工业机器人在汽车生产中的应用

汽车制造业中工业机器人重要作用

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的重要的现代制造业自动化装备。多年来，我国汽车零部件生产一直是手工焊、专机焊占据焊接生产的主导地位，劳动强度大，作业环境恶劣，焊接质量不易保证，而且生产的柔性也很差，无法适应现代汽车生产的需要。近年来由于焊接机器人的大量应用，提高了零部件生产的自动化水平及生产效率，同时使生产更具有柔性，焊接质量也得到了保证。近年来，焊接机器人在大连华克、上海华克、上海龙马神、南京新迪、长春佛吉亚、上海汇众等零部件及配件生产企业也有着典型的应用。在汽车零部件的生产中广泛采用了点焊、凸焊、缝焊、对焊及电弧焊等焊接工艺。例如：横梁总成托架点焊，传动轴平衡片凸焊，汽车燃油箱缝焊，汽车轮圈连续闪光对焊，汽车转向臂、消声器、净化器壳体的电弧焊等。

随着我国汽车工业的发展和对自动化水平要求的不断提高，将为焊接机器人市场的快速增长提供了一个良好的机会。预计国内企业对焊接机器人的需求量将以30%以上的速度增长。从机器人技术发展趋势看，焊接机器人不断向智能化方向发展，完全实现生产系统中机器人的群体协调和集成控制，从而达到更高的可靠性和安全性。而采用焊接机器人的汽车生产企业在高技术、高质量、低成本条件下必将获得高速发展，也必将为汽车产业的发展带来新的生机。

一、工业机器人的应用

我国工业机器人是从20世纪80年代开始起步，经过二十年余年的努力，已经形成了一些具有竞争力的工业机器人研究机构和企业。先后研发出弧焊、点焊、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。近几年，我国工业机器人及含工业机器人的自动化生产线相关产品的年产销额已突破十亿元。目前国内市场年需求量在3000台左右，年销售额在20亿元以上。统计数据显示，中国市场上工业机器人总共拥有量近万台，占全球总量的0.56%，其中完全国产工业机器人（行业内规模比较大的前三家工业机器人企业）行业集中度占30%左右，其余都是从日本、美国、瑞典、德国、意大利等20多个国家引进的。国产工业机器人目前主要以国内市场应用为主，年出口量为100台左右，年出口额为0.2亿以上。二、工业机器人50%以上用在汽车领域

当前，工业机器人的应用领域主要有弧焊、点焊、装配、搬运、喷漆、检测、码垛、研磨抛光和激光加工等复杂作业。

目前，国际上工业机器人技术在制造业应用范围越来越广阔，现已从传统制造业推广到其他制造业，进而推广到诸如采矿、建筑、农业、灾难救援等各种非制造行业。但汽车工业仍是工业机器人的主要应用领域。据了解，美国60%的工业机器人用于汽车生产；全世界用于汽车工业的工业机器人已经达到总用量的37%，用于汽车零部件的工业机器人约占24%。在我国，工业机器人的最初应用是在汽车和工程机械行业，主要用于汽车及工程机械的喷涂及焊接。目前，由于机器人技术以及研发的落后，工业机器人还主要应用在制造业，非制造业使用的较少。据统计，近几年国内厂家所生产的工业机器人有超过一半是提供给汽车行业。可见，汽车工业的发展是近几年我国工业机器人增长的原动力之一。

三、焊接机器人在汽车制造业中发挥着不可替代的作用

焊接机器人是在工业机器人基础上发展起来的先进焊接设备，是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人，主要用于工业自动化领域，其广泛应用于汽车及其零部件制造、摩托车、工程机械等行业，在汽车生产的冲压、焊装、涂装、总装四大生产工艺过程都有广泛应用，其中应用最多的以弧焊、点焊为主。目前，焊接工业机器人在一汽、上汽、沈阳中顺、金杯通用、重庆长安、湖南长丰等整车制造企业广泛应用，据统计每辆汽车车身上，大约有3000～4000个电阻点焊焊点，电阻点焊技术的应用实现了汽车车身制造的量产化与自动化。先进的安全保护技术与汽车制造业。

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的重要的现代制造业自动化设备。

目前，国际上的工业机器人厂家主要分布在欧洲和日本，日本的主要有安川、OTC、松下、FANUC、不二越、川崎等公司的产品。欧系中主要有德国的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的COMAU及奥地利的IGM公司。工业机器人已成为柔性制造系统（FMS）、工厂自动化（FA）、计算机集成制造系统（CIMS）的自动工具。

