智能制造在汽车车身焊接的应用
智能制造在汽车车身焊接的应用
发表时间：2020-09-08T03:17:09.040Z  来源：《防护工程》2020年13期作者：魏其新
[导读] 和一些先进的汽车制造企业相比，我们还有差距。眼下，必须早日引入智能制造技术才能缩小这种差距。
上汽通用汽车有限公司武汉分公司湖北省武汉市  430070
摘要：智能制造不仅是一种政策，更是一种理念。智能制造不是魔术，它是一个工业发展的过程。降本增效和提高产品质量是智能制造的终极目标。和一些先进的汽车制造企业相比，我们还有差距。眼下，必须早日引入智能制造技术才能缩小这种差距。
关键词：自动控制；汽车制作；焊接技术；
基于汽车车身焊接技术的应用现状，分析汽车车身焊接过程的制造自动化和智能化，汽车产品新材料带动新技术。探讨汽车车身焊接技术的发展趋势。
一、汽车车身焊接技术自动化与智能化
1.汽车产业升级。在汽车产业高速发展的今天，随着汽车行业生产节奏的加快，汽车生产在保证质量的同时，也追求产量，提高规模效益。一个汽车产品的生命周期只有3～5年，随着产品的升级，汽车焊接生产线也随之升级，原有自动化、柔性化程度较低的生产线逐渐退出历史舞台，取而代之的是自动化程度更高、柔性程度更高的现代化焊接生产线。自动化成为汽车车身焊接生产线的发展方向，焊接机器人也顺应时代发展技术和行业要求诞生。焊接机器人是独立操作的个体，动作自由度较高、程序灵活，且自动化程度以及柔性程度都较高。焊接方面主要是点焊机器人和弧焊机器人。
2.汽车产品新材料带动新技术。汽车的轻量化发展，越来越多的新型材料得到应用，一些新型的金属材料以及高强度的有机合成材料等，都是未来焊接技术的主要焊接材料。为了适应新的材料，有许多新型焊接技术的出现，如扩散焊等。新材料的应用使得轿车材料构成发生了明显改变，目前许多汽车厂商都开始大量使用双面镀锌的钢板，和铝合金板，最有效的焊接方式就是激光焊接。为了配合新型焊接技术的出现，焊接设备的智能化和焊接质量要求也越来越高。新型焊接技术类似激光焊以及电子束焊等都得到大量使用，所以焊接设备以及质量的稳定性以及数字化水平也得到了很大的提升。传统焊接生产向着精细化的方式转变，是基于计算机以及信息技术在工业领域的应用。对于一些焊接技术要求较高的操作，也可以进行虚拟建模的方式，让焊接机器人进行仿真技术的练习。大量应用在焊接过程策划以及工艺参数优化等各环节的技术，对于加快焊接技术的编制以及缩短现场调试时间，都有着重要的应用价值。仿真技术在焊缝质量的评估以及焊接后的变形测量等检验方式中，都可以发挥重要的作用。新车型
在设计阶段还可以运用智能化的仿真技术进行疲劳性能以及冲击性能等综合考虑，做出适用性方面的性能评价。运用计算机和信息技术，对焊接过程中的质量分析和优化有着重要意义。而对技术准备以及质量检验等环节方面提高要求，也有利于企业的管理和决策。
二、汽车车身焊接技术
10万性价比最高的车
1.焊接技术的自动化。焊接自动化技术的应用，能够突破人类的生理局限，不受时间和环境等因素的控制，有效提高生产效率和焊接质量，节约日益增高的人工成本。一般而言，在年产量达10万台以上的汽车生产厂，焊接自动化率可达75%；年产量达15万以上的汽车生产厂，焊接自动化率可达90%以上；年产20万台的汽车生产厂，焊接自动化率均达到100%。随着国家经济的发展既人民生活水平的提高所带动的汽车消费升级也使得焊接自动化智能化有巨大的市场前景：（1）经济适用价格低廉已经不再是汽车市场的主流，而边际利润更高的中高档车逐渐成为汽车的主要市场，使得汽车生产厂在做生产线规划选择时不用考虑焊接自动化和智能化所带来的设备成本问题。（2）持续增长中高档车的消费市场，对生产效率的要求上升到主导位置，更快的占领市场满足市场需求是各大汽车生产厂的经营策略，无疑焊接自动化智能化都成为更好的选择。（3）中高档汽车的品质要求，汽车轻量化所带动的有金属材料的使用，也要求焊机自动化及智能化在实际生产中要得到更为广泛的应用。
