摘要：在汽車的四大工藝以及關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)環(huán)境的危險(xiǎn)性和工序的復(fù)雜性，工業(yè)機(jī)器人的參與大大提高了生產(chǎn)安全性和工作效率。本文以FANUC的多功能智能型機(jī)器人在汽車零部件焊接線上的應(yīng)用實(shí)例，展示了現(xiàn)代機(jī)器人系統(tǒng)在柔性化生產(chǎn)系統(tǒng)中的重要作用。
機(jī)器人焊接技術(shù)使汽車零部件的焊接質(zhì)量得到了極大的改善，有效地提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，在汽車工業(yè)中的應(yīng)用代表了焊接工藝的一個(gè)新發(fā)展方向。
作為全球最多樣化的FA(工廠自動化)、機(jī)器人和智能機(jī)械的制造商，F(xiàn)ANUC始終專注于機(jī)器人和智能機(jī)器的研發(fā)，這種專注確保了FANUC在技術(shù)、研發(fā)和產(chǎn)品等方面均處于領(lǐng)先地位，成為專業(yè)而深入的“機(jī)器人專家”，為不同的用戶提供快捷周到的服務(wù)，靈活響應(yīng)客戶的定制需求。
本文以FANUC的多功能智能型機(jī)器人在汽車零部件焊接線上的應(yīng)用實(shí)例，展示了現(xiàn)代機(jī)器人系統(tǒng)在柔性化生產(chǎn)系統(tǒng)中的重要作用。
TCP自動校零技術(shù)
如圖1所示，某汽車零部件廠在生產(chǎn)底盤零部件、座椅骨架、導(dǎo)軌、消聲器以及液力變矩器等焊接件時(shí)，采用FANUC R-2000iB型智能機(jī)器人進(jìn)行螺柱焊接工序。FANUC R-2000iB系列負(fù)重能力與可達(dá)范圍組合豐富，可滿足車身車間絕大多數(shù)的應(yīng)用需求，配合功能強(qiáng)大的FANUC R-30iA控制器，是車身車間機(jī)器人的首選機(jī)型。
圖1 FANUC R-2000iB機(jī)器人進(jìn)行螺柱焊接
FANUC R-2000iB型智能機(jī)器人采用了目前最先進(jìn)的TCP(Tool Center Point，工具中心點(diǎn))自動校零技術(shù)，TCP自動校零是用在機(jī)器人焊接中的一項(xiàng)新技術(shù)，它的硬件設(shè)施是由一梯形固定支座和一組激光傳感器組成。當(dāng)焊槍以不同姿態(tài)經(jīng)過TCP支座時(shí)，激光傳感器將記錄下的數(shù)據(jù)傳遞到CPU與最初設(shè)定值進(jìn)行比較與計(jì)算。當(dāng)TCP發(fā)生偏離時(shí)，機(jī)器人會自動運(yùn)行校零程序，自動對每根軸的角度進(jìn)行調(diào)整，并在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)TCP零位。采用該技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中可避免發(fā)生焊槍與夾具之間的碰撞等不可預(yù)見性因素導(dǎo)致的TCP位置偏離問題。
多部機(jī)器人的協(xié)同工作
如圖2所示，一部FANUC R-2000iB型機(jī)器進(jìn)行搬動工序，一部FANUC R-2000iB型智能機(jī)器人進(jìn)行點(diǎn)焊工序，兩部機(jī)器人進(jìn)行同步協(xié)調(diào)和配合工序。兩部機(jī)器人之間的配合所體現(xiàn)的主要優(yōu)點(diǎn)是能適應(yīng)各種不規(guī)則焊縫的焊接，但缺點(diǎn)是由于兩部機(jī)器人配合的不協(xié)調(diào)所導(dǎo)致的故障率較高。本場合采用了最先進(jìn)的新一代機(jī)器人控制器FANUC R-30iA，其具有性能高、響應(yīng)快及安全性強(qiáng)等特點(diǎn)，并且作為惟一集成了視覺功能的機(jī)器人控制器，克服了多臺機(jī)器并行工作可能帶來的配合問題。FANUC R-30iA控制器在一個(gè)單機(jī)系統(tǒng)或多機(jī)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)簡單和柔性控制，集成傳感器的硬件，簡化系統(tǒng)的集成，提高機(jī)器人的運(yùn)動性能，提高了汽車零部件加工的生產(chǎn)效率。
圖2 搬運(yùn)機(jī)器人與焊接機(jī)器人協(xié)同工作
視覺傳感技術(shù)助力自適應(yīng)控制
如圖3所示，該汽車零部件的自動化生產(chǎn)線由多部FANUC機(jī)器人的焊接系統(tǒng)、沖壓系統(tǒng)、涂膠系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、搬運(yùn)系統(tǒng)和懸掛輸送鏈組成，由多部機(jī)器人之間的同步配合來完成一個(gè)汽車零部件產(chǎn)品的焊接、沖壓及涂膠等工序。由于FANUC機(jī)器人具有業(yè)內(nèi)惟一一家自主研發(fā)的視覺傳感技術(shù)，避免了采用第三方視覺傳感器系統(tǒng)帶來的不兼容性，因此在部件加工過程中能夠自動識別焊縫位置，在空間中尋找和跟蹤焊縫，尋找焊縫起、終點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)焊槍跟隨焊縫位置的自適應(yīng)控制。
圖3 汽車零部件焊接自動線
結(jié)語
焊接機(jī)器人是非常成熟的工業(yè)產(chǎn)品，在汽車制造業(yè)將得到廣泛的應(yīng)用。隨著汽車市場競爭的加劇，新車型的推陳出新，要求機(jī)器人系統(tǒng)必須高度的柔性化。雖然，焊接機(jī)器人在我國汽車制造業(yè)已得到了大量的應(yīng)用，但在自動化程度極高的生產(chǎn)應(yīng)用方面仍有很多問題需要機(jī)器人系統(tǒng)集成商與汽車制造商共同探討和改善。
（轉(zhuǎn)載）
