近年来，新能源汽车（chē）产业逐（zhú）渐兴起（qǐ）， “轻量（liàng）化”成为发展趋势，车身变（biàn）轻（qīng）对于整车的能耗、车辆控制稳定（dìng）性与碰撞安全性等方面（miàn）颇（pō）有益处。而（ér）轻量化的关（guān）键点在于“多材料结构（gòu）”的设计（jì），在车身不同位置（zhì）使用（yòng）不同材料。其（qí）中，铝合金凭借其低密度、高强度（dù）、耐蚀性等（děng）性能，得到广（guǎng）大汽车制造商的（de）青（qīng）睐，并在车（chē）身（shēn）设计制造中得到（dào）充分的（de）应用。

铝合金是否能（néng）快速应用于（yú）汽车行业很大程度上取决于铝连接（jiē）工艺的发展，特别（bié）是（shì）关于（yú）铝钢异种材料的连接（jiē）工艺。其中，SPR自（zì）冲铆接（jiē）工艺克服传（chuán）统铆接工艺（yì）的外观差、效（xiào）率低（dī）以及（jí）工（gōng）艺复（fù）杂等缺点（diǎn），实现冲（chōng）、铆一次性完成（chéng），且连接（jiē）过程不破坏板材的（de）镀层，为汽车车身的连接开辟了新途径。目前，SPR技术已经（jīng）成为（wéi）欧美高（gāo）端（duān）车型（xíng）制造中的（de）关键连接技术之一，并且成熟（shú）应（yīng）用于宝马、奥迪、美洲虎和沃尔沃等汽（qì）车的（de）铝钢混合车身连接中，其中仅美洲虎铝（lǚ）制车身（shēn）连接中SPR铆钉（dìng）的使用已达3000多个（gè）。

为了使SPR工艺得到更（gèng）广泛的应用，众多国内外（wài）企业和机构（gòu）对SPR工艺（yì）研究进行（háng）创新（xīn）性的研究（jiū），包括对（duì）其连接方式的重点关注，其中就有（yǒu）51ROBOT，作为工业机器人一站式服务平台， 在SPR的研究和运用上，51ROBOT利（lì）用（yòng）自（zì）身优势，整合行（háng）业（yè）机器人、自冲铆接工艺优良技术等优势资源，联合设立SPR连接技术实验室，为（wéi）客（kè）户提供专业的自冲铆接（jiē）机（jī）器（qì）人（rén）系统解决方案（àn）。

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从SPR工艺（yì）技术中（zhōng）突（tū）破

SPR工（gōng）艺是通过液（yè）压缸或（huò）伺服电机提供动（dòng）力将铆钉直接压入（rù）待铆接板（bǎn）材（cái），待（dài）铆（mǎo）接板材在铆钉的压（yā）力作用（yòng）下与（yǔ）铆（mǎo）钉发生塑性变（biàn）形，成形后（hòu）充盈（yíng）于铆模之中，从（cóng）而形成稳定连（lián）接的一种（zhǒng）全新的板材连接技术。

根据铆钉的形状，SPR自冲铆（mǎo）接（jiē）工艺可以分为：无铆钉自（zì）冲（chōng）铆接、实（shí）心铆钉（dìng）自冲铆接、半空（kōng）心铆钉自冲（chōng）铆接。在汽（qì）车（chē）车（chē）身连接中，既要考虑连接静强度和疲劳强度又要考虑车身（shēn）轻量化，因此大多数汽车生产企（qǐ）业选择将半空心铆钉自冲铆（mǎo）接工艺（yì）应用于轻量化汽（qì）车车身薄板（bǎn）的装（zhuāng）配。SPR工艺（yì）的力学（xué）特点决定了（le）铆接质量，与铆钉、模具、板材、冲压设备等因素（sù）有关（guān）影响铆接接头性能。

SPR工（gōng）艺的研究内容主要是工艺（yì）参数的确定。研究表明（míng），SPR技术的研（yán）究存在多个难点，一是铆（mǎo）接（jiē）设备（bèi）的核心部位是冲头和凹模，铆钉形（xíng）状的（de）设计直接决定了接头（tóu）的结合形式（shì），如何选取合适的铆接设备和工（gōng）艺参数使其达到最佳匹配效果（guǒ）是最主要的难点。二是国内大部（bù）分的SPR工艺设备及铆钉（dìng）是从（cóng）国（guó）外（wài）直（zhí）接购买，部分工艺参数无法更改。因（yīn）此（cǐ），国内需自主研发SPR工艺设备，配套设计不同材料和形（xíng）状的铆钉，深入研究（jiū）该项（xiàng）技术，尽快使该（gāi）项（xiàng）技术广（guǎng）泛应（yīng）用于国内汽（qì）车的制造中（zhōng）。

为推动先进制造技术的应用落地，加快工业（yè）机器人的价值转化，哈工智能旗下（xià）51ROBOT工业机器人（rén）一（yī）站（zhàn）式服务平台应势而生。该平台（tái）提供了全面的解决方（fāng）案，包括提供（gòng）工业机器（qì）人设备、机（jī）器人配套产品、技术支持和系统（tǒng）整合等服务（wù），进一步促（cù）进工业机器（qì）人的在多个场景的（de）落地应（yīng）用（yòng），最终使企业获（huò）得更高的（de）生（shēng）产效益（yì）。