2.焊接工艺自动化技术现状。我国焊接技术实现自动化的战略目标是实现焊接生产自动化实践的过程，
将计算机用于辅助设计和工业制作。整个焊接技术发展新局面的诞生是焊接机器人的出现，机器人自动化焊接在各行各业都有所应用，但是在汽车制作公司的应用，是焊接机器人应用的主要领域。焊接技术自动化的表现在于节能化的焊机和弧焊机。这两种机器的出现对整个行业的发展起到了重要的推动作用：（1）大规模生产作业的气体保护焊应用较广泛。无论是汽车主机厂，还是零部件生产厂，由于大规模的气体保护焊所产生的有害烟尘对人健康的影响和生产效率的需要，均都建立弧焊工作站，用机器人代替人工，实现了气体保护焊生产作业的自动化。（2）激光焊、搅拌摩擦焊、铆焊等特种焊接工艺，由于生产效率的需要和工艺实现要求高，普遍以自动化生产形式来实现。（3）焊接过程复杂和劳动强度大的焊接作业，均以自动化的焊接手段来实现。受制于产业升级进程的影响，汽车行业中焊接自动化技术的应用只能说是普遍而不是大规模使用。焊接自动化的分布情况基本是合资品牌大于自主品牌，畅销车型大于非常小车型，豪华车大于经济车型，传统造车企业大于新能源企业。整体呈现成本/利润导向的模式。
3.焊接工艺智能化的应用。目前焊接工艺智能化主要体现在三个方面，一是生产作业实现手段的智能化；二是焊接过程控制的智能化；三是分析诊断过程智能化。（1）生产作业实现手段的智能化。根据图像识别技术而产生的视觉系统，在工业生产各个领域均有广泛的应
用。焊接生产环境复杂，尤其在大规模批量生产中，由计算机技术引领的图像识别技术，能够模仿人类对特定的要素进行视觉识别。由于技术成本高，应用范围窄，并未大范围使用。（2）焊接过程控制智
能化。自动化一体调节焊接参数的智能化技术出现时，将整个操作都更加简单化和便捷化，智能化程度也越来越高。在汽车生产中，焊接自适应系统能够根据动态电阻的变化输出与之相符的焊接参数，很好的消除焊接过程中产生的飞溅或由于其他因素导致的虚焊等质量缺陷。尤其是对于焊接过程更为复杂的有金属焊接，焊接自适应控制系统更能发挥强度的作用，确保焊接质量的可靠性。焊接过程控制智能化的发展相对成熟，无论是人工电阻焊的控制设备还是自动焊的控制设备均由较为普遍的使用。带有自适应模块的焊接控制设备的价格是普通焊接控制设备的价格2～3倍，从一定程度上限制了新技术的推广。（3）分析诊断过程智能化。专家诊断系统和在线检测技术的应用，使得焊接质量检测不再困难。以往的焊接质量检查基本是由专业人员在离线状态下通过抽样进行晶相分析、X光探伤、磁粉探伤、超声波探伤等手段进行，同时检测周期长，由于是抽样测试存在检测风险。而随着专家系统的诞生和自动化检测技术的应用，目前已经实现了在线的质量检测。但仅就其质量控制成本而言，质量不是越高越好，在满足使用要求的前提下，过度的质量控制无疑会增大企业的运营成本。专家诊断系统级在线检测技术的使用仅限于对焊接质量要求高的豪华车的特种材料焊接中。
总之，中国焊接技术的智能化和自动化是行业发展的主要趋势，可以通过对焊接技术的优化来适应新型材料的使用，也可以通过焊接机器人的推广来提高技术的精确度，推动整个生产线自动化和柔性化发展等，都可以进一步优化焊接技术，也是为了将焊接技术推广到其他行业的必然要求，是促进国家制造业进步的重要措施。
参考文献：
[1]张慧.汽车产业中焊接自动化技术的应用.2019.
[2]刘云华.浅谈智能制造在汽车车身焊接的应用.2019.

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