浅析新能源汽车焊接技术的开发与应用

浅析新能源汽车焊接技术的开发与应用

熊文彬

江西江铃集团新能源汽车有限公司 330013

摘 要：各种新技术发展速度的不断加快，智能制造作为一门技术，同时也作为政策存在。要将这项政策在实际生产中落实，需要更多的人参与求种并努力实现。智能制造是伴随着工业技术的发展应运而生，结合人们的生产、生活实际，使产品的质量提高，成本得到有效提高，生产效率也大大提高。新能源汽车制造业引入智能新技术，合理使用智能化的焊接技术，提高了焊接的灵活性，满足了生产线的需要，对该领域的发展起到一定的促进作用。本论文着重于研究新能源汽车焊接技术的开发与应用。

关键词：新能源汽车；焊接技术；开发；应用

引言：

汽车正在向轻量化方向发展，不仅更省油，而且汽车电池的续航能力也有所提高。轻量化技术要更好地发展起来，需要积极引进新材料，对于材料的连接需要使用焊接技术^[1] 。世界著名的汽车生产企业的汽车焊接中主要采用智能装备机器人，中国智能装备正处于初级发展阶段，对于汽车焊接工作中所应用的智能化设备生产还需要深入研究。

一、焊接生产线柔性化要高度重视智能设备

自动焊机主要包括多点焊机、台式自动焊机和不同焊接机械手。这些专用机器在设计结构上更加复杂，但是焊接的流程是比较固定的，如果在应用中产生故障，需要技术维修，则需要投入的费用非常高，而且对技术人员的维修水平也有很高的要求。手工焊接设备则设计结构比较简单，流程可以根据需要做出调整，维修工作不需要投入太多的费用。专用机器用于单个产品焊接比较合适，其灵活性不高，自动化程度也不是很高。所以，如果技术单一且生产量大，可以采用这个设备，其适用范围也比较有限，如果生产线的产量是60000辆以上，可以使用这个设备，实现批量生产^[2] 。

焊接机器人作为一种新型的智能设备，与前两种焊接设备相比较，功能更多。其机体相对独立，行动灵活性强，方案变更也相对灵活，所以，焊接机器人有很高的灵活性。焊接机器人是新型焊接设备，其所具备的特点是：

其一，焊接机器人的功能和用途广泛，多种型号的焊接生产都可以使用这种设备，所以应用程度相对较高；

其二，焊接机器人有比较准确重复定位功能，与其他焊接设备所生产的产品相比较，焊接产品质量更高一些；

其三，焊接机器人的焊接质量更高，所生产的产品质量更高。

其四，焊接机器人的运行速度更快，且能够稳定运行^[3] 。

焊接生产线上， 焊接机器人所发挥的作用至关重要。对焊接生产线的柔性做出判断，需要重点关注焊接机器人应用于生产线上的情况，提高焊接生产线的运行质量，增加柔性。所以，需要高度重视焊接机器人的发展。

二、焊接生产线上智能设备的应用

目前，美国通用汽车、日本丰田、德国日产、宝马等多家企业都建立了车身焊接机器人生产线。焊接生产线上的接工作由焊接机器人完成，还有一些工位间的定位、传输等具有很强技术性的工作也由焊接机器人完成，整个的焊接生产线实现柔性化。一些生产车间的焊接机器人数量非常多，甚至已经超过几百台。可见，国外汽车制造企业对焊接机器人已经普遍使用。

20世纪70年代，中国开始发展焊接机器人，能够发挥的功能是多方面的，包括涂装、点焊、运输、弧焊、装配等等。20世纪90年代以来，汽车生产线已经广泛应用焊接机器人，不再采用原有的单机模式，而是生产线整体化运行方向发展，使整个焊接生产线的灵活性得到了很大提高，生产效率也提高。在此期间，焊接机器人已经扩展到多个领域，诸如家电领域、陶瓷领域、电机领域等等^[4] 。因此，许多汽车制造商都建立了柔性生产线和弧焊作业场所。为使机器人焊接技术达到国际水平，有关部门还制定了智能机器人的发展规划并已经落实到具体的工作中，并开发了一些相对完善的柔性制造系统，由此推进中国机器人焊接技术快速发展。