目前，50%以上的工业机器人应用于汽车制造领域，主要应该在弧焊、点焊、装配、搬运、喷漆、检测、码垛、研磨抛光和激光加工等复杂作业。随着现代汽车工业的发展，对机器人的需求也会越来越大，机器人在汽车制造业中所起到的作用也会更加重要。

尽管目前机器人的应用现已从传统制造业推广到其他制造业，汽车工业仍是工业机器人的主要应用领域。据了解，美国60%的工业机器人用于汽车生产；全世界用于汽车工业的工业机器人已经达到总用量的37%nc.qoos.ipi，用于汽车零部件的工业机器人约占24%。

2007年5月至7月，日本一家权威科技研究机构对16个工业机器人，4台电子包装机器，12个商用和家用机器人，12种机器人外包装和制造材料等四个领域作了一项调查。调查对象是日本国内和国外的约100家相关的科技公司。单就工业机器人而言，调查报告显示，近几年全球市场需求，呈逐年上升之势，并且以每年3％的增长速度胀。在工业机器人中，双臂机器人和带有超过7个连接轴的操纵机器人预计市场需求将会飙升，需求数字在2010年将是2006年全年需求的14倍，销售总额也将在2010单年达到490亿日圆。

从上面这些数字不难看出，工业机器人在未来的工业领域仍然有着很大的发展空间。而我国的情况相对于全球范围而言，面临更多的是机遇和挑战。这种机遇和挑战对发展中的汽车工业和起步较晚的机器人行业是同时存在的。

就汽车工业而言，我国的汽车工业与世界先进国家相比，仍然存在着不小的差距。现在工业自动化网版权所有，我国已经成为世界上第一大汽车产销国。中国的汽车市场有今天这样的地位，不是一天两天形成的，中国经济的快速稳步发展、加入WTO后，汽车关税的下调、金融危机对世界汽车格局的影响等共同促成了今天中国第一汽车市场的形成。在这样的历史机遇下，中国汽车工业只有努力提高自身产品生产线的现代化水平、努力提高产品的质量，才能在今天的汽车大家庭中占有一席之地。

就工业机器人而言，我国工业机器人是从20世纪80年代开始起步，经过二十年余年的努力，已经形成了一些具有竞争力的工业机器人研究机构和企业。先后研发出弧焊、点焊、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。近几年，我国工业机器人及含工业机器人的自动化生产线相关产品的年产销额已突破十亿元。目前国内市场年需求量在3000台左右，年销售额在20亿元以上。统计数据显示，中国市场上工业机器人总共拥有量近万台，占全球总量的0.56%，其中完全国产工业机器人（行业内规模比较大的前三家工业机器人企业）行业集中度占30%左右，其余都是从日本、美国、瑞典、德国、意大利等20多个国家引进的。从上面这些数据可以看出，我国的工业机器人还有着相当大的发展空间。因此https://www.360docs.net/doc/6b16922149.html,，无论对国外机器人厂商还是国内机器人厂商，都是一个机遇。

焊接机器人在汽车制造业中发挥着不可替代的作用

焊接机器人是在工业机器人基础上发展起来的先进焊接设备，是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人，主要用于工业自动化领域，其广泛应用于汽车及其零部件制造、摩托车、工程机械等行业，在汽车生产的冲压、焊装、涂装、总装四大生产工艺过程都有广泛应用，其中应用最多的以弧焊、点焊为主。目前，焊接工业机器人在一汽、上汽、沈阳中顺、金杯通用、重庆长安、湖南长丰等整车制造企业广泛应用，据统计每辆汽车车身上，大约有3000～4000个电阻点焊焊点造车网，电阻点焊技术的应用实现了汽车车身制造的量产化与自动化。

多年来，我国汽车零部件生产一直是手工焊、专机焊占据焊接生产的主导地位，劳动强度大，作业环境恶劣，焊接质量不易保证，而且生产的柔性也很差无法适应现代汽车生产的需要。近年来由于焊接机器人的大量应用，提高了零部件生产的自动化水平及生产效率，同时使生产更具有柔性，焊接质量也得到了保证。近年来，焊接机器人在大连华克、上海华克、上海龙马神、南京新迪、长春佛吉亚、上海汇众等零部件及配件生产企业也有着典型的应用。在汽车零部件的生产中广泛采用了点焊、凸焊、缝焊、对焊及电弧焊等焊接工艺。例如：横梁总成托架点焊，传动轴平衡片凸焊塑料工业网版权所有，汽车燃油箱缝焊，汽车轮圈连续闪光对焊，汽车转向臂、消声器、净化器壳体的电弧焊等。下面，我们将用实例介绍机器人在汽车制造中的作用。

