工業(yè)機器人在汽車制造業(yè)中的實際應(yīng)用

1、工業(yè)機器人在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用工業(yè)機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進技術(shù)于一體的重要的現(xiàn)代制造業(yè)自動化裝備。目前，國際上的工業(yè)機器人公司主要分為日系和歐系。日系中主要有安川、OTC松下、FANUC不二越、川崎等公司的產(chǎn)品。歐系中主要有德國的KUKACLOOS瑞典的ABB意大利的COMA吸奧地利的IGM公司。工業(yè)機器人已成為柔性制造系統(tǒng)（FMS、工廠自動化（FA）、計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS的自動工具。矚慫潤厲鈴瘞睞楊尻賴。我國工業(yè)機器人是從20世紀80年代開始起步，經(jīng)過二十年余年的努力，已經(jīng)形成了一些具有競爭力的工業(yè)機器人研究機構(gòu)和企業(yè)。先后研發(fā)出弧焊、點焊、裝

2、配、搬運、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機器人。近幾年，我國工業(yè)機器人及含工業(yè)機器人的自動化生產(chǎn)線相關(guān)產(chǎn)品的年產(chǎn)銷額已突破十億元。目前國內(nèi)市場年需求量在3000臺左右，年銷售額在20億元以上。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國市場上工業(yè)機器人總共擁有量近萬臺，占全球總量的%其中完全國產(chǎn)工業(yè)機器人（行業(yè)內(nèi)規(guī)模比較大的前三家工業(yè)機器人企業(yè)）行業(yè)集中度占30%£右，其余都是從日本、美國、瑞典、德國、意大利等20多個國家引進的。國產(chǎn)工業(yè)機器人目前主要以國內(nèi)市場應(yīng)用為主，年出口量為100臺左右，年出口額為億以上0聞創(chuàng)溝炮鐺險愛稽譴凈。工業(yè)機器人50%Z上用在汽車領(lǐng)域，當前，工業(yè)機器人的應(yīng)用領(lǐng)域主要有弧焊、點焊、裝配、

3、搬運、噴漆、檢測、碼垛、研磨拋光和激光加工等復(fù)雜作業(yè)。殘鷲樓凈鑄漱濟淑塹籟。目前，國際上工業(yè)機器人技術(shù)在制造業(yè)應(yīng)用范圍越來越廣闊，現(xiàn)已從傳統(tǒng)制造業(yè)推廣到其他制造業(yè)，進而推廣到諸如采礦、建筑、農(nóng)業(yè)、災(zāi)難救援等各種非制造行業(yè)。但汽車工業(yè)仍是工業(yè)機器人的主要應(yīng)用領(lǐng)域。據(jù)了解，美國60%勺工業(yè)機器人用于汽車生產(chǎn)；全世界用于汽車工業(yè)的工業(yè)機器人已經(jīng)達到總用量的37%用于汽車零部件的工業(yè)機器人約占24%r鋼極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。在我國，工業(yè)機器人的最初應(yīng)用是在汽車和工程機械行業(yè)，主要用于汽車及工程機械的噴涂及焊接。目前，由于機器人技術(shù)以及研發(fā)的落后，工業(yè)機器人還主要應(yīng)用在制造業(yè)，非制造業(yè)使用的較少。據(jù)統(tǒng)計，近

4、幾年國內(nèi)廠家所生產(chǎn)的工業(yè)機器人有超過一半是提供給汽車行業(yè)?？梢?，汽車工業(yè)的發(fā)展是近幾年我國工業(yè)機器人增長的原動力之一。彈貿(mào)攝爾霽斃攬石專鹵尻。焊接機器人在汽車制造業(yè)中發(fā)揮著不可替代的作用，焊接機器人是在工業(yè)機器人基礎(chǔ)上發(fā)展起來的先進焊接設(shè)備，是從事焊接（包括切割與噴涂）的工業(yè)機器人，主要用于工業(yè)自動化領(lǐng)域，具廣泛應(yīng)用于汽車及其零部件制造、摩托車、工程機械等行業(yè)，在汽車生產(chǎn)的沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大生產(chǎn)工藝過程都有廣泛應(yīng)用，其中應(yīng)用最多的以弧焊、點焊為主。謀養(yǎng)技篋飆鐸志類蔣薔。目前，焊接工業(yè)機器人在一汽、上汽、沈陽中順、金杯通用、重慶長安、湖南長豐等整車制造企業(yè)廣泛應(yīng)用，據(jù)統(tǒng)計每輛汽車車身上，

