发那科智能机器人系统在汽车零部件焊接线上的应用

机器人技术代表着先进的制造技术，随着各行各业对机器人的需求不断加大，机器人化智能装备正在不断被研发出来。目前，工业机器人已在汽车零部件、包装物流、工程机械等众多领域得到广泛应用，特别在汽车领域上，有着广泛的应用。

前言：

机器人技术代表着先进的制造技术，随着各行各业对机器人的需求不断加大，机器人化智能装备正在不断被研发出来。目前，工业机器人已在汽车零部件、包装物流、工程机械等众多领域得到广泛应用，特别在汽车领域上，有着广泛的应用。
汽车生产的四大工艺以及汽车关键零部件的生产上，由于生产环境的危险性和工序的复杂性，决定了由工业机器人的参与可大大提高生产安全和工作效率。例如在汽车车身生产中，有大量冲压、焊接、检测等工序，目前都是由工业机器人参与完成。特别是焊接方面，一条焊接线就要有大量的工业机器人参与。本文以发那科公司的多功能智能型机器人在汽车零部件焊接例子展示现代机器人系统的柔性化制造技术应用。

柔性化制造技术：

目前中国生产的桑塔纳、大众，别克、赛欧等后桥、副车架、摇臂、悬架、减振器等轿车底盘零件大都是以MIG焊接工艺为主的受力安全零件，主要构件采用冲压焊接, 板厚平均为1.5～4mm，焊接主要以搭接、角接接头形式为主，焊接质量要求相当高，其质量的好坏直接影响到轿车的安全性能，因此要求焊接机器人系统必须高度柔性化。即：适应于不同零件的焊接夹具;能短时间内快速调换气、电信号、配管、配线快速改换;控制程序必须能预置和快速转换，最大程度地发挥机器人特点以使一套机器人系统能根据需要焊接多种零件和适应产品多样化和改进的要求。

发那科智能机器人柔性化应用：

图一、FANUC R-2000iB机器人螺柱焊接

图一是某汽车零部件厂在生产底盘零部件、座椅骨架、导轨、消声器以及液力变矩器等焊接件时，采用了FANUC R-2000iB型智能机器人进行螺柱焊接工序。FANUC R-2000iB系列负重能力与可达范围组合丰富，可满足车身车间绝大多数的应用需求，配合功能强大的R-30iA控制器，是车身车间机器人的首选机型。FANUC R-2000iB型智能机器人采用了目前最先进的TCP(tool center point工具中心点)自动校零技术，TCP自动校零是用在机器人焊接中的一项新技术，它的硬件设施是由一梯形固定支座和一组激光传感器组成。当焊枪以不同姿态经过TCP支座时，激光传感器都将记录下的数据传递到CPU与最初设定值进行比较与计算。当TCP发生偏离时，机器人会自动运行校零程序，自动对每根轴的角度进行调整，并在最少的时间内恢复TCP零位。采用该技术在实际生产中避免会发生焊枪与夹具之间的碰撞等不可预见性因素导致TCP位置偏离的问题。

图二、搬运机器人 + 焊接机器人协同工作

图二是由FANUC R-2000iB型机器进行搬动工序，FANUC R-2000iB型智能机器人进行点焊工序，两部机器人进行同步协调和配合工序。两部机器人之间的配合所体现的主要优点是能适应各种不规则焊缝的焊接，但缺点是由于两部机器人配合的不协调所导致的故障率较高。本场合采用了FANUC R-30iA最先进的新一代机器人控制器，其具有性能高，响应快，安全性强等特点，并且作为唯一集成了视觉功能的机器人控制器，克服了多台机器并行工作可能带来的配合问题，FANUC R-30iA控制器在一个单机系统或多机系统上实现简单和柔性控制，集成传感器的硬件，简化系统的集成，提高机器人的运动性能，最大程度的提高了汽车零部件加工的生产效率。

图三、汽车零部件焊接自动线

图三是该汽车零部件生产中焊接自动线，也是今后汽车底盘焊接等工序的主要发展方向。该自动化生产线采用了多台发那科机器人的焊接系统、冲压系统、涂胶系统、测量系统、搬运系统和悬挂输送链组成，由多台机器人之间的同步配合来完成一个汽车零部件产品的焊接加工冲压涂胶等工序，由于发那科机器人具有业内唯一一家自主研发的视觉传感技术，避免了采用第三方视觉传感器系统带来的不兼容性，因此在部件加工过程中能够自动识别焊缝位置，在空间中寻找和跟踪焊缝、寻找焊缝起、终点，实现焊枪跟随焊缝位置自适应控制。

小结：

机器人焊接技术在汽车工业中的应用代表了焊接工艺的一个新发展方向，而中国汽车工业使用机器人焊接系统时间不长，应用面还不广，还有待于在实践中结累更多经验。区别于其他主要机器人供应商多采用OEM的方式组装机器人，发那科自主设计和制造机器人的所有主要部件，从而在产品的兼容性及质量的可回溯性方面有着无可比拟的优势，先进的技术和完善售后服务使得发那科机器人全球累计销售超过25万台以上，心无旁骛，专注于机器人和智能机器的研发，这种专注能确保发那科在技术、研发和产品等方面均处于领先地位，做到专业而深入的“机器人专家”，为不同的用户提供快捷周到的服务，灵活响应客户的定制需求。

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