福特吉龙车身装配工厂的机器人采用了带有Simatic故障安全PLC以及PROFIsafe功能的安全系统。通过有效地使用Profibus分布式配件，最大限度地减少了离散部件和配线，并使故障诊断变得更容易。正在开发的设备采用了最新的分布式安全CPU，该CPU带有用梯形图语言编写的安全逻辑配置。 Falcon（猎鹰牌）汽车完全由澳洲人自己设计，旨在占领本土市场。由于新近推出了Falcon（猎鹰牌）汽车，澳洲福特不仅荣获了大量赞誉和业界大奖，更收到了大量订单。BA Falcon于2002年十月推出，装配六缸发动机，是一款大型家用车。该车完全由福特设在维多利亚的工厂自行设计和生产。车身部件总装生产线设在墨尔本西南部的吉龙。过去吉龙工厂大量使用PL，而为新型汽车所设计的设备从一开始就选择了面向未来的新型自动化技术和平台。福特过去一直致力于寻找这样一个平台：灵活，简便，易于电气技师管理和发现问题，并且能很好地与包括机器人和阀组在内的第三方部件在“现场总线”上进行整合.

西门子Simatic通过大量的深入调查研究，总装线的工程师们最终选择了西门子Simatic 系列产品。接下来，他们需要选择安全系统。福特过去一直依赖传统的综合硬件安全技术，但现在决定用新型的具有故障安全功能S7-400F PLC替代以往复杂的安全电路系统。西门子当地方案提供商ICT、澳洲西门子以及一位来自德国西门子自动化认证中心的专家帮助福特共同完成了这一创新概念的设计。最终的设计方案非常出色，可整齐划一地应用于待建的六个单元。不但如此，电流接触器、继电器、复杂的布线系统也大大减少。与先前的单元相比，安全性能得到了改善，并且增加了更多安全设施和自动检查功能。这些设施可以维护系统并更安全简便地设定操作。触摸板为操作者提供了更详细的检测信息，使诊断工作更加清晰简便。

车身总装单元对机器人焊接而言至关重要。通常，冲压金属部件在操作平台上被点焊，有时还被机器人送到其他设备接受进一步处理。福特工程师们运用Simatic HMI以及Profibus 分布式输入输出技术最大限度地发挥单元设计的优势。机器人界面直接通过Profibus进行传送，使得数据交换变得快捷方便。与设备相连的电磁阀和接近开关通过Profibus上的Festo 阀组进行连接。通常操作站使用PP17操作面板实现清晰而稳定的操作者互动，并通过可触摸面板提供产量数据和诊断信息。在较大的单元中，MP370触摸面板在中心位置提供生产数据和诊断信息。触摸面板能输出优质图像可以显示出钳夹和接近开关的动态状况。这样一

来就为操作者提供了清晰的诊断信息。来自焊接装置上的MP370触摸面板的菜单显示单元的自动化系统受控于标准（非故障安全）S7-400F内的梯形图语言代码，并与机器人内嵌的程序紧密互动。福特根据进程需要对机器人进行编程，并与负责监控的PLC设备保持紧密联系。通过与福特的通力合作，ICT已经为大多数场合设计了标准的控制代码。福特的工作人员已经在内部实现了这些操作代码。

安全系统对于所有单元而言至关重要。一般来讲，每个单元都有围墙保护。人工装载部件的操作台都有轻型防护装置，此外还有一个双手控制装置，可以在操作之前把部件夹紧。与此同时，轻型防护装置会保护操作区内的操作者。机器人底部开关监控机器人的动向，以确保当机器人在某处工作时能顺利操作另一处设备。防护装置还可以保护升降机，确保成型部件都通过升降机卸载到托盘上。系统会根据防护装置、出入门和紧急停止设备发出的信号在机器人，设备电磁阀，伺服转盘驱动以及螺线空气排放阀门等处采取安全互锁定操作。出入门上的电气锁也由PLC控制。

所有这些安全功能均由具有故障安全功能的PLC，S7-400F实现。使用相关软件简化了系统配线，并使安全逻辑更加出色。同时，过去在硬件系统上无法实现的一些新维护功能现在也已变为现实。触摸面板清楚地显示安全系统的详细信息和精确到点的诊断信息。这样，不再需要操作员通过PLC检查故障维护工作大大简化。ICT测试并完成了PLC上的“故障保护”代码，福特也大力参与了系统配置和软件结构的过程。福特希望在确保安全功能的同时自由操作标准控制。这一点很重要，因为工艺过程是多变的，而安全功能却一成不变。S7-400F 实现了这个目标。有了它，福特技师们就可以在不影响故障安全功能的情况下修改标准码。最新推出的用梯形图语言编程的分布式安全系统是由福特公司完成的。用梯形图编写的“故障保护”逻辑程序今后将被所有系统采纳，就像用较早的S7-400F替代CFC一样。福特相信S7315F PLC是一套成本低廉，功能强大的CPU。福特将会在那些仅需一两个继电器的小型安全输入/输出系统上使用它。目前正在为一款新车开发五个单元。新单元的安全系统和自动化系统将采用S7-315F分布式安全技术。