5、大約有30004000個電阻點焊焊點，電阻點焊技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了汽車車身制造的量產(chǎn)化與自動化。廈礴懇蹣駢時盡繼價騷。多年來，我國汽車零部件生產(chǎn)一直是手工焊、專機焊占據(jù)焊接生產(chǎn)的主導(dǎo)地位，勞動強度大，作業(yè)環(huán)境惡劣，焊接質(zhì)量不易保證，而且生產(chǎn)的柔性也很差，無法適應(yīng)現(xiàn)代汽車生產(chǎn)的需要。近年來由于焊接機器人的大量應(yīng)用，提高了零部件生產(chǎn)的自動化水平及生產(chǎn)效率，同時使生產(chǎn)更具有柔性，焊接質(zhì)量也得到了保證。近年來，焊接機器人在大連華克、上海華克、上海龍馬神、南京新迪、長春佛吉亞、上海匯眾等零部件及配件生產(chǎn)企業(yè)也有著典型的應(yīng)用。工業(yè)機器人（簡稱IR）是廣泛適用的能夠自主動作，且多軸聯(lián)動的機械設(shè)備。它們通常配備有

6、機械手、刀具或其他可裝配的加工工具，以及能夠執(zhí)行搬運操作與加工制造的任務(wù)。工業(yè)機器人在汽車生產(chǎn)中的主要應(yīng)用有：點焊，弧焊，怫接，涂膠，噴涂等。在汽車零部件的生產(chǎn)中廣泛采用了點焊、凸焊、縫焊、對焊及電弧焊等焊接工藝。例如：橫梁總成托架點焊，傳動軸平衡片凸焊，汽車燃油箱縫焊，汽車輪圈連續(xù)閃光對焊，汽車轉(zhuǎn)向臂、消聲器、凈化器殼體的電弧焊等。煢楨廣鯽鮮選塊網(wǎng)羈淚。隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展和對自動化水平要求的不斷提高，將為焊接機器人市場的快速增長提供了一個良好的機會。預(yù)計國內(nèi)企業(yè)對焊接機器人的需求量將以30%Z上的速度增長。從機器人技術(shù)發(fā)展趨勢看，焊接機器人不斷向智能化方向發(fā)展，完全實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)中機器人的

7、群體協(xié)調(diào)和集成控制，從而達到更高的可靠性和安全性。而采用焊接機器人的汽車生產(chǎn)企業(yè)在高技術(shù)、高質(zhì)量、低成本條件下必將獲得高速發(fā)展，也必將為汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來新的生機。鵝婭盡損鶴慘歷蘢鴛賴。以下是幾種汽車制造行業(yè)中普片應(yīng)用的幾種機器人一、搬運機器人在汽車制造業(yè)中應(yīng)用汽車橋箱類零件具有精度高、加工工序多、形狀復(fù)雜、重量重的特點，為提高其加工精度及生產(chǎn)效率，各重型汽車生產(chǎn)廠家紛紛采用數(shù)控加工中心來加工此類零部件。而在使用數(shù)控加工中心加工工件時，要求工件在工作臺上具有非常高的定位精度，且需要保證每次上料的一致性。由於人工上料此類的工件具有勞動強度高、上料精度不好控制等缺點，現(xiàn)在正逐步被工業(yè)機器人或?qū)C進

