汽車裝配線上的工業(yè)機(jī)器人
來(lái)源:(暫不可見)/auto/_01-ABC00000000000111380.shtml
在過(guò)去的40年里弱睦,我們已經(jīng)見到工業(yè)機(jī)器人在大多數(shù)制造領(lǐng)域里從事那些勞動(dòng)強(qiáng)度大或重復(fù)性高的工作方面勝過(guò)了人類。但在一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域——機(jī)械裝配渊额,迄今為止况木,機(jī)器人的應(yīng)用技術(shù)仍落后于工業(yè)產(chǎn)業(yè)對(duì)它的期望。由于裝配工作要求快速驶滚、精密和可靠靡勾,傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人似乎還不能完成某些裝配作業(yè)和熟練技術(shù)工人的工作。
把一個(gè)燈泡旋入燈座這樣簡(jiǎn)單的任務(wù)就可以說(shuō)明為什么傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人干不了這件事换秧。要施加一個(gè)大小正好合適的力悦级,在正好合適的時(shí)間把燈泡轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)正確的角度,這是人類憑直覺來(lái)做的工作辫航,一個(gè)依靠編程的機(jī)器人怎么能干得了這樣的活呢斑渠?
與旋燈泡的工作類似
汽車動(dòng)力總成的裝配是一種傳統(tǒng)的手工作業(yè),需要有熟練技巧和有經(jīng)驗(yàn)的工人來(lái)完成漓惕,因?yàn)殡x合器和液力變矩器等部件的齒輪和其他重要零件都必須在一個(gè)狹小的空間里以非常高的精確度進(jìn)行對(duì)中榕诬,這樣單調(diào)的多次重復(fù)動(dòng)作會(huì)使工人容易疲勞,并會(huì)降低產(chǎn)品質(zhì)量每贮,工作效率無(wú)疑也會(huì)受到影響菜犀。如果機(jī)器人操作可以達(dá)到人工操作同樣水平,這將使自動(dòng)化在這個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用前景非常廣闊榔汤。 為了讓機(jī)器人能夠模仿人類在裝配線上的工作栽斑,機(jī)器人需要有對(duì)力的感覺能力和順從性。機(jī)器人必須有一種控制方法能夠?qū)α土剡M(jìn)行控制,并能夠?qū)佑|的信息作出反應(yīng)畏铆。ABB新型機(jī)器人的力控制技術(shù)可以做到這一點(diǎn)雷袋。
具有位控制功能的機(jī)器人所面臨的問題
如果一個(gè)具有位控制功能的機(jī)器人試圖把兩個(gè)齒輪對(duì)準(zhǔn),而它的控制程序?qū)X的位置卻沒有精確的信息辞居,這時(shí)楷怒,機(jī)器人唯一的選擇只能是反復(fù)進(jìn)行試對(duì)中和找錯(cuò),一直反復(fù)進(jìn)行瓦灶,直到找對(duì)了齒的相對(duì)位置為止鸠删。機(jī)器人試圖把兩個(gè)齒輪裝配起來(lái),如果沒對(duì)準(zhǔn)贼陶,就會(huì)使一個(gè)齒輪緊緊地壓住另一個(gè)齒輪刃泡,并產(chǎn)生很大的接觸力。為了便于安裝碉怔,即使我們把齒輪的齒進(jìn)行倒角處理烘贴,但對(duì)不準(zhǔn)仍然會(huì)產(chǎn)生很大的側(cè)向應(yīng)力,因?yàn)闄C(jī)器人總是盡量讓齒輪沿著預(yù)先制定的路線向被插入物的中心線移動(dòng)撮胧。不僅如此庸伏,這種做法有時(shí)甚至?xí)过X輪發(fā)生卡死現(xiàn)象,除非事先已采取了某些機(jī)械順從性措施围娃。
RCC(遠(yuǎn)程中心順從性)裝置就是為解決這一問題而開發(fā)的技乡。安放一些抗剪彈性墊塊可以減小齒輪接觸時(shí)的接觸力,并能使裝配機(jī)器人補(bǔ)償因振動(dòng)或公差不合適而引起的定位誤差碎痘。當(dāng)順從性中心接近接觸點(diǎn)時(shí)技碍,被插入的外凸形的零件因受到強(qiáng)大的接觸力而能自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)凹形零件,而這個(gè)接觸力是由于沒對(duì)準(zhǔn)而產(chǎn)生的创靴,所以云许,無(wú)論是零件還是工具,都不會(huì)受到損壞偶刃。
不幸的是延杯,像RCC裝置這樣有用的設(shè)備卻不能廣泛應(yīng)用于汽車廠里的所有裝配作業(yè)上。這里有幾個(gè)原因:首先叭舰,裝配零件的幾何形狀很復(fù)雜而且差別很大玫斋,因而需要頻繁地從一個(gè)零件的專用裝置換成另一個(gè)零件的專用裝置;此外忱当,由于這種裝置本身不能使零件彼此進(jìn)行定位并產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)蚯涮,因而裝配所需時(shí)間比較長(zhǎng)。所有這一切卖陵,使發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)都比較高遭顶。
近年來(lái)张峰,隨著全球汽車生產(chǎn)向著多品種、小批量方向發(fā)展棒旗,工業(yè)機(jī)器人在汽車工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍喘批,其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括:
在汽車裝配線上,幾乎所有的工位均可應(yīng)用機(jī)器人來(lái)提高裝配作業(yè)的自動(dòng)化程度铣揉,如:車門的安裝饶深、儀表盤的安裝、前后擋板的安裝逛拱、車燈的安裝敌厘、汽車電池的安裝、座椅的安裝以及發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配等朽合。
此外俱两,在汽車裝配線上還可以利用機(jī)器人來(lái)填充液體物質(zhì),這些液體物質(zhì)包括剎車油祖擦、離合器油舶酒、熱交換器油、助力液酷豫、車窗清洗液等缰橘,機(jī)器人可以精確地控制這些液體物質(zhì)的填充量,并能減少污染物的排放汗势。
機(jī)器人向人類學(xué)習(xí)
面對(duì)復(fù)雜零件的裝配問題岗憨,人類的思維和行動(dòng)的敏捷性是驚人的乳后,我們可以在適當(dāng)?shù)牡胤? 在零件發(fā)生卡死之前產(chǎn)生并施加一個(gè)插入力锁熟。人類能夠“本能地”學(xué)會(huì)最合理地使用順從性,感受到力和力矩以及零件邊緣和邊界的接觸情況确奄,并能盡快獲得所希望的結(jié)果麸媒。人類區(qū)別于工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)明顯的特點(diǎn)就是我們具有觸覺并能對(duì)它作出反應(yīng)。因此闪铸,如果要求機(jī)器人模仿人類的行為胚览,他們也需要具有類似的觸覺能力和順從性,還要能夠用一種控制方法對(duì)力和力矩進(jìn)行控制需五,并對(duì)接觸的信息作出反應(yīng)鹉动。所有這些都需要對(duì)傳統(tǒng)機(jī)器人的定位控制技術(shù)及規(guī)范進(jìn)行一次徹底的變革。
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