又如，ABB机器人装备冲压生产线推进巴西大众汽车生产效率，一条新建的ABB机器人生产线推进了巴西大众汽车冲压自动化生产线的生产效率。此次ABB公司提供的解决方案使大众在冲压生产线上从过去每天170个面板的生产量增加到每天3880块，且有8个不同的零件系列产品。另外，先前由同样30个员工在3或4天里能完成一个托盘，但现在同样的员工在一周时间内能完成3个托盘架的生产。

此次涉及的自动化改造的冲压生产线是靠近巴西圣保罗的大众新型Anchieta汽车工厂的两线生产线之一，它是共5.65亿现现代化改造工程项目中的一部分，这些改造项目将使该具有50年的旗舰工厂成为巴西国内最现代化和最高效的工厂。通过IRB 6650机器人装备冲压生产线，生产循环时间减半，从过去1分钟1.5个零件增加到每分析2.8个零件。ABB解决方案使用了创新的技术，如两台机器人之间的轮转，以及为6轴机器人新增第7轴，这些加速了生产线上的零件移动速度。

FANUC iR Vision 2DV视觉系统主要是通过视觉系统软件设置，建立视觉画面上的点位与机器人位置相对应关系。对工件进行视觉成像，与已标定的工件进行比较，得出偏差值，即机器人抓放位置的补偿值，实现机器人自动抓放。该技术实现了机器人在无夹具定位工件情况下的自动柔性搬运。回归国内，奇瑞公司以高质量的技术挑战着自动化的革命。

截至目前，奇瑞公司已开发出数款机器人，计划小批量制造并在内部应用成熟后，2013年开始大批量制造，实现机器人产业化。在日前召开的中国企业新纪录(第14批)发布大会暨中国企业自主创新高层论坛上，国内首台自主研制的大负载点焊机器人(78.790,0.00,0.00%)————奇瑞公司QH—165工业点焊机器人，作为对国家经济建设以及调结构、促增长具有重大推动作用的重点发布项目之一在会上进行了发布。

据了解，QH—165工业点焊机器人是国内首台自主研制的165公斤级点焊机器人，由奇瑞与哈工大联合研制开发，技术上突破了高速大负载工业机器人在机械系统优化设计、高速大负载运动平稳性控制等方面的技术难点，实现了良好的人机交互操作。截至目前，“165点焊机器人”在奇瑞汽车公司焊装车间已成功焊接几万套汽车车身部件，表现出良好的性能，焊点精度达到国际先进水平。为填补国产工业机器人的空白，奇瑞公司于2007年启动了工业机器人项目，与哈工大在机器人领域开展合作，并于2008年9月成功开发出第一台样机。该机器人设计应用于点焊领域，同时可用于搬运、装配等领域，各项技术参数达到国外机器人设计水平。今年9月，“哈工大———奇瑞机器人联合开发中心”已在哈工大落成。建立了“产、学、研、用”一体化合作模式，推动中国工业机器人发展。在奇瑞公司的自主创新体系中，除了对关键零部件和关键技术的研发外，还有非常重要的一项，就是对关键装备的自主研发。目前，我国汽车工业工艺装备的高效化、自动化水平较低，仅为30%左右，而先进国家则高达90%以上，而且在一些关键装备的供应上仍然受制于人。合资企业基本上不采购中国的汽车制造装备，无法带动国内汽车装备制造企业整体实现技术提升。随着我国汽车制造企业越来越广泛地参与国际竞争，迫切需要提高工艺装备的高效、集成化程度。此外，汽车装备制造业有着巨大的市场和利润空间。奇瑞公司通过对关键装备的自主研发，将不仅大幅度提高自身的装备配套能力，降低对关键装备的采购成本，还将促进我国汽车装备制造业的充分竞争和整体进步，带动相关上游和下游产业规模化的集中，提高国内汽车装备制造业的整体水平。