8、行上下料所取代。工業(yè)機器人具有重復(fù)定位精度高，可靠性高，生產(chǎn)柔性化，自動化程度高等突出的優(yōu)勢：與人工相比，能夠大幅度提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量；與專機相比，具有可實現(xiàn)生產(chǎn)的柔性化，投資規(guī)模小等特點。機器人智能化自動搬運系統(tǒng)作為減速器殼體加工的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，雖然已經(jīng)在國內(nèi)重型汽車廠內(nèi)取得成功的應(yīng)用，但依然尚未普及。在國家經(jīng)濟建設(shè)飛速發(fā)展的進程中，重型載重汽車的生產(chǎn)能力及生產(chǎn)力水平亟待有一個質(zhì)的飛躍，而工業(yè)機器人即是提升生產(chǎn)力水平的強力推進器?；[叢媽羥為贍債蛭練凈。如圖所示為機器人自動柔性搬運系統(tǒng)的現(xiàn)場布局。該系統(tǒng)包括1臺FANUCR-2000iB/165F機器人，1個機器人手爪，1個長11m的行走軸

9、，2臺上下料滑臺，F(xiàn)ANUCiRVision2DV視覺系統(tǒng)，F(xiàn)ANUCiRVision3DL視覺系統(tǒng)，5臺抽檢滑臺，電氣控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用1臺機器人完成服務(wù)5臺機床進行上下料的作業(yè)。預(yù)頌圣鉉俵歲齦訝驊汆。圖1機器人自動柔性搬運系統(tǒng)的現(xiàn)場布局在此系統(tǒng)中，1臺FANUCR-2000iB/165F機器人被安裝於行走軸上，能夠?qū)崿F(xiàn)整個系統(tǒng)的上下料動作?；稒C器人專用手爪單元開發(fā)的手爪，非常適用於工件一致性較差的使用情況，并有較高的定位精度和抓持穩(wěn)定性。在長度為11m的行走軸導(dǎo)軌上安裝一臺工業(yè)機器人，最大運動速度為1.5米/秒，使用FANU刎服電機驅(qū)動，具有重復(fù)定位精度高、響應(yīng)速度快、運行平穩(wěn)、可靠等

10、特點。止匕外，還專門設(shè)計了防塵罩，保護導(dǎo)軌、直線軸承以及齒條等運動部件，有效提高了可靠性和使用壽命。在實際應(yīng)用中，導(dǎo)軌安裝於兩條生產(chǎn)線機床的中心線上，所安裝的工業(yè)機器人運動范圍完全覆蓋5臺機床以及上下料滑臺區(qū)域。從而實現(xiàn)了1臺機器人服務(wù)5臺機床進行上下料作業(yè)。2臺上下料滑臺，每個上面有4個托盤，每個托盤分別可以存放一個工件。以實現(xiàn)待加工工件的上料，以及加工完成工件的下料。在該系統(tǒng)中，由於使用了視覺技術(shù)，因此上下料滑臺無需工件的定位裝置。滲侈嗆儼勻謂鱉調(diào)硯錦。FANUCiRVision2D視覺系統(tǒng)由一個安裝於手爪上的2D攝像頭完成視覺數(shù)據(jù)采集。該視覺系統(tǒng)作為待加工工件準確抓取的定位方式，省去通常

11、為滿足機器人的準確抓取而必須采用的機械預(yù)定位夾具，具有很高的柔性，使得在加工中心上可以非常容易地實現(xiàn)多產(chǎn)品混合生產(chǎn)。而FANUCRVision3DL視覺系統(tǒng)由一個安裝於地面上的3DLaserSensor完成視覺數(shù)據(jù)采集。該視覺系統(tǒng)解決了定位面有偏差的工件上料位置變化問題。由於待加工工件為毛坯件，機器人抓取工件彳爰，上料的定位孔位置會發(fā)生變化，甚至工件上料時的平面度也有變化。該技術(shù)可以自動補償位置變化，實現(xiàn)高精度上料。5臺抽檢滑臺分別針對一臺機床，以實現(xiàn)隨時對該機床加工工件質(zhì)量的檢測。電氣控制系統(tǒng)運用人機界面對整個機器人自動柔性搬運系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)控。采用三菱Q系列PLCS制器，并使用工業(yè)現(xiàn)