如何进（jìn）一步（bù）优化（huà）自（zì）冲铆接（jiē）

SPR工艺过程可（kě）将铆接过（guò）程分为四个阶段：

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1、夹紧阶段：压边（biān）圈向下压紧待（dài）铆接板料。与此同时，铆钉也在冲头的驱动下垂直向下对（duì）板料进行预压紧。

2、冲刺阶段：冲（chōng）头向下运动，推动铆钉迫使（shǐ）其刺穿上层板料，与此同时铆钉也驱使下层板（bǎn）料向凹模内发生塑性变形。

3、扩张阶段：随着铆接过程的（de）进行，铆钉（dìng）腿（tuǐ）部逐（zhú）渐张开，下层板料发生塑性变形（xíng）逐渐（jiàn）填充（chōng）入凹模。在冲头和凹（āo）模凸台（tái）的共同作用下，铆钉腿部向周（zhōu）围扩张，嵌入下层板从而形成了铆（mǎo）钉与（yǔ）板（bǎn）料间（jiān）的机械互锁结构。

4、冲（chōng）铆完成：当冲头（tóu）将铆（mǎo）钉下（xià）压至铆（mǎo）钉头（tóu）与上层板料（liào）的上（shàng）表面（miàn）紧密接触且平齐时可以认为铆（mǎo）接完（wán）成（chéng），此（cǐ）时压边圈释放压边力，冲头（tóu）将返回初（chū）始工位，冲铆结束。

从（cóng）这些过（guò）程我们可以得知，上下（xià）板（bǎn）材在铆钉与凹模凸台的（de）作（zuò）用（yòng）下沿冲（chōng）头下压（yā）方向发生了塑性变形，并（bìng）且（qiě）板材与铆（mǎo）钉接触的周边，塑性变形程度较大。相关文献也（yě）指出垂直于（yú）冲头（tóu）下压方向，会导（dǎo）致接头整体的抗（kàng）剪切（qiē）强度明显（xiǎn）优于抗剥离强（qiáng）度。如果引入机器人（rén）接入自（zì）动（dòng）铆（mǎo）接系统（tǒng），其稳定性（xìng）更（gèng）能（néng）够提高自冲铆（mǎo）接质量和（hé）生产率。

机器人自冲铆接（jiē）系统是由机（jī）器人、SPR自冲铆接枪头、动（dòng）力和控制单元、送料单元及其它外围设备组成，属于机械连接（jiē），没有（yǒu）热输入（rù），可以有效避免热（rè）连接所引起的种种问题，机器人的加入可以消（xiāo）除人为因素（sù）对产品质量的影响（xiǎng），保证产品（pǐn）的（de）质量。因而工业机器人的选（xuǎn）择至关重要，与配套设备的合理链接（jiē）也（yě）是机器人顺利完（wán）成各种工艺流程的（de）重要部分，为（wéi）此，51ROBOT推（tuī）出（chū）的“ROBOT＋”升级服务，整合国际优质机器人品牌资源，根（gēn）据用户实际（jì）需求与（yǔ）行业（yè）应用特（tè）点，为机（jī）器人集成商（shāng）提供一系列的（de）机器（qì）人解决（jué）方案（àn）。

SPR铆接在国民应用与创新

在SPR铆接工（gōng）艺（yì）中（zhōng），“自冲”的特点为（wéi）快速生产和流（liú）水线制造创（chuàng）造了（le）条件，该工艺可用于汽车底盘件、汽车覆盖件、车座椅等之间（jiān）的连接，特别是对火车车厢板间的连接具（jù）有重要的（de）意义。随（suí）着汽车制造业的不断（duàn）发（fā）展，各（gè）种新型材料的（de）广泛应用（yòng），自（zì）冲铆接工艺在实现汽车轻量化中呈现出（chū）了异军突起（qǐ）的（de）势头。

自冲铆接工（gōng）艺已成熟应（yīng）用于汽车制造（zào）工业中，还涉及到轨道（dào）交通、房屋建（jiàn）筑甚至（zhì）日常（cháng）生活用品。在房屋建造（zào）中，钢结构（gòu）变得普遍，传统的激光（guāng）焊或者螺栓连接都需花费较（jiào）多时间和成本，质量也并不（bú）一定可靠。SPR工（gōng）艺在节省时间和成本的基础上，不产生工业废料，并且保护钢材（cái）的（de）镀锌（xīn）层不被（bèi）破坏，保证（zhèng）了钢材的耐（nài）腐蚀性。

采用传统的（de）沉头铆钉进（jìn）行连接不仅耗时、费用较高，还会破坏标志的反光面。采用（yòng）SPR工艺，快速简单，并且保护了标志的反（fǎn）光面，连（lián）接强（qiáng）度也符合（hé）预（yù）期要求。

目前国内外学者已在铆接（jiē）过程中各种因素对质量影响方（fāng）面进行了大（dà）量的相关研究工作。国内还应建立完（wán）整（zhěng）的（de）机器人SPR铆接（jiē）技（jì）术应用系（xì）统（tǒng），便于在国内汽（qì）车制造工业中（zhōng）的广泛（fàn）应用（yòng），更是有助于推进工业自动化进步（bù）与创新。