jī)器人進(jìn)行流水線式操作，能顯著提高汽車的裝配質(zhì)量和效率，減少人工裝配時(shí)可能出現(xiàn)的誤差，提高汽車的制作質(zhì)量，保障駕駛員的行車安全。

2.5 汽車檢測

所有完成生產(chǎn)的汽車必須經(jīng)過嚴(yán)格的出廠前檢測，確保各項(xiàng)檢測內(nèi)容合格后才能投入市場，以保障汽車使用者的生命安全[5]。

在汽車檢測環(huán)節(jié)中，可應(yīng)用機(jī)器人對汽車中各項(xiàng)零部件進(jìn)行分類檢測，利用視覺傳感器和測驗(yàn)控制模板對汽車的圖像信息進(jìn)行采集，將汽車各零部件尺寸數(shù)據(jù)與模型數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，檢查各項(xiàng)零部件尺寸是否合格，一旦發(fā)現(xiàn)尺寸上存在誤差的零件能對其進(jìn)行及時(shí)處理。

3 機(jī)器人在汽車智能制造應(yīng)用中的應(yīng)用前景

在我國科技水平不斷提升的背景下，機(jī)器人技術(shù)在制造領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。對汽車智能制造行業(yè)來說，以人工方式進(jìn)行的高危、高強(qiáng)度作業(yè)正在逐漸被機(jī)器人所替代，既能減輕工作的工作量，還能有效提高汽車智能制造的質(zhì)量和效率，促進(jìn)汽車智能制作行業(yè)獲得整體性進(jìn)步。

從目前機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展趨勢來看，未來機(jī)器人技術(shù)在汽車智能制造應(yīng)用中的主要方向應(yīng)包含以下幾點(diǎn)。

3.1 人機(jī)融合

人機(jī)融合是有別于人工智能技術(shù)的先進(jìn)技術(shù)，是充分融合生物性和物理性的新一代智能科學(xué)體系[6]。未來，機(jī)器人可能會進(jìn)一步對人類進(jìn)行模仿，包括人類特有的外觀、語言交流能力、動(dòng)作等，這一發(fā)展趨勢下的機(jī)器人勢必會在汽車智能制造中發(fā)揮更大的作用。

3.2 機(jī)器人與虛擬現(xiàn)實(shí)融合

目前應(yīng)用在汽車智能制造中的機(jī)器人先進(jìn)水平較高，本身已經(jīng)融合了多種先進(jìn)技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是機(jī)器人中眾多先進(jìn)技術(shù)的一種，但當(dāng)前國內(nèi)外對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究仍處于起步階段，該技術(shù)還有較大可提升空間，與機(jī)器人技術(shù)的融合度也需進(jìn)一步拓展。

3.3 機(jī)器人功能多樣化

隨著汽車制造行業(yè)的不斷發(fā)展，未來對機(jī)器人功能的要求勢必會越來越多，且復(fù)雜程度也會不斷提高[7]。因此，相關(guān)人員應(yīng)加強(qiáng)對機(jī)器人功能性的開發(fā)，使其能在汽車智能制造中發(fā)揮更大的作用。

4 結(jié)語

隨著機(jī)器人技術(shù)的成熟與發(fā)展，在汽車智能制造中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，已經(jīng)取得了良好的應(yīng)用效果。目前機(jī)器人在汽車智能制造中主要依托編程技術(shù)、仿真技術(shù)、通用技術(shù)和臨床應(yīng)用技術(shù)等多種技術(shù)，在汽車零部件搬運(yùn)、車體焊接、噴漆和涂膠、汽車裝配及檢測幾個(gè)方面代替人工進(jìn)行操作，不僅顯著提高了汽車制造的工作效率，而且提高了汽車產(chǎn)品的制造質(zhì)量，對促進(jìn)汽車智能制造行業(yè)健康發(fā)展具有重要意義。