12、場總線實現(xiàn)系統(tǒng)中實時和非實時數(shù)據(jù)的傳輸，具有高度可靠性和可維護性。安全設(shè)備采用門開關(guān)作為機器人工作區(qū)域的安全防護，完全做到人機隔離，確保系統(tǒng)在自動運行中的人員安全。該套設(shè)備的應(yīng)用極大地提高了產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性，節(jié)省了大批人工，提高了企業(yè)的自動化水平，減少了企業(yè)的勞動力成本支出，提高了產(chǎn)品的市場競爭力。系統(tǒng)流程如圖2所示。錢誅臥瀉啰圣騁睨頂尻。圖2機器人自動柔性搬運系統(tǒng)流程圖2D視覺技術(shù)：無夾具定位工件的自動柔性搬運機器人對無定位工件的自動柔性搬運系統(tǒng)的工作原理，就是利用高清晰攝像頭（vision系統(tǒng)）實現(xiàn)對無定位工件的準確位置判斷，在機器人收到信號彳爰，機器人裝上為工件定制的專用手爪可靠的抓取工

13、件，在與機床進行通訊得到上料請求彳爰，最終完成機床的上下料。在各種機械加工行業(yè)中該系統(tǒng)應(yīng)用廣泛。使用機器人對無夾具定位工件的自動柔性搬運系統(tǒng)可以使生產(chǎn)流水線更加簡單易於維護，并大幅度降低工人的勞動強度，效率和柔性又比較高。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，安全文明，并且無污染，能在各種機械加工場合進行應(yīng)用，滿足了高效率、低能耗的生產(chǎn)要求。FANUCRVision2DV視覺系統(tǒng)主要是通過視覺系統(tǒng)軟件設(shè)置，建立視覺畫面上的點位與機器人位置相對應(yīng)關(guān)系。對工件進行視覺成像，與已標定的工件進行比較，得出偏差值，即機器人抓放位置的補償值，實現(xiàn)機器人自動抓放。該技術(shù)實現(xiàn)了機器人在無夾具定位工件情況下的自動柔性搬運。在該上下料

14、系統(tǒng)中，待加工工件形狀復(fù)雜，用夾具進行定位非常復(fù)雜，也不利於以彳爰同類新產(chǎn)品的擴展。應(yīng)用FANUCiRVision2DV視覺系統(tǒng)彳爰，待加工工件只需放置於上下料滑臺無定位裝置的托盤上，實際情況為待加工工件可以在托盤上移動正負2厘米以及旋轉(zhuǎn)正負30度。這樣大大減少了在上下料滑臺上的設(shè)計工作，保證了系統(tǒng)的擴展功能。FANUCiRVision2DV視覺系統(tǒng)的原理是，選一個待加工工件作為初始工件，通過2DV視覺軟件對該工件在攝像頭中的畫面點位與機器人示教點位的關(guān)系進行標定，同時完成初始工件的特征標定。示教完成的抓取程序為初始工件初始位置的抓取位置，此時工件抓取偏差值為零。當工件平移或者旋轉(zhuǎn)彳爰，位置與

15、初始工件的位置發(fā)生變化。通過2DV軟件，機器人能夠計算出位置變化量X、Y、Ro機器人把該偏差值存入位置寄存器PR中。此時機器人可以通過把偏差值PR補償?shù)匠跏甲ト∥恢脕韺崿F(xiàn)工件的抓取。2DV視覺系統(tǒng)操作流程如圖3o擁締鳳襪備訊顆輪爛薔。CameraCalibrationTooL地置'用L器人位龍與越像畫面位置關(guān)系標定圖32DV視覺系統(tǒng)操作流程在該上下料的應(yīng)用中只有一種工件,當有多種工件時，2DV視覺系統(tǒng)可以根據(jù)不同的工件進行多次特征標定，實現(xiàn)多種工件之間的切換調(diào)用。大大提高了系統(tǒng)的可擴展性，柔性度局0贓熱俁畫歲匱閶鄴錢騷。3D視覺定位技術(shù)助力機器人準確上料3D視覺定位技術(shù)應(yīng)用於機器人上料

