“工業4.0”背景下,我國工業機器人的應用正悄然出現拐點。據統計,2013年,我國工業機器人銷量達到了三萬多臺,同比增長60%,已超過日本成為全球第一機器人大國。
目前在汽車產業中,激光機器人已成為最先進的制造技術,獲得了廣泛應用。德國大眾汽車、美國通用汽車、日本豐田汽車等汽車裝配生產線上,已大量采用激光焊接機器人代替傳統的電阻點焊設備,不僅提高了產品質量和檔次,而且減輕了汽車車身重量,節約了大量材料,使企業獲得很高的經濟效益。在中國,不少汽車公司也引進了激光機器人進行加工。
在汽車制造工藝里,焊接是汽車裝配流水線上一道不可缺少的工序。通常來講,車身焊接主要有電阻電焊、縫焊、二氧化碳焊等方式。在零件焊接上,應用到的焊接技術還有閃光焊、電子束焊、電栓焊、脈沖焊、摩擦焊等。近年來,世界上最新出現了激光焊接技術,并且發展得很快。
與目前傳統的點焊工藝不同,激光焊接可以達到兩塊鋼板之間的分子結合,通俗而言就是焊接后的鋼板硬度相當于一整塊鋼板,從而將車身強度提升30%,車身的結合精度同樣大大提升。當然,激光焊接的實際使用意義并不僅于此。一般來說,車輛在道路上行進時來自地面的顛簸會轉換成每分鐘上千次的扭曲運動考驗車身,如果車身結合精度、強度不夠,輕則車內異響頻頻、噪音大,嚴重的可能導致安裝在車輛上的零部件如變速箱、前后橋的損壞或者車身斷裂。
激光焊接的特點是被焊接工件變形極小,幾乎沒有連接間隙,焊接深度/寬度比高,因此焊接質量比傳統焊接方法高。但是,如何保證激光焊接的質量,也就是激光焊接過程監測與質量控制是一個激光利用領域的重要內容,包括利用電感、電容、聲波、光電等各種傳感器,通過電子計算機處理,針對不同焊接對象和要求,實現諸如焊縫跟蹤、缺陷檢測、焊縫質量監測等項目,通過反饋控制調節焊接工藝參數,從而實現自動化激光焊接。所以說,激光焊接是一門技術性非常強的先進制造工藝。
機器人控制系統是機器人的大腦,是決定機器人功能和性能的主要因素。工業機器人控制技術的主要任務就是控制工業機器人在工作空間中的運動位置、姿態、軌跡、操作順序及動作的時間等,具有編程簡單、軟件菜單操作、友好的人機交互界面、在線操作提示和使用方便等特點。目前機器人的應用工程由單臺機器人工作站向機器人生產線發展,機器人控制器的聯網技術使得對機器人生產線的監控、診斷和管理更加便捷。