機器人自動化汽車零部件焊接案例分析

一個連接了十個KUKA焊接和搬運機器人組成的自動化生產(chǎn)線，無論在哪個行業(yè)都是令人矚目的，而通常也只有在汽車工業(yè)中才能找到同類可比的解決方案。來自下奧地利州St.Aegyd的Roth技術(shù)公司是歐洲貨車行業(yè)的首個供應(yīng)商和系統(tǒng)合作伙伴，自1983年開始為貨車、拖拉機、叉車、公共汽車等生產(chǎn)排氣管。該公司大膽采用了KUKA機器人為其設(shè)計的這項由十個機器人組成的焊接及搬運解決方案，由此開辟了一個全新的生產(chǎn)方向。這一復(fù)雜的生產(chǎn)線為曼(MAN)公司制造出了符合排放標(biāo)準(zhǔn)EURO6的新一代消聲器。

汽車行業(yè)對零配件供應(yīng)商的質(zhì)量要求日益提高，這是和Roth公司開發(fā)使用KUKA機器人的創(chuàng)新型自動化解決方案的其中一個動因。在行業(yè)需要能實現(xiàn)更多件數(shù)的生產(chǎn)能力的同時，有關(guān)廢氣清潔排放限制方面新的法規(guī)也要求產(chǎn)品生產(chǎn)更新和更高的靈活性。最終，Roth技術(shù)公司消聲器部件的重量達到了120至150kg，超過了正常人的搬運重量，其對自動化解決方案的需求也迫在眉睫。

KUKA為其設(shè)計的解決方案是這樣的：整個生產(chǎn)線總共包括20個不同的工位，其中12個為純焊接工位。三個KUKAKR270R2700ultra機器人安裝在KUKA線性單元KL1500上，用于將消聲器移動至不同的工作站。為了將各個小型零配件固定在消聲器上，將兩個KUKAKR5sixxR850型號的小型搬運機器人集成到焊接單元內(nèi)。機器人將零配件從庫中取出并將其準(zhǔn)確地保持在消聲器上，由焊接機器人進行定位和焊接。五個焊接機器人KR16L8arcHW構(gòu)成了一條生產(chǎn)線。該類型KUKA機器人作為氣體保護焊接專家，主要用于較大部件的焊接。通孔直徑達60mm的HollowWrist空心軸結(jié)構(gòu)集成了不同制造商的焊槍和介質(zhì)供給線路，由此可使焊接包始終受到保護，確保提高剛性并減小振動。

新的解決方案不僅提高了效率，而且還減輕了員工的負(fù)擔(dān)并保護了產(chǎn)品。由此可實現(xiàn)更高的質(zhì)量要求。由于部件越來越重而不必再手動操作，因而可以避免損壞。

/?c>/(rh32s=MsoNormal style="mso-char-indent-count:2.0000;line-height:150%;" >螺旋掃描傳感器使用2M類激光儀捕獲一張零件的3D數(shù)字圖像，并報告與零件CAD模型相比出現(xiàn)的復(fù)雜形狀和表面缺陷，以及重要特征的離散信息。在將機器人移動到每個掃描位置后，自主學(xué)習(xí)能力使其能夠執(zhí)行手動編程移動。然后，所有機器人移動被自動寫入零件檢查程序中，從而自動檢查后面的零件。使用程序或設(shè)備都不需要廣泛的計量經(jīng)驗。

使用從生成點云數(shù)據(jù)庫提取的自動特征，每個特征編程最多為200個掃描行，從而使機器人在某一位置就可以檢查多種特征。可配置的激光線密度使掃描線間距可以定義到0.1mm這樣小，且激光線長度和方向±45°時容易編程。

圖2系統(tǒng)的矢量軟件提供了實時狀態(tài)監(jiān)控、SPC報告能力、虛擬固定對齊及基于特征類型的自主學(xué)習(xí)“Autosolve”特征提取功能

矢量分析和報告軟件提供實時狀態(tài)監(jiān)控，通過測量監(jiān)視器立即顯示結(jié)果，提供公差極限警報及零件趨勢截圖。它還提供帶有歷史數(shù)據(jù)庫的SPC報告包以便跟蹤，提供數(shù)據(jù)分析以便改善工藝，還提供遠(yuǎn)程訪問以便檢查結(jié)果。此軟件具有基于孔和螺柱測量特征類型等的全面幾何結(jié)構(gòu)尺寸和公差能力及自主學(xué)習(xí)“Autosolve”特征提取功能。