工業(yè)機(jī)器人在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展可行性報(bào)告

10行性報(bào)告摘要： 4引言： 5工業(yè)機(jī)器人概述 6什么是工業(yè)機(jī)器人 6工業(yè)機(jī)器人在國內(nèi)外的進(jìn)展歷程 6國外工業(yè)機(jī)器人的進(jìn)展史 6中國工業(yè)機(jī)器人的進(jìn)展經(jīng)受了三個(gè)階段： 7工業(yè)機(jī)器人在汽車產(chǎn)業(yè)中廣泛應(yīng)用的意義 9可以極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 10可以實(shí)現(xiàn)勞動(dòng)作業(yè)省力化 10可以提高企業(yè)的市場競爭力 10可以擴(kuò)大就業(yè)時(shí)機(jī)，提高技術(shù)創(chuàng)力量 11工業(yè)機(jī)器人在國內(nèi)外的進(jìn)呈現(xiàn)狀 11國外工業(yè)機(jī)器人的進(jìn)呈現(xiàn)狀 11日本的工業(yè)機(jī)器人 11歐洲的工業(yè)機(jī)器人。 12北美的工業(yè)機(jī)器人。 14中國工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)狀 14工業(yè)機(jī)器人在汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用 16焊接作業(yè)。 16焊接機(jī)器人的定義 17焊接機(jī)器人的種類 17焊接機(jī)器人的特點(diǎn) 18焊接在汽車工業(yè)的應(yīng)用 8組裝作業(yè)。 19裝配機(jī)器人的定義 19裝配機(jī)器人的組成 19裝配機(jī)器人應(yīng)用的意義 9噴涂作業(yè)。 20噴涂機(jī)器人的特點(diǎn) 21噴涂機(jī)器人的分類 22噴涂機(jī)器人的應(yīng)用意義 11搬運(yùn)作業(yè)。 22搬運(yùn)機(jī)器人的定義 22搬運(yùn)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域 22搬運(yùn)機(jī)器人的影響 23工業(yè)機(jī)器人的進(jìn)展趨勢 23高級(jí)智能化 11構(gòu)造一體化 錯(cuò)誤！未定義書簽。應(yīng)用廣泛化 24產(chǎn)品微型化 24組件、構(gòu)件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化 25高精度、高牢靠性 12完畢語 26摘要：器人在汽車工業(yè)成長中起重大作用。隨著工業(yè)機(jī)器人的廣泛應(yīng)用，在汽車工業(yè)中使用的工業(yè)機(jī)器人數(shù)量也越來越多。資料2023年60%以上的工業(yè)機(jī)器人被應(yīng)用到了汽車工業(yè)中，汽車生產(chǎn)效率不斷提高，汽車工業(yè)有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。使通過綜合的分析了解，更好的生疏工業(yè)機(jī)器人在汽車業(yè)中各個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用，使得工業(yè)機(jī)器人能得到安康的進(jìn)展。關(guān)鍵字：工業(yè)機(jī)器人；汽車業(yè)；應(yīng)用；進(jìn)展。引言：隨著20世紀(jì)80最初應(yīng)用是在汽車和工程機(jī)械行業(yè)，主要用于汽車及工程機(jī)械的噴涂及焊接。2023可知，汽車工業(yè)的進(jìn)展是近幾年我國工業(yè)機(jī)器人增長的原動(dòng)力之一。工業(yè)機(jī)器人概述工業(yè)機(jī)器人的定義世紀(jì)中期，隨著計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化技術(shù)和原子能技術(shù)的進(jìn)展，現(xiàn)代機(jī)器人開頭在美國得到爭論和進(jìn)展，使工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中得以廣泛使用。工業(yè)機(jī)器人是一種能自動(dòng)掌握、可重復(fù)編程多功能、多自由度的操作機(jī)。它們通常配有機(jī)械手、刀具或其它可裝配的加工工具，能夠搬運(yùn)材料、工件，完成各種作業(yè)是一種柔性自動(dòng)化設(shè)備。工業(yè)機(jī)器人在國內(nèi)外的進(jìn)展歷程國外工業(yè)機(jī)器人的進(jìn)展史40起來的，從技術(shù)上說，工業(yè)機(jī)器人的進(jìn)展過程可分為三代，第一代為示教再現(xiàn)型機(jī)器人，是美國Unination如圖1〕它主要由機(jī)器手掌握器和示教盒人的維護(hù)量格外大，壽命也不長。