16、至機床。攝像頭安裝固定在3DL視覺支架上。該技術(shù)解決了定位面有偏差的工件上料位置變化問題。由於工件為毛坯件，機器人抓取工件彳爰，上料的定位孔位置會發(fā)生變化，甚至工件上料時的平面度也有變化。對於此，在沒有3DL視覺系統(tǒng)的情況下，機器人是無法實現(xiàn)對工件的準確上料。其原理是：選一個毛坯件作為初始工件，通過3DL視覺軟件對該工件在攝像頭中的畫面點位與機器人示教點位的關(guān)系進行標定，同時完成初始工件的特征標定。示教完成的上料程序為初始工件初始位置的上料位置，此時工件上料偏差值為零。當抓取其它毛坯件彳爰，定位孔位置以及工件的平面度發(fā)生變化。通過3DL軟件，機器人能夠計算出位置變化量X、Y、Z、WP、R。機器

17、人把該偏差值存入位置寄存器PR中。此時機器人可以通過把偏差值PR補償?shù)匠跏忌狭衔恢脕韺崿F(xiàn)工件的上料。2DV是通過攝像頭計算平面變化量，3DL是通過攝像頭和激光綜合計算空間變化量。實際上3DL是2DV與激光技術(shù)的綜合應(yīng)用，該技術(shù)大大增加了系統(tǒng)設(shè)計的可行性，尤其是在遇到定位面有偏差的工件設(shè)計時。軟浮動功能：補償機器人手爪在抓取工件時產(chǎn)生的位置偏差軟浮動功能(SoftFloat)應(yīng)用於工件抓取和機器人機床上、下料步驟。該項目中，機器人手爪抓取處於待加工工件位置在毛坯面，各個毛坯件抓取位置與定位孔位置都有差異。毛坯面與定位孔位置的變化會引起一系列的問題，這包括：工件在托盤內(nèi)，機器人抓取彳爰，由於毛坯面

18、帶來的偏差就會導(dǎo)致工件在手爪抓取時產(chǎn)生移動，偏差大的時候會與托盤之間產(chǎn)生摩擦；機器人從機床下料時，由於毛坯面帶來的偏差，導(dǎo)致手抓不能完全貼合毛坯面，即使強硬貼合上，在工件脫離定位銷時會有嚴重的摩擦，導(dǎo)致碰撞報警。雖然有2DVB覺補償，但是毛坯面不能作為特征量，導(dǎo)致在機器人手爪抓取工件的位置在不停的變化，機器人無法補償此偏差。當開啟軟浮動功能彳爰，機器人可以受外力改變姿態(tài)，改變大小可以通過參數(shù)設(shè)置。手爪在抓取毛坯件時可以根據(jù)毛坯面改變姿態(tài)，達到完全貼合，避免碰撞和摩擦。在該項目中，工件定位孔與機床定位銷(錐形)之間的配合精度達到0.01毫米。機器人本身的重復(fù)精度是大於0.01毫米的，導(dǎo)致工件上料

19、位置偏差。此時，通過應(yīng)用軟浮動功能，機器人首先抓取工件運行到定位銷錐度部位，由機床夾具夾緊，機器人通過軟浮動移動至上料位置，從而實現(xiàn)上料過程。壇技鄉(xiāng)囂懺簍鍥鈴氈淚。搬運機器人機器人自動柔性搬運系統(tǒng)在重型汽車生產(chǎn)中應(yīng)用前景可期，隨著中國經(jīng)濟的快速增長，重型載重運輸汽車的需求在不斷地擴大，為滿足市場的需求，各重型汽車廠正在不斷地積極開發(fā)新產(chǎn)品，并擴大原有產(chǎn)能。使用機器人服務(wù)加工中心組成柔性加工生產(chǎn)線的自動化方式逐步得到廣泛采用，從而在提高生產(chǎn)效率、減少人工成本、保障作業(yè)安全、提高生產(chǎn)品質(zhì)等方面起到了顯著作用。由上文可知，機器人自動柔性搬運系統(tǒng)具有很高的效率和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，同時兼具柔性和可靠性較高