今年以来，奇瑞公司还启动了国家863项目210kg负载机器人，以及工信部NC重大专项165KG点焊机器人、6KG弧焊机器人的开发，并逐步形成30KG、50KG、80KG、100KG、250KG等全系列点焊机器人产品，后期将延伸到弧焊机器人、搬运机器人、喷涂机器人、装配机器人等，覆盖工业机器人在汽车行业的所有应用。截至目前，奇瑞公司已开发出数款机器人，计划小批量制造并在内部应用成熟后，2013年开始大批量制造，实现机器人产业化。

经过20年的改革开放，随着对商品高质量和多样化的要求不断提高，生产过程的柔性自动化要求日益迫切，在电子、家电、汽车和轻工等行业，工业机器人的应用日趋广泛。从各国工业机器人发展历史来看，一般在技术成熟，进入应用后不久，通过一批用户应用工业机器人取得经济和技术效果的示范作用，推动工业机器人制造业进入快速发展期，需求量日益增长。工业机器人产业化的主体应该是生产企业，把一般量大面广、通用的工业机器人集中到企业生产制造，改变目前由科研单位分散研制的状况，才能使我国的工业机器人真正形成规模化生产，达到性能好、价格低、维修服务有保证，使机器人推广应用到各行各业，发挥作用。

随着我国工业机器人产业化的发展，前期可以依靠进口产品，但是从长远来看，由于需要量很大，有必要形成自己的制造体系，这样做不但有利于提高国产机器人性能价格比，而且对相关的产业也会带来推动的作用。

工业机器人在许多生产领域的使用实践证明，它在提高生产自动化水平，提高劳动生产率和产品质量以及经济效益，改善工人劳动条件等方面，有着令世人瞩目的作用，引起了世界各国和社会各层人士的广泛关注。在新的世纪，机器人工业必将得到更加快速的发展和更加广泛的应用。汽车工业作为一个支柱产业，它的每一个发展、进步，都离不开相关科学技术、工业等发展支持。在工业机器人技术领域不断涌现出的高新科技成果，也必将促进汽车工业向更高目标发展。相信在不久的将来，通过我们的共同努力，国内汽车行业的工业机器人技术会逐步缩短与国外先进技术水平的差距，迎接WTO带给汽车工业的机遇和挑战。接下来，我们讨论一下焊接机器人在汽车生产应用中的发展趋势。机图像处理技术的迅速发展，机器视觉已在包括汽车制造业在内的很多工业部门得到越来越广泛的应用。这些领域包括批量生

产条件下的精密测量、工件表面缺陷检测、生产线中对零件标识和字符的自动识别以及判断装配结果是否正确等，在一些用于汽车制造业的专用设备，如刀具预调测量仪中，机器视觉也已替代了传统的检测方式。作为一种新颖而又实用的传感技术，图像检测单元近年已实现产品化，一些知名的厂商，如日本的松下公司、德国的西门子公司等都推出了品种规格齐全的系列化产品，包括光源、摄像头、处理器等，对图像检测技术的推广应用创造了有利的条件。与此同时，所颁布的相关标准不但规范了生产，而且为用户在不同情形下选用合适的检测单元，更快、更好地进行系统设计提供了依据。

以汽车制造业为主的制造业发展促进了工业机器人的发展。汽车制造业属于技术、资金密集型产业，也是工业机器人应用最广泛的行业。在我国，工业机器人的最初应用是在汽车和工程机械行业，主要用于汽车及工程机械的喷涂及焊接。2000年开始，受国家宏观政策调控及居民消费水平提高的影响，我国汽车工业进入了一个高速增长期。面对这种局面，国际汽车巨头纷纷进入中国市场并与我国企业合资设厂或扩大原有生产规模，国内企业也纷纷转型或加大对汽车行业的投资，整个行业增产扩能增加了对工业机器人需求。据不完全统计，最近几年国内厂家所生产的工业机器人有超过一半是提供给汽车行业的，海关进出口增长数据与汽车行业增长数据具有较高的相关度。可知，汽车工业的发展是近几年我国工业机器人增长的原动力之一。

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进金属于一体的重要现代化制造业自动化装备。工业机器人已成为柔性制造系统(FMS)、工厂自动化(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动工具。

目前国际上的工业机器人公司主要分为日系和欧系。日系中主要有安川、OTC、松下、FANUC、不二越、川崎等公司的产品。欧系中主要有德国的KUKA、CLOOS，瑞典的ABB，意大利的COMAU及奥地利的IGM公司。