圖1.世界上第一臺(tái)機(jī)器人了機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域。圖2是一條點(diǎn)焊機(jī)器人組成的汽車焊接生產(chǎn)線。成功地完成任務(wù)，它尚處于試驗(yàn)爭論階段。圖3為GE公司生產(chǎn)的智能安裝機(jī)器人。1.2.2我國爭論機(jī)器人的起步晚，或許在20世紀(jì)70年月，經(jīng)過30多年的探究，我國的工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化技術(shù)取得了長足的進(jìn)展，但是與世界興旺國家相比，還有不小的差距；機(jī)器人應(yīng)用工程起步也較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)落后。隨著我國制造業(yè)－尤其是汽尤其在大負(fù)載工業(yè)機(jī)器人方面，不僅產(chǎn)品長期大量依靠從國外引進(jìn)，在維護(hù)、更改造方面對(duì)國外的依靠也相當(dāng)嚴(yán)峻。第一階段是20世紀(jì)70爭論及應(yīng)用推廣在我國格外緩慢。直到90年月初，也就爭論了150臺(tái)左右，而且大局部是作為演示用的，不能再生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)揮作用。其次階段是國家863打算把機(jī)器人技術(shù)作為重要的攻關(guān)內(nèi)容，國家教委和國家自然科中，北京自動(dòng)化爭論所研制的PJ型噴漆機(jī)器人〔如圖4〕這是國內(nèi)自行研制的第一臺(tái)微型教，自動(dòng)再現(xiàn)其軌跡運(yùn)動(dòng)再現(xiàn)重復(fù)精度±２．５ｍｍ〔實(shí)測達(dá)±１．８ｍｍ〕它能適應(yīng)簡單左右工作，其價(jià)格僅為國外同類型機(jī)器人的三分之一。21世紀(jì)，中國的工業(yè)機(jī)器人進(jìn)展進(jìn)入了一個(gè)嶄的階段，其中最大的特點(diǎn)是以企業(yè)為主體，以市場為導(dǎo)向、贏利為目標(biāo)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)開發(fā)群體正在形成。隨著全球經(jīng)濟(jì)的一體化進(jìn)展，世界制造中心向中國轉(zhuǎn)移的趨勢，中國工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)會(huì)快速的進(jìn)展起來，特別重要的是研制單位必需和需求嚴(yán)密結(jié)合，讓機(jī)器人走進(jìn)工廠，實(shí)現(xiàn)真正的產(chǎn)業(yè)化。人 設(shè)計(jì)構(gòu)造緊湊外觀宜人運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)快捷，大 大地提高了點(diǎn)焊作業(yè)的生產(chǎn)率。圖4.PJ型噴漆機(jī)器人 圖5.120公斤點(diǎn)焊機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人在汽車產(chǎn)業(yè)中廣泛應(yīng)用的意義隨著世界經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展和經(jīng)濟(jì)全球化，國內(nèi)外的市場競爭將日趨劇烈，企業(yè)必需走工業(yè)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)興旺的必定產(chǎn)物。機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化及其廣泛應(yīng)用，必將為社會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，把人類從繁重的體力勞動(dòng)和有害環(huán)境中解放出來。應(yīng)用機(jī)器人可對(duì)社會(huì)產(chǎn)生如下的樂觀影響：可以極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率且不知疲乏，能極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。如在零件加工過程中承受機(jī)器人裝卸工件，比人工裝卸節(jié)約工時(shí)，生產(chǎn)率提高。可以實(shí)現(xiàn)勞動(dòng)作業(yè)省力化到過去想進(jìn)入而無法進(jìn)入的地方，如太空、海底等?？