20、、結(jié)構(gòu)簡單和便於維護的優(yōu)點，可以滿足不同種類產(chǎn)品的生產(chǎn)。對於重型汽車生產(chǎn)廠家來說，可以很快進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整和擴大產(chǎn)能，同時大大降低了產(chǎn)業(yè)工人的勞動強度，具有廣泛的應(yīng)用前景。蠟變夥癟報帳鉉錨鋪贅。二、焊接機器人在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用汽車行業(yè)的發(fā)展水平，代表了一個國家的綜合技術(shù)水平，汽車工業(yè)的發(fā)展將會帶動其他行業(yè)的發(fā)展。各廠商為了在日漸激烈的競爭中立于不敗之地，必須率先實現(xiàn)焊接自動化，因此，今后除了如汽車、摩托車這樣的大批量生產(chǎn)行業(yè)，一些產(chǎn)品多樣化的企業(yè)，為了提高焊接質(zhì)量，也將會考慮使用焊接機器人，如鋼結(jié)構(gòu)等行業(yè)，與此同時，對焊接機器人的要求也必然會逐步提高，如說對焊道的自動跟蹤系統(tǒng)的需求會逐步加

21、大等。作為焊接機器人和焊接機的專業(yè)生產(chǎn)廠家，OT公司將繼續(xù)為提高中國的高速、高效、自動化焊機做出自己的貢獻。李瑞峰：由于焊接技術(shù)是基于多學(xué)科交叉融合的產(chǎn)物，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成果的不斷涌現(xiàn)，必將推動焊接技術(shù)更新更快的發(fā)展。除了物理、化學(xué)、材料、力學(xué)、冶金、機械、電子學(xué)等學(xué)科的新發(fā)展將會推動焊接新材料、新工藝的不斷出現(xiàn)外，計算機、控制理論、人工智能等信息科學(xué)領(lǐng)域的新進展將進一步將焊接工藝實現(xiàn)的手段推進到自動化、機器人化和智能化的新階段，進而實現(xiàn)幾代焊接人的夢想一一用機器來代替人工進行焊接作業(yè)。對于在汽車工業(yè)中的點焊應(yīng)用來說，目前已廣泛采用電驅(qū)動的伺服焊槍。日本豐田公司已決定將這種技術(shù)作為標準來裝備

22、其日本國內(nèi)和海外的所有點焊機器人。據(jù)本田公司稱，用這種技術(shù)可以提高焊接質(zhì)量，在短距離內(nèi)的運動時間也大為縮短，因而試圖用它來代替某些弧焊作業(yè)。據(jù)富士電機報導(dǎo)，該公司最近推出一種高度較低的點焊機器人，用它來焊接車體的下部零件，這種矮小的點焊機器人還可以與較高的機器人組裝在一起，共同對車體上部進行加工，從而縮短了整個焊接生產(chǎn)線的長度。目前，用2臺機器人協(xié)調(diào)工作進行弧焊已相當普遍。此時，一臺弧焊機器人焊接工件，而另一臺夾持機器人夾持工件，從而不必為特殊工件專門設(shè)計成本很高的專用夾具，并能保持最佳的焊接壓力。目前，豐田公司已開始使用能夠焊接厚度為的薄鋼板（間隙2mm的弧焊機器人，由于這種弧焊機器人能從鋼

23、板一側(cè)進入到焊接位置而不必像點焊機器人那樣需要從鋼板兩側(cè)進入到焊接位置，因而將優(yōu)先取代某些點焊作業(yè)。在日本，激光焊接還不是很普遍，而柔性本體生產(chǎn)線（FBD方案的應(yīng)用已日益增多。在這種場合下，各種形狀的板金件都采用激光焊接，以形成車體的板金件。將處理速度更高的微處理器引入到機器人控制器，顯著提高了機器人的運動控制性能，從而提高了生產(chǎn)效率。由于運動控制性能的不斷提高，使得一些新型應(yīng)用成為可能，比如汽車油箱的線焊，采用特殊的焊機焊接油箱的接縫，專門設(shè)計用于特定的油箱形狀，而為了便于裝入到車體內(nèi)的有限空間內(nèi)，油箱的形狀越來越復(fù)雜，因而這就要求機器人的工作盡可能滿足這一需要。過去，由于難以保持恒定的線焊