我国工业机器人是从20世纪80年代开始起步，经过20多年的努力，已经形成了一些具有竞争力的工业机器人研究机构和企业。先后研发出弧焊、电焊、装配、搬运、注塑、冲压及喷漆等工业机器人。近几年，我国工业机器人及含工业机器人的自动化生产线相关的产品的年销售额已突破10亿元。目前国内市场年需求量在3000台左右，年销售额在20亿元以上。统计数据显示，中国市场上工业机器人总共拥有量尽万台，占全球总量的0.56%，其中完全国产工业机器人(行业规模比较大的前三家工业机器人企业)行业集中度占30%左右，其余都是从日本、美国、瑞典、德国、意大利等20多个国家引进的。国产工业机器人目前主要以国内市场应用为主，年出口量为100台左右，年出口额为0.2亿元以上。工业机器人50%以上用在汽车领域

目前，工业机器人的应用领域主要有弧焊、点焊、装配、搬用、喷漆、检测、码垛、研磨抛光和激光加工等复杂作业.目前，国际上工业机器人技术在制造业应用范围越来越广泛，现已从传统制造业推广到其他制造业，进而推广到诸如采矿、建筑、农业、灾难救灾等各种非制造行业。但汽车工业仍是工业机器人的主要应用领域。据了解，美国60%的工业机器人用于汽车生产，全世界用于汽车工业的工业机器人已经达到总用量的37%，用于汽车零部件的工业机器人约占24%。在我国，工业机器人的最初应用是在汽车和工程机械行业，主要用于汽车及工程机械的喷涂及焊接。目前，由于机器人技术及研发的落后，工业机器人还主要应用在制造业，非制造业使用的较少。据统计，近几年国内厂家所生产的哦工业机器人有超过一半是提供给汽车行业。可见，汽车工业的发展是近几年我国工业机器人增长的原动力之一。焊接机器人在汽车制造业中发挥着不可替代的作用焊接机器人实在工业机器人基础上发展起来的先进焊接设备，是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人，主要用于工业自动化领域，其广泛应用于汽车及零部件制造、摩托车、工程机械等行业，在汽车生产的冲压、焊装、涂装、总装四大生产工艺过程中都有广泛应用，其中应用最多的以弧焊、点焊

为主。目前，焊接工业机器人在一汽、上汽、沈阳中顺、金杯通用、重庆长安、湖南长丰等整车制造企业广泛应用。据统计，每辆汽车身上，大约有3000～4000个电阻点焊焊点。电阻电焊技术的应用实现了汽车车身制造的量产化与自动化。多年来，我国汽车零部件生产一直是手工焊、专机焊接占据焊接生产的主要地位，劳动强度大，作业环境恶劣，焊接质量不易保证，而且生产的柔性也很差，无法适应现代汽车生产的需要。近年来由于焊接机器人的大量应用，提高了零部件生产的自动化水平及生产效率，焊接质量也得到了保证。近年来，焊接机器人在大连华克、上海华克，上海龙马神、南京新迪、长春佛吉亚、上海汇众等零部件及配件生产企业也有着典型的应用。在汽车零部件的生产中广泛应用了点焊、凸焊、缝焊、对焊及电弧焊等焊接工艺。如：横梁总成托架电焊，传动轴平衡片凸焊，汽车燃油箱缝焊，汽车轮圈连续闪光对焊，汽车转向臂、消声器、净化器壳体的电弧焊等。

目前，国际上的工业机器人公司主要分为日系和欧系。日系中主要有安川、OTC、松下、FANUC、不二越、川崎等公司的产品。欧系中主要有德国的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的COMAU及奥地利的IGM公司。工业机器人已成为柔性制造系统（FMS）、工厂自动化（FA）、计算机集成制造系统（CIMS）的自动工具。我国工业机器人是从20世纪80年代开始起步，经过二十年余年的努力，已经形成了一些具有竞争力的工业机器人研究机构和企业。先后研发出弧焊、点焊、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。近几年，我国工业机器人及含工业机器人的自动化生产线相关产品的年产销额已突破十亿元。目前国内市场年需求量在3000台左右，年销售额在20亿元以上。统计数据显示，中国市场上工业机器人总共拥有量近万台，占全球总量的0.56%，其中完全国产工业机器人（行业内规模比较大的前三家工业机器人企业）行业集中度占30%左右，其余都是从日本、美国、瑞典、德国、意大利等20多个国家引进的。国产工业机器人目前主要以国内市场应用为主，年出口量为100台左右，年出口额为0.2亿以上。二、工业机器人50%以上用在汽车领域当前，工业机器人的应用领域主要有弧焊、点焊、装配、搬运、喷漆、检测、码垛、研磨抛光和激光加工等复杂作业。