梢蕴岣咂髽I(yè)的市場競爭力〔甚至零庫存〕，從而降低本錢；機(jī)器人能通宵行銷世界，都是與日本大量承受機(jī)器人生產(chǎn)分不開的?？梢詳U(kuò)大就業(yè)時(shí)機(jī)，提高技術(shù)創(chuàng)力量而且的工種增多。因此，機(jī)器人局部代替了人的工作后，不但不會(huì)造成失業(yè)，反而能擴(kuò)大就業(yè)時(shí)機(jī)。據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)導(dǎo)，在20世紀(jì)80年月幾年中，日本的制造業(yè)因應(yīng)用機(jī)器人雖使焊工削減了4.9%，機(jī)床操作工削減了2.3%，但電子計(jì)算機(jī)操作員卻增加了4.5%，穿孔機(jī)操作員增加了4.6%，軟件技術(shù)員增加了10.2%，電氣技術(shù)員增加了7.5%，機(jī)器技術(shù)員增加了7.0%，社會(huì)就業(yè)率呈上升趨勢。地從事制造性爭論工作，最大地發(fā)揮人的制造力，加快技術(shù)創(chuàng)速度，促進(jìn)社會(huì)進(jìn)展。工業(yè)機(jī)器人在國內(nèi)外的進(jìn)呈現(xiàn)狀國外工業(yè)機(jī)器人的進(jìn)呈現(xiàn)狀美。其中，日本和歐洲的產(chǎn)品無論從數(shù)量還是種類都占據(jù)了主導(dǎo)地位。日本的工業(yè)機(jī)器人年從美國引進(jìn)第一臺(tái)機(jī)器人,1976年以后，隨著微電子的快速進(jìn)展和市場界第一，素有“機(jī)器人王國”之稱。如FANUCP-50i是一代的涂裝機(jī)器人，是一款緊湊型機(jī)器人，針對(duì)一般工業(yè)噴涂而FANUC涂裝機(jī)器人系列產(chǎn)品中的第九代產(chǎn)品，設(shè)計(jì)用途就是要在危急的涂裝環(huán)境中操作。川崎公司生產(chǎn)的多功能機(jī)器人，川崎公司ZX165U機(jī)器人進(jìn)展汽車車門焊接。它可以大規(guī)模的流水線作業(yè)。歐洲的工業(yè)機(jī)器人。德國引進(jìn)機(jī)器人的時(shí)間比英國和瑞典大約晚了五六年,但戰(zhàn)斗所導(dǎo)致的勞動(dòng)力短缺,國的總數(shù)占世界其次位,僅次于日本。德國KUKA8溝通伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)六軸空間，確定位置檢測分解器，六軸都裝有制動(dòng)器，七米長電纜連接10s/min智能掌握，自由翻轉(zhuǎn)、噴涂、取件裝卸、碼垛、給湯、后續(xù)處理、焊接等無所不能。IRB5500噴涂機(jī)器人〔圖9〕于2023年而使噴漆車間的能源本錢和二氧化碳排放量也降低一半。對(duì)世界汽車市場產(chǎn)生了巨大影響，大大降低了全球汽車制造廠的能源本錢。受益于這種型技術(shù)的大型汽車制造商有阿斯頓馬丁、奧迪、寶馬、戴姆勒、福特、本田、尼桑、標(biāo)致雪鐵龍和鈴木。圖8.智能機(jī)器手 圖9.IRB5500噴涂機(jī)器人北美的工業(yè)機(jī)器人。美國是機(jī)器人的誕生地,早在1961年，美國的ConsolidedControlCorp和AMF公司聯(lián)合研制40多年的進(jìn)展，美國的機(jī)器人技術(shù)在國際上仍始終處于領(lǐng)先地位。其技術(shù)全面、先進(jìn)，適應(yīng)性也很強(qiáng)。2023年1月，美國制造業(yè)中每1萬雇員配置63臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。美國FANUCRobotics公司公開展現(xiàn)了其最研制的世界上最強(qiáng)大的工業(yè)機(jī)器人。這部有史以來最為浩大的機(jī)器人名為M-2023iA/1200，圖10M-2023iA/1200一次能夠舉起1200公斤的重物并將其平移1.25建筑材料工業(yè)及汽車工業(yè)。人工智能系統(tǒng)可使機(jī)器人在各種環(huán)境下完成工作。中國工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)狀2023年，中國工業(yè)機(jī)器人擁有量超過10000臺(tái)，約占全球總數(shù)的0.6%。目前，與制德國、意大利、美國進(jìn)口。中國長期實(shí)施的勞動(dòng)密集型生產(chǎn)模式，眾多的嫻熟工人和低廉以及工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用數(shù)量少的現(xiàn)狀。由于中國巨大的汽車市場，全部的國際汽車巨頭紛紛投資遍布中國的工廠，因此，需要更先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和系統(tǒng)，以擴(kuò)大生產(chǎn)，提高效率，降低本錢。