20世纪90年代，中国机器人焊接技术应用非常广泛。在这一时期，科学技术发展速度不断加快，市场经济呈现出多元化发展趋势，而且竞争日趋激烈。所以，中国的汽车企业为了在市场上占有较大的份额，广泛的机器人焊接机，这是在中国一汽-大众汽车公司制造的，在其150000辆车身装焊车间安装有80多台机器人焊接机^[5] 。但是，与一些西方发达国家相比较，在技术先进性以及机器人焊接机的使用数量上依然存在很大的差距。相比之下，弧焊机器人在摩托车生产先广泛使用，在工程机械制造中也得以应用。从二十世纪90年代到21世纪的初期，中国的焊接机器人得到广泛应用，这对中国汽车生产质量的提高和提高生产效率具有十分重要的意义。

三、智能设备的类型

汽车车身装焊生产线上所使用的智能机器人有很多种，普遍应用的是直角坐标形式的机器人和自由度机器人。

（一）直角坐标形式的机器人

直角坐标形式的机器人主要包括RH型、RL型和RS型。机器人的类型不同，运行的自由度也会存在不同，采用不同的组合方式，功能就会有所不同，性能上存在差异，通过与不同种类的汽车采用焊接的方式组合，可以确保汽车焊接线达到最好的性能，使客户的个性化需求得到满足。RH机器人即为侧焊机器人，在地板上固定好，用于焊接车身。RL机器人使底部机器人，主要是焊接车身底部。RS机器人是顶部移动机器人，在生产线上悬挂，用于进行上部焊接和内部焊接。对这三种焊接机器人合理利用，车身就可以实现自动焊接。所以，焊缝的柔性要很高，汽车的焊接工艺也大大提高

^[6] 。

（二）自由度机器人

汽车制造行业中，如果机器人有6个生产轴，即为6自由度机器人，每个轴的旋转角度开可以达到180度至360度，操作空间为360度，且高度为3米，由此扩大了焊接机器人的工作范围。这种机器人有很高的技术标准，焊接程度可以达到各个位置，由此实现全柔性生产，而且适用于任何车型的车身焊接。使用6自由度机器人，定位上有很高的精准度，所以焊接质量非常高，焊接的效率也很高，有很好的灵活性。所以，自由度机器人在汽车生产线中应用非常广泛。

结束语：

通过上面的研究可以明确，科学技术发展速度的不断加快，汽车制造企业逐渐趋向于柔性设计。企业要推进生产线有效运营，实现利益最大化，将生产成本降到最低，就需要使用智能设备，比如，焊接工艺技术由焊接机器人操作，从生产线的实际情况出发选择合适的机器人，以实现投资最小化，利益最大化，提高企业的生产效益。

参考文献：

[1] 黄一骁. 智能制造要求下的新能源汽车焊接技术浅谈[J]. 内燃机与配件, 2019, 000(6):214-216.

[2] 汪勤波, 蒋大帅, 张晓程. 基于新能源汽车铝合金车身的焊装精度研究[J]. 汽车工艺师, 2019, 189(4):47-54.

[3] 刘岩, 叶海青, 刘佳朋. 热成形钢在汽车轻量化中的应用及其焊接性能研究[J]. 热加工工艺, 2019，000(17)：98-99.

[4] 吴发贵, 黄绍服, 茅卫东. 焊接顺序对新能源汽车后地板焊接变形的影响[J]. 内江科技, 2020，000(7)：67-68.

[5] 王丹,陈志豪. 新能源汽车电机定子引线焊接智能监控系统[J]. 电气传动, 2020, 373(11):80-84.

[6] 张伟. 浅谈防错技术在白车身焊装制造中的应用[J]. 时代汽车, 2019，000(12)：65-66.

作者简介：熊文彬，1991.12.17，男，江西九江，汉，本科，工艺工程师，江西江铃集团新能源汽车有限公司，研究方向:焊接。