目前，在汽車總裝車間的各個(gè)工藝環(huán)節(jié)，生產(chǎn)節(jié)拍至關(guān)重要，客戶希望在生產(chǎn)線連續(xù)運(yùn)行的工況下完成各工位的裝配任務(wù)，同時(shí)滿足整廠生產(chǎn)系統(tǒng)的工作時(shí)序。如在汽車備胎安裝工位中，存在工人重復(fù)勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低以及安裝質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。對(duì)此，上海發(fā)那科研發(fā)并推出了基于機(jī)器人及智能技術(shù)的汽車備胎自動(dòng)安裝系統(tǒng)。

1系統(tǒng)介紹

圖1.發(fā)那科汽車備胎自動(dòng)安裝系統(tǒng)

本系統(tǒng)主要由機(jī)器人、行走軸、隨行跟蹤系統(tǒng)、iRVision視覺系統(tǒng)以及柔性化TOOLING等構(gòu)成。

A. 機(jī)器人

R-2000iC/125L新型長臂型機(jī)器人作為高可靠性和性價(jià)比的機(jī)器人，擁有3100mm的長臂展和125kg的負(fù)載能力，可廣泛用于汽車制造的各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。采用最新輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使機(jī)械本體重量更輕，剛性更高，機(jī)器人運(yùn)行速度更快。同時(shí)配備通用型總線通訊模塊，適應(yīng)性強(qiáng)，便于與客戶各種不同種類自動(dòng)化控制系統(tǒng)通訊連接。

B. 行走軸及隨行跟蹤系統(tǒng)

行走軸來自上海發(fā)那科標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人行走軸系列，使用FANUC高效伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由機(jī)器人控制器直接控制，控制系統(tǒng)集成化程度高，硬件配置簡潔，其最高速度可達(dá)2000mm/s，且有效行程可根據(jù)需求進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化配置。

隨行跟蹤系統(tǒng)可實(shí)時(shí)讀取車身輸送裝置的線速度并反饋給機(jī)器人，并控制行走軸及機(jī)器人與輸送線的同步運(yùn)行，使機(jī)器人與車身保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。跟蹤系統(tǒng)能夠適應(yīng)0~150mm/s的輸送線速度變化，柔性化程度高，對(duì)客戶現(xiàn)場輸送機(jī)構(gòu)改動(dòng)小，滿足不同速度工況的生產(chǎn)需求。

C. 2D視覺系統(tǒng)

iRVision 2D視覺相機(jī)安裝在機(jī)器人TOOLING側(cè)，可隨機(jī)器人一起運(yùn)動(dòng)，用于位置識(shí)別和防錯(cuò)檢測(cè)。特別是在混線生產(chǎn)時(shí)，視覺系統(tǒng)有以下關(guān)鍵作用：

①精確定位，識(shí)別車身和備胎擺放的位置誤差，反饋給機(jī)器人進(jìn)行安裝的姿態(tài)校正，降低了備胎來料和車身位置精度要求。

②防錯(cuò)功能，智能識(shí)別車型類別(如圖2)，并能識(shí)別輪胎種類和正反面，防止由于來料不匹配問題造成的安裝錯(cuò)誤。

③安全保障，安裝備胎前對(duì)后備箱拍照檢測(cè)(如圖3)，防止因前序工位未打開后備箱而引起機(jī)器人與車身碰撞，消除安全隱患。

圖2. 視覺拍照定位

圖3. 車身后備箱檢測(cè)

2系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用

目前，發(fā)那科機(jī)器人智能汽車備胎安裝系統(tǒng)已在國內(nèi)某知名汽車制造整車廠得以成功應(yīng)用，并穩(wěn)定生產(chǎn)。通過智能化，柔性化技術(shù)以及成熟可靠機(jī)器人的應(yīng)用，不僅為客戶有效節(jié)省了手動(dòng)安裝工人，同時(shí)是生產(chǎn)效率及可靠性大幅提升。

現(xiàn)總結(jié)主要特點(diǎn)如下：

采用FANUC高性能，高可靠性機(jī)器人，提高產(chǎn)線節(jié)拍、確保生產(chǎn)可靠性

配備專用地裝行走軸及隨行跟蹤系統(tǒng)，滿足產(chǎn)線連續(xù)運(yùn)行工況下自動(dòng)安裝

FANUC iRVision 2D視覺系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車身及備胎精準(zhǔn)定位

專用設(shè)計(jì)的TOOLING適用于不同規(guī)格的備胎，提升生產(chǎn)柔性化程度

同時(shí)，對(duì)于該智能化汽車備胎安裝系統(tǒng)，我們已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化模塊化設(shè)計(jì)，能快速響應(yīng)客戶自動(dòng)化改造需求，并最大程度降低對(duì)客戶現(xiàn)場的改造工程，簡化現(xiàn)場施工，縮短實(shí)施周期。