出口增長數(shù)據(jù)和汽車行業(yè)增長數(shù)據(jù)具有較高的相關(guān)性。由哈爾濱工業(yè)大學(xué)和奇瑞汽車有限股份公司聯(lián)合開發(fā)的國內(nèi)首臺(tái)自主研制的大5點(diǎn)焊機(jī)器人〔作空間大、運(yùn)動(dòng)速度快和負(fù)荷力量強(qiáng)等特點(diǎn)，大大提高了點(diǎn)焊作業(yè)的生產(chǎn)率。圖11.QH-165點(diǎn)焊機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人在汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用資料顯示，當(dāng)前在各行業(yè)中工業(yè)機(jī)器人的使用百分比分別是：弧焊占16％、點(diǎn)焊占15％、物料搬運(yùn)占13％、裝配占22％、噴漆占3％、鑄造占3％、沖壓占3％、上料卸料占1514％。而從行業(yè)看，工業(yè)機(jī)器人在61％。以上數(shù)據(jù)充分說明，工業(yè)機(jī)器人在汽車工業(yè)中的廣泛應(yīng)用。將來幾年工業(yè)機(jī)器人的需求將會(huì)呈現(xiàn)出高速增長趨勢，年增幅到達(dá)50%左右，工業(yè)機(jī)器人在我國汽車行業(yè)的應(yīng)用將得到快速進(jìn)展。圖12.汽車業(yè)中工業(yè)機(jī)器人的使用百分比從工業(yè)機(jī)器人在汽車工業(yè)中所負(fù)責(zé)的工藝主要有以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：焊接作業(yè)。30%以上的速度WTO焊接機(jī)器人的定義〔包括切割與噴涂〕的工業(yè)機(jī)器人。依據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織工業(yè)〔割〕槍的，使之能進(jìn)展焊接，切割或熱噴涂。焊接機(jī)器人的種類焊接機(jī)器人依據(jù)使用類型分為弧焊機(jī)器人、激光焊接機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人等。焊接機(jī)器人的特點(diǎn)：60以來，其技術(shù)已日益成熟，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量；提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；改善工人勞動(dòng)強(qiáng)度，可在有害環(huán)境下工作；降低了對(duì)工人操作技術(shù)的要求；縮短了產(chǎn)品改型換代的預(yù)備周期，削減相應(yīng)的設(shè)備投資。焊接在汽車工業(yè)的應(yīng)用隨著汽車制造技術(shù)的進(jìn)展，焊接工藝被廣泛的使用。據(jù)統(tǒng)計(jì)每輛汽車的車身上約有4000在工業(yè)中應(yīng)用的歷史并不長，但它的進(jìn)展卻是格外快速的。焊接機(jī)器人是在工業(yè)機(jī)器人根底上進(jìn)展起來的先進(jìn)焊接設(shè)備，是從事焊接〔包括切割與噴涂〕的工業(yè)機(jī)器人，主要用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，其廣泛應(yīng)用于汽車及其零部件制造、摩托車、工程機(jī)械等行業(yè)，在汽車點(diǎn)焊為主。焊司已打算將點(diǎn)焊作為標(biāo)準(zhǔn)來裝備其日本國焊內(nèi)和海外的全部點(diǎn)焊機(jī)器人。一汽豐田公司引進(jìn)的點(diǎn)焊機(jī)器人流水線〔如圖16〕，用它來焊接車體各個(gè)零件。焊接機(jī)器人同時(shí)作業(yè)，共同對(duì)車體進(jìn)展焊接，從而縮短了整個(gè)焊接生產(chǎn)線長度，提高了生產(chǎn)效率。 圖16.一汽豐田的焊接生產(chǎn)線組裝作業(yè)。裝配機(jī)器人的定義體的高科技產(chǎn)品，具有很高的功能和附加值。裝配機(jī)器人的組成坐標(biāo)型等；掌握器一般承受多CPU或多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)掌握和運(yùn)動(dòng)編程；末端即PUMA機(jī)器人〔最早消滅于1978年，工業(yè)機(jī)器人的祖始〕和平面雙關(guān)節(jié)型機(jī)器人即SCARA裝配機(jī)器人應(yīng)用的意義與一般工業(yè)機(jī)器人相比，裝配機(jī)器人具有精度高、柔順性好、工作范圍小、能與其他系統(tǒng)配套使用等特點(diǎn)，主要用于各種電器的制造行業(yè)?，F(xiàn)階段汽車上要求安裝的精度和速度也越來越高，且小配件越來越多，人工安裝已經(jīng)很難滿足生產(chǎn)需求。