近年来，新能源汽车产（chǎn）业逐（zhú）渐兴起， “轻（qīng）量化”成（chéng）为发展（zhǎn）趋势，车身（shēn）变轻对于整车的能（néng）耗、车辆控制稳定性与碰撞安全性等方面颇有益处。而轻量（liàng）化的关键点在于“多材料结构”的设计（jì），在车身（shēn）不同位置使用不同材料。其中，铝合金凭（píng）借其低密度、高强度、耐蚀性等性能，得到广大汽车制造商的青睐，并在车身（shēn）设（shè）计制（zhì）造中（zhōng）得到充分的应用。

铝合金是否能快速应用（yòng）于汽车行业（yè）很大程度上取决于铝（lǚ）连接工艺的发展，特别是关于铝钢异种材（cái）料（liào）的（de）连接工艺。其中，SPR自（zì）冲铆接工艺克服（fú）传统铆（mǎo）接工艺的（de）外（wài）观差（chà）、效率低以及（jí）工艺复杂等缺点，实现（xiàn）冲、铆一次性完（wán）成，且连（lián）接过程不破坏板材（cái）的镀层（céng），为汽车（chē）车身的连接开辟了新途（tú）径。目前（qián），SPR技术已（yǐ）经成为欧美高（gāo）端车型制（zhì）造中的关键连接技术之一，并且成熟应用于宝马、奥迪（dí）、美洲虎（hǔ）和沃尔沃等汽车（chē）的铝钢混合车身连接中，其中（zhōng）仅美（měi）洲虎铝制车身连接（jiē）中（zhōng）SPR铆钉的使用已达（dá）3000多（duō）个。

为了（le）使SPR工艺得到更广泛的应用，众多国内外企业和机构（gòu）对SPR工艺研（yán）究进行创新（xīn）性的研究，包括（kuò）对其连接方式的重点关注，其中就有（yǒu）51ROBOT，作为工（gōng）业机器（qì）人一站（zhàn）式服务平（píng）台， 在SPR的研究（jiū）和运用上，51ROBOT利用（yòng）自身优（yōu）势，整合行业机器人、自冲铆接（jiē）工艺优（yōu）良技（jì）术等优势资源，联合设立SPR连接技术实验室，为客户提供专业（yè）的自冲铆（mǎo）接（jiē）机（jī）器人（rén）系统解决方（fāng）案。

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从SPR工艺技术（shù）中突破

SPR工艺是通过（guò）液（yè）压（yā）缸（gāng）或伺服电机（jī）提供动力将铆钉直接压入（rù）待（dài）铆接板材（cái），待铆接板材在铆钉的压力（lì）作（zuò）用下与铆钉发生塑（sù）性变形，成形后充盈于铆模之中，从而（ér）形成（chéng）稳定（dìng）连接的一种全新（xīn）的板材连接技（jì）术。

根据铆钉的形（xíng）状，SPR自（zì）冲铆接（jiē）工艺可以分为：无铆钉自冲铆接、实心铆（mǎo）钉自冲铆接、半空心铆钉自冲铆接。在（zài）汽车车身连（lián）接（jiē）中，既要考虑连接静强度（dù）和疲劳强（qiáng）度又（yòu）要考虑车身轻量（liàng）化，因此大多数汽车生产企业选择将半空心铆（mǎo）钉自（zì）冲（chōng）铆接工艺应用于轻量化汽车车身薄（báo）板的装配。SPR工（gōng）艺的力学特（tè）点决定了铆接质量，与铆钉、模具、板材、冲压设备等（děng）因（yīn）素有（yǒu）关（guān）影响铆接接（jiē）头性能（néng）。

SPR工（gōng）艺的研究内（nèi）容主要是工艺参数（shù）的确定。研究表明，SPR技术的（de）研究存在多个难点，一是（shì）铆接设（shè）备的核心部位是冲头和凹模，铆钉形（xíng）状的（de）设计直接决（jué）定了（le）接头的结合形式，如何选取合适的铆接设备和（hé）工艺参数使其达到最佳匹配效果（guǒ）是最主要的难点。二是国内大部分（fèn）的SPR工艺（yì）设备及铆钉是从国外（wài）直接购（gòu）买（mǎi），部分工艺（yì）参数无法更（gèng）改。因此，国内需自主研（yán）发SPR工艺（yì）设备，配套设计不同材（cái）料和（hé）形状的铆（mǎo）钉，深（shēn）入研（yán）究该项技术，尽快使该项技（jì）术广泛应用于国内汽车的（de）制造中。

为推动先进制造技术的应用落地，加快工业机器人的价值转化，哈工智能旗下51ROBOT工业机器人一站式服务平（píng）台应势而生。该平台提供了全面的解决方案，包括提供（gòng）工业机器人（rén）设备、机器人配套产品、技术（shù）支持和系统整（zhěng）合等服务，进一（yī）步促进工业机（jī）器人的在多个（gè）场景的（de）落地应用，最终使企业获得更高的生产效益。