如何用一个固体管内核来驱动环形薄膜，还要解决WSL机器人的结构和封装问题。

第一个原型会于明年年初问世，将在固定内核内部采用电动马达，来驱动不断翻转的环形薄膜。同时，Hong的研究小组还将继续研究EAP和类似的材料，将之制作成制动环并通过伸展和收缩来向前移动，以用之来取代电动马达。他们将会在制动环的首尾两端放置EAP，来推动外表的薄膜，进而驱动机器人前进。 2008年，Hong的研究小组将制作出第一个采用EAP制动器的原型。之后，他们将试图解决机器人封装的问题，以便即使在其外部皮肤运动过程中传感器也能保持固定。

在过去的5年，Hong曾试图建立一个科学机构，帮助别人利用非传统移动方法、传感器和制动器来制作自己的机器人原型。

Hong表示：“由于我们的资金是来自国家科学基金会的，所以我们的最终目标并不是要制作一个能够大规模生产的原型，而是力图突破科学和技术的界线，从而明白这样一种新型的移动方法能有什么样的作用。”未来研究

但是，Hong并没有把所有精力都放在了WSL上。他还获得了多项资助，目前正在弗吉尼

亚理工大学的机器人和机械装置实验室进行多项有关其它非传统移动方式的研究。

Hong说：“我们正在实验室研究多种新型的移动方法。除了这项由NSF赞助的WSL研究计划，我们还在研究轮－足混合式机器人、三足机器人和人形机器人。”Hong在研究的另外三种新型机器人包括带活动轮辐系统的智能移动机器人，智能动态人形机器人和自激励三足动态实验机器人。

Hong是弗吉尼亚理工大学智能足球机器人的顾问，该大学的足球机器人每年都参加RoboCup，这是一项国际性的自动机器人足球赛事。他还是弗吉尼亚理工大学VictorTango 机器车队的顾问之一，该队即将参加国防高级研究计划署举办的机器车挑战大赛。

Hong是NASASummerFacultyFellowship奖和美国机械工程师协会/通用汽车的青年学者奖的得主，还赢得了ASME机械和机器人会议最佳论文奖。

自动化产品的控制功能日渐强大，再加上编程技术的简化，使得将机器人连接起来的工作越来越简单，随之发展而来的机器人的协作应用也改变了汽车制造的方式，它是汽车制造技术发展的又一个明显的标志。

随着价格越来越便宜而功能越来越强大，机器人已被广泛地应用于汽车制造的各个方面，而且机器人有能力完成更多高难度的工作任务。不仅如此，机器人还可以相互协作，这使其有可能承担以前必须采用手工或特别设计的辅助工具才能完成的复杂工作。

虽然在目前的汽车行业，焊接仍然是机器人的主要应用领域（如表所示），但是各汽车公司正利用飞速发展的计算机技术不断地扩展机器人的适用范围。一方面，成本的下降使得各汽车公司有能力将更多的机器人运用于生产；另一方面，日益强大的计算功能使机器人能够执行以前甚至连编程设备都无法完成的、特别复杂的工作任务。这些改变无疑将有助于改善汽车制造质量，控制成本。

机器人的协作应用

今天，自动化产品的控制功能日渐强大，再加上编程技术的简化，使得现在将机器人连接起来比过去要简单得多。机器人的协作应用改变了汽车制造的方式，它是汽车制造技术发展的又一个明显的标志。现在，机器人可以在完成某个零件上的某项工作后，然后将其传送给下一个机器人。

随着自动化技术的发展，只用一个控制器来控制一个以上的机械手已变得非常简单。这使得在很多领域采用机器人来替代以前必需的特殊工具或人工成为可能。控制器能操纵的机械手和运动轴越多，机械手相互碰撞或发生其他问题的机会就越小。例如ABB最新推出的IRC5控制器通过全新MultiMove功能，能够由一台控制器控制多达4台机器人和总计36个轴，从而可以很容易实现复杂的协调运行。

在运行过程中，一个机器人拿起一个零件，握着它让另一个机器人完成一项给定的任务。对于较复杂的任务，两个或几个机器人一起握住这些零件，与此同时，其他的机器人执行上紧螺栓或将它们焊接在一起的工作任务……总之，在机器人的相互配合下，可以很容易地确定零件的精确位置并高效率地完成预定的工作任务。

取消夹具系统

让好几个机器人共同完成一项任务，这种协作能力给汽车制造厂家提供了巨大的应用空间。过去，零件必须精确定位——用夹具将零件夹到机器人所要求的准确位置。制造这些夹具是一项费时费力的高标准、高要求的工作，因为这些夹具不仅要保证动作的准确度，而且如果所持零件为重型或大型零件，还要保证零件在焊接、油漆或进行其他操作时纹丝不动。而如果采用机器人来完成，控制起来则要简单得多。