24、速度，很難實現(xiàn)這一任務(wù)，而使用了新的機器人控制器后則能夠順利完成這一任務(wù)。計算機視覺以其信息量大、精度高、檢測范圍大等特點，在焊接領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，為實現(xiàn)焊接操作自動化提供了有力手段。借助CCD攝像機、紅外攝像儀、X光探傷儀、高速攝像機等圖像傳感設(shè)備及智能化的圖像處理方法，許多機器人及特定的自動焊機也具備了一定的視覺功能，它們不僅可以模擬熟練焊工的視覺感知能力，而且可以超越人的局限，完成諸如獲取并處理強弧光及飛濺干擾下的焊縫圖像，實時提取焊接熔池特征參數(shù)，預(yù)測焊接組織、結(jié)構(gòu)及性能等，實現(xiàn)人類難以直接作業(yè)的特殊場合（如水下、空間核輻射環(huán)境等）的自動焊接施工，確保焊縫質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性。在國內(nèi)

25、外研究人員的共同努力下，計算機視覺廣泛應(yīng)用于焊縫跟蹤、熔池形狀與熔透控制、焊道形貌檢測與控制等領(lǐng)域，為焊接生產(chǎn)和過程自動化、智能化作出了重要貢獻。鑒于焊接過程的復(fù)雜性、先進制造業(yè)對焊接技術(shù)更高層次的需求及用戶對新型視覺傳感系統(tǒng)更高的性價比要求等，當前還必須解決系統(tǒng)的復(fù)雜性與可靠性、實時性與精確性、可控性與智能化等方面的問題。隨著全球經(jīng)濟的一體化發(fā)展，世界制造中心逐步向中國轉(zhuǎn)移，中國工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)也將會快速地發(fā)展起來。我堅信，在不遠的未來，在中國的汽車生產(chǎn)線上會有越來越多的國產(chǎn)焊接機器人發(fā)揮作用。買鯽m瞥曇膚遙閆擷凄。弧焊機器人三、裝配機器人在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用在國內(nèi)外各大汽車公司裝配生產(chǎn)線上

26、被廣泛采用的裝配機器人。一方面使汽車裝配自動化水平大大提高，目前，國外某些大批量生產(chǎn)的轎車的裝配自動化程度已達到50%65%另一方面，有效地減輕了工人的勞動強度，提高了裝配質(zhì)量，并明顯地提高了生產(chǎn)率。在汽車整車裝配中，機器人不僅用于擋風(fēng)玻璃的密封濟涂覆、安裝和車輪備胎、儀表盤總成、后懸梁、車門、蓄電池等部件的安裝，也用于發(fā)動機動力總成等大件的安裝。綾鋪蜩駕櫬鵬蹤韋麟汆。裝配機器人四、噴涂機器人在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用噴涂機器人在汽車制造業(yè)中可噴涂形態(tài)復(fù)雜的汽車工件，而且生產(chǎn)效率和很高。多用于汽車車體的噴涂作業(yè)，如噴漆、噴釉等。驅(qū)顏髏彥決綏謫飴憂錦。噴涂機器人除了上述4類機器人以外，汽車制造業(yè)中應(yīng)用