如何进一步优（yōu）化自冲铆（mǎo）接

SPR工艺过程可将（jiāng）铆（mǎo）接（jiē）过（guò）程分为（wéi）四个（gè）阶段：

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1、夹紧阶（jiē）段：压（yā）边圈（quān）向（xiàng）下压紧待铆接板（bǎn）料（liào）。与此同时（shí），铆钉也在冲头的驱动下垂直（zhí）向下对板料进行预压紧（jǐn）。

2、冲刺阶（jiē）段：冲（chōng）头向下运动（dòng），推动（dòng）铆钉迫使其（qí）刺穿上层板料（liào），与此同时铆钉也驱使下层（céng）板料向凹模（mó）内（nèi）发生塑性变形。

3、扩张阶段：随着铆接过程的（de）进行，铆（mǎo）钉腿部逐（zhú）渐张开，下层（céng）板料发（fā）生塑性变（biàn）形逐渐填充入凹模。在冲头和（hé）凹模凸台的共同作用下，铆（mǎo）钉腿（tuǐ）部向周围扩张，嵌入下层（céng）板（bǎn）从而形成了铆钉与板料间（jiān）的机械互锁结构。

4、冲铆完成：当冲（chōng）头（tóu）将铆钉下压至铆钉（dìng）头与上层板（bǎn）料的（de）上表面（miàn）紧（jǐn）密接触且平（píng）齐时可以认为铆（mǎo）接完成，此（cǐ）时压边圈释放压（yā）边力（lì），冲头将返回初（chū）始工位，冲铆结束。

从这些过程（chéng）我们可以得知，上（shàng）下板（bǎn）材在铆钉与凹模凸台的作用下沿冲头下压方向发生了（le）塑性变形，并且板材与（yǔ）铆（mǎo）钉接触的（de）周边（biān），塑性变形程度（dù）较大。相关文献也指出（chū）垂（chuí）直于冲头（tóu）下压方向（xiàng），会导致接头（tóu）整（zhěng）体的抗剪切强度（dù）明显优（yōu）于（yú）抗剥离（lí）强度。如果引（yǐn）入机器人接入自动铆（mǎo）接系统，其稳（wěn）定性更能够提高自冲铆（mǎo）接质量和生产率。

机器（qì）人自冲（chōng）铆（mǎo）接系统（tǒng）是由机器人、SPR自冲铆接枪头、动力和控（kòng）制单元（yuán）、送（sòng）料单元及其它外围设备（bèi）组成，属于（yú）机械连（lián）接，没有热输入，可以有效避（bì）免热连接（jiē）所引起的种种问题，机器人的加入可以消除人为因（yīn）素（sù）对产品（pǐn）质（zhì）量的影响，保证（zhèng）产品的质量。因（yīn）而工业机器人的（de）选择至关重要，与配套设备的合理链接也是机器人（rén）顺利（lì）完（wán）成各种（zhǒng）工艺流程的（de）重要部分，为此，51ROBOT推出的“ROBOT＋”升级服务，整（zhěng）合（hé）国际优质机器人（rén）品牌资源，根据用户实际（jì）需（xū）求与行业应用（yòng）特点，为机器人（rén）集成商（shāng）提供（gòng）一系列的机器（qì）人（rén）解（jiě）决方案（àn）。

SPR铆（mǎo）接在（zài）国（guó）民应用与创新

在（zài）SPR铆接工艺中（zhōng），“自冲（chōng）”的特点为快速生产和流水线制造创造了条件，该工（gōng）艺可用于汽车底盘件（jiàn）、汽车覆盖件、车座椅等（děng）之间的连接，特别是对火（huǒ）车车（chē）厢板间的连接具有重（chóng）要的意义。随（suí）着汽（qì）车（chē）制造业的不断发（fā）展，各种新型材料的广泛应用，自（zì）冲铆接工艺在实（shí）现汽车轻量化中呈现（xiàn）出了异军突起的势头。

自冲铆（mǎo）接工艺已成熟应用于汽车制造工业中（zhōng），还（hái）涉及到轨道（dào）交通、房屋（wū）建筑甚（shèn）至日常生（shēng）活用品。在房屋建造中，钢（gāng）结构变得普遍，传统的激光焊（hàn）或者（zhě）螺栓连（lián）接都需花费较多时间和成本，质（zhì）量也并不一定可（kě）靠。SPR工（gōng）艺在节省时间和成（chéng）本的基础上，不产生工业废料（liào），并且保护（hù）钢材的镀锌层（céng）不被破坏，保证了钢材的耐腐蚀性。

采用（yòng）传统的沉头（tóu）铆钉进行连接不仅耗时、费用较（jiào）高，还会破坏标志的反光面。采用SPR工（gōng）艺（yì），快速简单，并且保（bǎo）护了标志（zhì）的反光面，连接强（qiáng）度也符合（hé）预期要求。

目前国内外学者已在铆接过（guò）程中各种因（yīn）素对质量影响方面进行（háng）了大（dà）量的相关研（yán）究工作。国（guó）内（nèi）还应建立完整（zhěng）的（de）机器人SPR铆接技（jì）术应用系统，便（biàn）于在（zài）国内汽车制造工业中的广泛应用，更是有助（zhù）于（yú）推进工业自动化进（jìn）步与创新。