用于裝配作業(yè)的機(jī)16正在裝配汽車的各個(gè)部件。17.汽車廠內(nèi)的裝配機(jī)器人正在裝配汽車的各個(gè)部件噴涂作業(yè)。噴涂機(jī)器人又叫噴漆機(jī)器人〔spraypaintingrobot〕，他涂料的工業(yè)機(jī)器人，1969Trallfa〔ABB〕制造。噴漆機(jī)器562～3運(yùn)動(dòng)。較先進(jìn)的噴漆機(jī)器人腕部承受柔性手腕，既可向各個(gè)方向彎曲，又可轉(zhuǎn)動(dòng)，其動(dòng)作類似人的手腕，能便利地通過較小的孔伸入工件內(nèi)部，噴涂其內(nèi)外表。主要是用于車體外外表的漆皮的噴涂，這個(gè)對(duì)于車體的整車效果影響很大。噴涂機(jī)器人的特點(diǎn)整車廠車身涂裝的要求，因此噴涂機(jī)器人技術(shù)在整車涂裝領(lǐng)域的運(yùn)用越來越廣泛。噴涂機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)：18.噴涂機(jī)器人在噴涂車間的工作柔性大，工作范圍大能提高噴涂質(zhì)量和材料的使用率易于操作和維護(hù)，可離線編程，大大的縮短現(xiàn)場調(diào)試時(shí)間90%～95%。噴涂機(jī)器人的分類噴涂機(jī)器人分為液壓噴涂機(jī)器人和電動(dòng)噴涂機(jī)器人。驅(qū)動(dòng)，手部承受柔性用腕構(gòu)造，能噴涂形態(tài)簡單的工件并具有很高的生產(chǎn)效率?；瘶?gòu)造，結(jié)果降低了慣性負(fù)荷，提高了高速動(dòng)作的軌跡精度。噴涂機(jī)器人的應(yīng)用意義廠車身涂裝的要求，因此噴涂機(jī)器人技術(shù)在整車涂裝領(lǐng)域的運(yùn)用越來越廣泛。搬運(yùn)作業(yè)。搬運(yùn)機(jī)器人的定義器人。搬運(yùn)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域搬運(yùn)機(jī)器人可安裝不同的末端執(zhí)行器以完成各種不同外形和狀態(tài)的工件搬運(yùn)工作，大大減輕了人類繁重的體力勞動(dòng)。目前世界上使用的搬10碼垛搬運(yùn)、集裝箱等的自動(dòng)搬運(yùn)。局部興旺國家已制定出人工搬運(yùn)的最大限度，超過限度500kg19機(jī)器人正在安裝汽車的前后軸。19.重載搬運(yùn)機(jī)器人搬運(yùn)機(jī)器人的影響降低投資等的高技術(shù)和裝備。搬運(yùn)需要和生產(chǎn)環(huán)節(jié)嚴(yán)密地結(jié)合，且最大限度的避開搬運(yùn)中對(duì)于加工零部件的損害。而且節(jié)約了大量的人力勞動(dòng)，提高生產(chǎn)效率。工業(yè)機(jī)器人的進(jìn)展趨勢23進(jìn)展趨勢：23高級(jí)智能化25功能的視覺傳感器，和有手的觸覺功能的力覺傳感器的智能機(jī)器人。到現(xiàn)在，已的商品系列。隨后，F(xiàn)ANUC公司又開發(fā)了運(yùn)用這一智能機(jī)器人的長時(shí)間連續(xù)機(jī)械加工系統(tǒng)“機(jī)器人單元”。機(jī)器人單元使用智能機(jī)器人不但實(shí)現(xiàn)了這些作業(yè)的白動(dòng)化而且在世界上最早實(shí)現(xiàn)了720小時(shí)的長時(shí)間連續(xù)加工圖20為智能機(jī)器人與機(jī)床的融合的機(jī)器人單元。 圖20FANUC應(yīng)用廣泛化2121點(diǎn)工作的仿生氣器人將倍受社會(huì)青睞，警備和軍事用機(jī)器人也將在保衛(wèi)國家安全方面發(fā)揮重要作用。產(chǎn)品微型化能材料為根底的微驅(qū)動(dòng)器、微移動(dòng)機(jī)構(gòu)以及高度自治的掌握系統(tǒng)的開發(fā)使微型化成為可的爭論。ABB業(yè)機(jī)器人——緊湊、靈敏、輕量的六軸IRB僅重25kg3kg〔垂直地面積制造了良好條件。緊湊的機(jī)型結(jié)合輕量化的設(shè)計(jì)，成就了IRB120IRB120411mm，底座下方拾21IRB120組件、構(gòu)件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化和推廣“三化”，將使機(jī)器人產(chǎn)品更能適應(yīng)國際市場價(jià)格競爭的環(huán)境。高精度、高牢靠性DD6432CPU高插補(bǔ)運(yùn)算和坐標(biāo)變換的速度。戴姆勒?克萊斯勒公司在生產(chǎn)梅賽德斯A系列白車身時(shí)使用不同的接合方法。在金屬板的290個(gè)不同部位完成約3900個(gè)焊接點(diǎn)。他們引330臺(tái)KUKAKUKA60秒鐘內(nèi)完成多達(dá)28個(gè)點(diǎn)焊接。KUKA機(jī)器人具有連續(xù)軌