發(fā)那科智能機(jī)器人系統(tǒng)在汽車零部件焊接線上的應(yīng)用

　　前言：
　　
　　機(jī)器人技術(shù)代表著*的制造技術(shù)，隨著各行各業(yè)對機(jī)器人的需求不斷加大，機(jī)器人化智能裝備正在不斷被研發(fā)出來。目前，工業(yè)機(jī)器人已在汽車零部件、包裝物流、工程機(jī)械等眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，特別在汽車領(lǐng)域上，有著廣泛的應(yīng)用。
　　
　　汽車生產(chǎn)的四大工藝以及汽車關(guān)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(fù)雜性，決定了由工業(yè)機(jī)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(jī)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(jī)器人參與。本文以發(fā)那科公司的多功能智能型機(jī)器人在汽車零部件焊接例子展示現(xiàn)代機(jī)器人系統(tǒng)的柔性化制造技術(shù)應(yīng)用。
　　
　　柔性化制造技術(shù)：
　　
　　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(gòu)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(dāng)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(jī)器人系統(tǒng)必須高度柔性化。即：適應(yīng)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(yù)置和快速轉(zhuǎn)換，zui大程度地發(fā)揮機(jī)器人特點以使一套機(jī)器人系統(tǒng)能根據(jù)需要焊接多種零件和適應(yīng)產(chǎn)品多樣化和改進(jìn)的要求。
　　
　　發(fā)那科智能機(jī)器人柔性化應(yīng)用：

　　　　
　　圖一是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，采用了FANUCR-2000iB型智能機(jī)器人進(jìn)行螺柱焊接工序。FANUCR-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R-30iA控制器，是車身車間機(jī)器人的機(jī)型。FANUCR-2000iB型智能機(jī)器人采用了目前的TCP（toolcenterpoint工具中心點）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，激光傳感器都將記錄下的數(shù)據(jù)傳遞到CPU與zui初設(shè)定值進(jìn)行比較與計算。當(dāng)TCP發(fā)生偏離時，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zui少的時間內(nèi)恢復(fù)TCP零位。采用該技術(shù)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(yù)見性因素導(dǎo)致TCP位置偏離的問題。　　　　
　　圖二是由FANUCR-2000iB型機(jī)器進(jìn)行搬動工序，F(xiàn)ANUCR-2000iB型智能機(jī)器人進(jìn)行點焊工序，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)點是能適應(yīng)各種不規(guī)則焊縫的焊接，但缺點是由于兩部機(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FANUCR-30iA的新一代機(jī)器人控制器，其具有性能高，響應(yīng)快，安全性強(qiáng)等特點，并且作為*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，F(xiàn)ANUCR-30iA控制器在一個單機(jī)系統(tǒng)或多機(jī)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(jī)器人的運(yùn)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(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，由多臺機(jī)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(jī)器人具有業(yè)內(nèi)*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，實現(xiàn)焊槍跟隨焊縫位置自適應(yīng)控制。
　　
　　小結(jié)：
　　
　　機(jī)器人焊接技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)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(jī)器人焊接系統(tǒng)時間不長，應(yīng)用面還不廣，還有待于在實踐中結(jié)累更多經(jīng)驗。區(qū)別于其他主要機(jī)器人供應(yīng)商多采用OEM的方式組裝機(jī)器人，發(fā)那科自主設(shè)計和制造機(jī)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(shù)和完善售后服務(wù)使得發(fā)那科機(jī)器人累計銷售超過25萬臺以上，心無旁騖，專注于機(jī)器人和智能機(jī)器的研發(fā)，這種專注能確保發(fā)那科在技術(shù)、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(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。