在价格下降而计算能力提高的双重因素的影响下，机器视觉系统在汽车制造领域的使用机会大大增加，而这一系统的使用也有助于取消夹具系统，因为视觉系统可以很容易确定零件所应该放置的精确位置，也可以省去大量的制造、调试那些复杂夹具系统的资金。

取消耗时的夹具系统后的生产制造正好迎合了汽车制造业“准时化”和“精益生产”的发展趋势。汽车生产厂家都在努力使自己在快速应对市场的同时保持较高的制造可靠性，而机器人正好满足了汽车厂家在制造方面的这种需求。由于产品生命周期的缩短，制造厂家必须具有灵活敏捷的反应机制——这是他们越来越多地使用可编程设备代替单一夹具的主要原因。这种方法使得在生产线上的产品转换更简便，这样，工厂能根据最新的销售趋势来计划每种车型的产量，甚至可将最小的批量设定为1辆。

专用机器人

一些可用于完成特定任务的专用机器人的出现为汽车制造提供了更先进的工具。例如，在机器人应用最广泛的焊接领域，开发人员根据专用机器人的技术特点提出了焊接的新方法，并设计了一些专门用于弧焊或点焊的机器人，这些专用机器人不同于通用型机器人，它可以更准确地保证焊接质量。

新型专用机器人的一个特点是其电缆被集成到机械手内部。与设于外部的电缆相比，内置电缆被磨损和老化的几率减少了，这样可降低长期成本，这也是机器人更广泛地被采用的原因，因为今天的汽车制造商们更趋向于关注产品生命周期成本，而不只是初期成本投入。取消外部电缆还可使机器人工作起来靠得更近，因为机械手缠住另一个机械手悬吊着的电缆的机会大大减少了。

程序控制能力是关键

改变机器人的动作使它们能适用于另一种新车型的生产，或可从独立工作状态转换到协作工作状态，这就要求重新编程。前几年，编制一套机器人的动作程序是一项相当复杂的任务，因为当时大多数机器人使用的是一种专用的程序语言，编程人员必须既懂计算机程序语言，又精通加工技术，而这类人才实在是非常缺乏，因此，需要解决的关键问题是如何使机器人运行更简便，而当工作要求改变时又更容易重新编程。现在，这一问题正由不同的方法得到解决，而且已经取得了一些成功经验。比如通用汽车公司，他们现在已不再需要计算机专家来编制程序了，因为他们的许多工作已经程式化，编程步骤也已经有了固定的模式，编程工作变得非常容易。

一些公司甚至开始采用World Wide Web来简化机器人的设定。FANUC机器人技术公司将因特网技术引入制造平台，他们在机器人控制器上设有浏览器。当机器人连接到网络上时，操作者能够在网页上寻找诊断信息，检查时间数据，或使用电子邮件与技术人员联系。

另一种简化编程的途径是提供一个隐藏专业语言的界面，这样可使更多专业领域的操作者和技术人员都可以对系统进行编程。

现在，PLC仍被许多工厂大量采用，但一般情况下，PLC几乎不具备复杂机器人所需要的编程能力。为了弥补PLC的这一缺憾，一些机器人制造商正在对PLC进行进一步的研究开发，例如Adept 技术公司与Rockwell合作，开发了完全由PLC驱动的机器人，从而开创了汽车制造的一些应用新领域。成本更低的PLC可编程机器人给制造工程师们提供了更多的机会去改变程序、变更操作。机器人控制程序的另一个革命性的变化是越来越多的伺服电机的使用，这为机器人完成高难度的精密加工提供了技术保障。例如在涂装工序中，工艺要求两种成分的合成油漆必须非常精确地混合。采用伺服技术，机器人制造商便可以更精确地控制涂装机器人混合泵的运行了。

未来机器人的用武之地

尽管在汽车制造业高度发达的今天，汽车装配仍然包含着大量的必须由人工完成的任务，因为目前这些工作不能简单地用计算机编程语言中的黑白条形码来描绘。例如，装配一台变速器通常要求盲配（blind mating），即将主轴与齿槽连接，以达到啮合的目的。操作者一般通过触摸进行试装，不停地摆动零件直至他们“感觉”良好为止。显然，这样的操作伴随着较多的人为因素，不能保证装配的准确性，因此，汽车公司都渴望采用自动化程序来消除装

配线上人为因素的干扰，提高装配质量——这也正是机器人未来的用武之地。