前言:
機器人技術代表著*的制造技術,隨著各行各業(yè)對機器人的需求不斷加大,機器人化智能裝備正在不斷被研發(fā)出來。目前,工業(yè)機器人已在汽車零部件、包裝物流、工程機械等眾多領域得到廣泛應用,特別在汽車領域上,有著廣泛的應用。
汽車生產(chǎn)的四大工藝以及汽車關鍵零部件的生產(chǎn)上,由于生產(chǎn)環(huán)境的危險性和工序的復雜性,決定了由工業(yè)機器人的參與可大大提高生產(chǎn)安全和工作效率。例如在汽車車身生產(chǎn)中,有大量沖壓、焊接、檢測等工序,目前都是由工業(yè)機器人參與完成。特別是焊接方面,一條焊接線就要有大量的工業(yè)機器人參與。本文以發(fā)那科公司的多功能智能型機器人在汽車零部件焊接例子展示現(xiàn)代機器人系統(tǒng)的柔性化制造技術應用。
柔性化制造技術:
目前中國生產(chǎn)的桑塔納、大眾,別克、賽歐等后橋、副車架、搖臂、懸架、減振器等轎車底盤零件大都是以MIG焊接工藝為主的受力安全零件,主要構件采用沖壓焊接,板厚平均為1.5~4mm,焊接主要以搭接、角接接頭形式為主,焊接質(zhì)量要求相當高,其質(zhì)量的好壞直接影響到轎車的安全性能,因此要求焊接機器人系統(tǒng)必須高度柔性化。即:適應于不同零件的焊接夾具;能短時間內(nèi)快速調(diào)換氣、電信號、配管、配線快速改換;控制程序必須能預置和快速轉(zhuǎn)換,zui大程度地發(fā)揮機器人特點以使一套機器人系統(tǒng)能根據(jù)需要焊接多種零件和適應產(chǎn)品多樣化和改進的要求。
發(fā)那科智能機器人柔性化應用: 圖一、FANUCR-2000iB機器人螺柱焊接
圖一是某汽車零部件廠在生產(chǎn)底盤零部件、座椅骨架、導軌、消聲器以及液力變矩器等焊接件時,采用了FANUCR-2000iB型智能機器人進行螺柱焊接工序。FANUCR-2000iB系列負重能力與可達范圍組合豐富,可滿足車身車間絕大多數(shù)的應用需求,配合功能強大的R-30iA控制器,是車身車間機器人的機型。FANUCR-2000iB型智能機器人采用了目前的TCP(toolcenterpoint工具中心點)自動校零技術,TCP自動校零是用在機器人焊接中的一項新技術,它的硬件設施是由一梯形固定支座和一組激光傳感器組成。當焊槍以不同姿態(tài)經(jīng)過TCP支座時,激光傳感器都將記錄下的數(shù)據(jù)傳遞到CPU與zui初設定值進行比較與計算。當TCP發(fā)生偏離時,機器人會自動運行校零程序,自動對每根軸的角度進行調(diào)整,并在zui少的時間內(nèi)恢復TCP零位。采用該技術在實際生產(chǎn)中避免會發(fā)生焊槍與夾具之間的碰撞等不可預見性因素導致TCP位置偏離的問題。
圖二、搬運機器人+焊接機器人協(xié)同工作
圖二是由FANUCR-2000iB型機器進行搬動工序,F(xiàn)ANUCR-2000iB型智能機器人進行點焊工序,兩部機器人進行同步協(xié)調(diào)和配合工序。兩部機器人之間的配合所體現(xiàn)的主要優(yōu)點是能適應各種不規(guī)則焊縫的焊接,但缺點是由于兩部機器人配合的不協(xié)調(diào)所導致的故障率較高。本場合采用了FANUCR-30iA的新一代機器人控制器,其具有性能高,響應快,安全性強等特點,并且作為*集成了視覺功能的機器人控制器,克服了多臺機器并行工作可能帶來的配合問題,F(xiàn)ANUCR-30iA控制器在一個單機系統(tǒng)或多機系統(tǒng)上實現(xiàn)簡單和柔性控制,集成傳感器的硬件,簡化系統(tǒng)的集成,提高機器人的運動性能,zui大程度的提高了汽車零部件加工的生產(chǎn)效率。
圖三、汽車零部件焊接自動線
圖三是該汽車零部件生產(chǎn)中焊接自動線,也是今后汽車底盤焊接等工序的主要發(fā)展方向。該自動化生產(chǎn)線采用了多臺發(fā)那科機器人的焊接系統(tǒng)、沖壓系統(tǒng)、涂膠系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、搬運系統(tǒng)和懸掛輸送鏈組成,由多臺機器人之間的同步配合來完成一個汽車零部件產(chǎn)品的焊接加工沖壓涂膠等工序,由于發(fā)那科機器人具有業(yè)內(nèi)*一家自主研發(fā)的視覺傳感技術,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,實現(xiàn)焊槍跟隨焊縫位置自適應控制。
小結:
機器人焊接技術在汽車工業(yè)中的應用代表了焊接工藝的一個新發(fā)展方向,而中國汽車工業(yè)使用機器人焊接系統(tǒng)時間不長,應用面還不廣,還有待于在實踐中結累更多經(jīng)驗。區(qū)別于其他主要機器人供應商多采用OEM的方式組裝機器人,發(fā)那科自主設計和制造機器人的所有主要部件,從而在產(chǎn)品的兼容性及質(zhì)量的可回溯性方面有著*的優(yōu)勢,*的技術和完善售后服務使得發(fā)那科機器人累計銷售超過25萬臺以上,心無旁騖,專注于機器人和智能機器的研發(fā),這種專注能確保發(fā)那科在技術、研發(fā)和產(chǎn)品等方面均處于地位,做到專業(yè)而深入的“機器人專家”,為不同的用戶提供快捷周到的服務,靈活響應客戶的定制需求。