27、的機器人還有用于特殊加工的激光加工機器人，用于部件形狀測量、裝配檢查和產(chǎn)品缺陷檢查的檢測機器人，抑制塵埃粒子大小及數(shù)量的水切割機器人和凈化機器人等。貓至驢繪燈鮑誅髏貝兄尻。隨著中國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，機器人在先進汽車制造中的重要性也越來越凸顯。機器人的產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，覆蓋焊接、物料搬運、裝配、噴涂、精加工、拾料、包裝、貨盤堆垛、機械管理等領(lǐng)域。在汽車行業(yè)的應(yīng)用主要分為以下五大部分。車身系統(tǒng)中，采用虛擬仿真等手段，主要針對車身覆蓋件不斷開發(fā)出新的標準化、模塊化解決方案；動力總成系統(tǒng)中，提供了涵蓋汽車傳動系統(tǒng)核心部件：發(fā)動機、變速箱和傳動軸的全套裝配測試系統(tǒng)。在沖壓自動化系統(tǒng)方面，從卷材與堆垛到零件

28、的碼垛，從提供控制系統(tǒng)到企業(yè)ERP從設(shè)計到生產(chǎn)支持與效率優(yōu)化，擁有全面的工程能力；涂裝自動化系統(tǒng)方面，以高柔性高精度的噴涂機器人來幫助客戶提升涂裝質(zhì)量，減少生產(chǎn)廢料；而在焊接自動化系統(tǒng)中，機器人比較典型的應(yīng)用是電阻點焊、電弧焊；其最新一代機器人配套提供一系列高度人性化的軟件工具。汽車工業(yè)的最大特點是產(chǎn)量大，生產(chǎn)節(jié)拍快，產(chǎn)品一致化程度高。消費者對汽車質(zhì)量要求越來越高，是促使機器人應(yīng)用越來越普遍的一個重要原因。與人工制造相比較而言，運用機器人進行自動化批量生產(chǎn)有許多好處。以汽車車燈的涂膠為例，隨市場對汽車車燈泡質(zhì)量要求逐日升高，對車燈的密封性能要求比以前更高了，如果仍然采用傳統(tǒng)的人工涂膠生產(chǎn)模式是

29、不能滿足現(xiàn)在消費者對車燈密封性能的需求的。機器人的運用不僅能解決人工生產(chǎn)所不能達到的技術(shù)要求，而且還能進行高質(zhì)量的批量生產(chǎn)以滿足不斷增長的生產(chǎn)和消費需求。對此，機器人卻是個很好的解決方案。比如說ABEM器人，堅固耐用，功能強，使用周期可達十年以上；需要更換車型的時候，只考慮改變機器人程序就行，所以它可生產(chǎn)不同的車型；同時，由于柔性化程度高，同一條機器人生產(chǎn)線也可同時生產(chǎn)許多不同種類的產(chǎn)品。作為大型投資，投資回報期的長短是廠家必須考慮的重要因素之一；以前汽車商們把這個時間估算為八到十年，而有了機器人以后，這個周期被大大縮短。投資節(jié)省了，節(jié)拍變快了，避免了廢工廢力廢材料，不僅有利于汽車商本身，而且

30、也有利于節(jié)能和環(huán)保，對社會也是一個很大的貢獻。目前，機器人市場上主要存在歐系和日系兩大類產(chǎn)品，其中，ABB是典型的歐系機器人，是第一個發(fā)明微電子電機驅(qū)動的機器人生產(chǎn)廠家。ABB機器人的軌跡精度很高，尤其是在高速運動時非常出色；若軟件設(shè)定切割一個圓，不管直徑再小，切出來的形狀所達的效果值和期望值幾乎毫無偏差。再如，過去的機器人在進行電弧焊時，必須安裝一個特別防撞開關(guān)，避免發(fā)生撞擊事故時可能對人體及設(shè)備產(chǎn)生的不安全因素；而ABB卻是通過獨特防碰撞軟件技術(shù)，使得力的控制達到了最巧妙的設(shè)定。在電阻點焊時，要求工程師非常清楚的了解工具的重心在哪里，慣量多大，必須標定的很好，才能最優(yōu)化的發(fā)揮機器人的性能。憶起機器人最初在業(yè)界興起的時候，王經(jīng)理細談起，最初只有合資廠們直接引進機器人項目，但也只使用于關(guān)鍵工序；漸漸，中國汽車廠商們開始對吸收新技術(shù)充溢激情，很多公司看到別人的工作站上使用機器人就有樣學(xué)樣