柔性化機(jī)器人抓具在汽車廠中的應(yīng)用

姜正寶

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柔性化機(jī)器人抓具在汽車廠中的應(yīng)用

姜正寶

（江蘇鹽城東風(fēng)悅達(dá)起亞汽車有限公司，江蘇 鹽城 224000）

隨著人們的審美觀在不斷的變化，汽車的更新也隨之換代越來越快。各汽車廠為了降低設(shè)備上的成本，對(duì)夾具的柔性化的要求也越來越高。文章主要介紹了汽車制造中所用焊裝機(jī)器人抓具重要性、應(yīng)用范圍和特點(diǎn)以及在汽車制造中的設(shè)計(jì)要求。

柔性化機(jī)器人抓具

1 引言

目前我國(guó)的汽車行業(yè)步伐有所減緩，各廠商也在不斷的從自身出發(fā)尋找突破口。首當(dāng)其沖的就是降本增效，隨著汽車更新?lián)Q代的腳步加快，個(gè)汽車廠都在追尋設(shè)備投入成本的降低，而焊裝車間設(shè)備焊夾具的投入又是重中之重。這就要求各廠商怎么投入更少的設(shè)備來生產(chǎn)一款全新的車型，于是柔性化夾具就被越來越多的廠商所追求。而我們今天要講的就是柔性化夾具里面的一個(gè)分支——機(jī)器人柔性化抓具。

2 機(jī)器人抓具分類

目前柔性化機(jī)器人抓具一般分為普通抓具、可變伺服抓具及多功能抓具（焊槍+抓具）。從整個(gè)行業(yè)來看其中可變伺服抓具應(yīng)用的最多最廣。對(duì)應(yīng)不同的用途機(jī)器人抓具又可以分為地板機(jī)器人抓具、側(cè)圍機(jī)器人抓具、門蓋機(jī)器人抓具、以及焊接抓具一體式機(jī)器人抓具。

2.1 機(jī)器人抓具的特點(diǎn)

機(jī)器人抓具在焊裝白車身制造中起到不可替代的作用，其快速準(zhǔn)確的特點(diǎn)符合現(xiàn)在快節(jié)奏的生產(chǎn)節(jié)拍。在焊裝白車身的制造中比如側(cè)圍及地板件都屬于大而重的部品，如果靠人工搬運(yùn)顯然是跟不上現(xiàn)在的快節(jié)奏的。還有目前大多數(shù)廠商的焊裝生產(chǎn)線都是柔性化的生產(chǎn)線，多款車型共用一個(gè)生產(chǎn)制造線，這時(shí)柔性化的機(jī)器人抓具就起到作用了，在對(duì)應(yīng)不同車型的不同部件時(shí)只需要通過伺服信號(hào)來切換抓具，就可以對(duì)應(yīng)不同的車型。

2.2 機(jī)器人抓具的主要構(gòu)成

柔性化機(jī)器人抓具一般有框架、抓取單元、保護(hù)單元、定位單元、夾緊單元、感應(yīng)單元、控制單元。

還有就是抓具的定位主要根據(jù)部品的外形面、工藝孔、裝配孔、外部邊緣等進(jìn)行定位；對(duì)被抓舉的工件分別進(jìn)行定位，保證其之間沒有干擾；其次在固定定位元件的時(shí)候要充分利用每個(gè)工件的裝配相互依賴關(guān)系來進(jìn)行自然定位。

3 柔性化機(jī)器人抓具主要應(yīng)用

（1）頂蓋自適應(yīng)吸盤抓具

這種抓具有抓舉靈活，對(duì)被抓舉的頂蓋定位要求不高，可以在2mm~3mm公差內(nèi)自適應(yīng)抓舉。

首先是將頂蓋總成放到特定的自動(dòng)貨架內(nèi)，然后放到工位貨架房間內(nèi)，貨架房間有區(qū)分車型感應(yīng)器，在放入后只需輸入指定的車型代碼，接下來R318-6頂蓋抓具機(jī)器人就可以接受到信號(hào)開始工作。將頂蓋抓到圖2中中轉(zhuǎn)定位夾具，再由R318-6機(jī)器人抓取到車身上進(jìn)行焊接工作。整個(gè)工作流程節(jié)奏非常快，抓舉的過程只需要30S左右。

R318-6就是屬于頂蓋自適應(yīng)吸盤抓具，它由框架、控制單元、感應(yīng)單元、真空吸盤以及配套氣電等信號(hào)設(shè)施。

這種抓具的抓緊力是靠最前端吸盤的真空吸力作用，下圖中一共有6個(gè)吸盤，從前到后對(duì)稱排列。每個(gè)吸盤都有彈簧緩沖并在吸盤內(nèi)部裝有感應(yīng)器，在頂蓋誤差2~3mm可以自動(dòng)補(bǔ)償。

（2）可變軌影像機(jī)器人抓具

這種抓具它一共由框架、控制單元、感應(yīng)單元、檢查感應(yīng)攝像頭、伺服電機(jī)、伺服軌道以及配套氣電等信號(hào)設(shè)施。

圖1

這種抓具在一些汽車部件高精度配合上應(yīng)用的比較廣。比如下圖中白車身合成焊接工位，在這個(gè)工位上首先由可變軌影像機(jī)器人抓具將側(cè)圍總成抓取，在這個(gè)過程中由于裝載側(cè)圍的每個(gè)EMS吊具狀態(tài)不一致，如果機(jī)器人只是按照設(shè)定的程序固定的去抓取部品，這樣就會(huì)容易導(dǎo)致偏差，偏差導(dǎo)致的結(jié)果就是車身合成精度下降，就會(huì)容易出現(xiàn)不良車身，在車上精度裝配精度上都達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。這時(shí)機(jī)器人變軌影像抓具中的影像設(shè)別系統(tǒng)就開始工作了，它會(huì)通過影像處理系統(tǒng)對(duì)待抓取部品進(jìn)行影像識(shí)別，一般會(huì)一個(gè)工藝孔進(jìn)行識(shí)別，把這個(gè)工藝孔的坐標(biāo)輸入到系統(tǒng)里，然后在實(shí)際抓取前對(duì)該工藝孔的位置與系統(tǒng)里的標(biāo)準(zhǔn)位置進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果再電腦程序再控制伺服電機(jī)進(jìn)行誤差補(bǔ)償。這樣就能保證車身抓取時(shí)將誤差降低到公差范圍內(nèi)，以保證車身的整體精度。

（3）一般柔性化機(jī)器人抓具

此類抓具較上述影像抓具相比它少了一個(gè)自適應(yīng)調(diào)節(jié)，它可以通過伺服電機(jī)對(duì)夾緊單元進(jìn)行切換，只是它這種切換是由之前設(shè)定好的程序進(jìn)行切換，并不能智能補(bǔ)償誤差。它一共由框架、控制單元、感應(yīng)單元、伺服電機(jī)、伺服軌道以及配套氣電等信號(hào)設(shè)施。

圖2

一般柔性化機(jī)器人抓具它主要用于抓取表面外觀質(zhì)量要求不高的部品，比如大的底盤部品及側(cè)圍加強(qiáng)板。通常對(duì)于這種抓具會(huì)在夾具單元的最前端裝有萬向球頭，可在一定范圍進(jìn)行角度調(diào)節(jié)達(dá)到抓牢部品的目的。

（4）焊接抓具一體化

這類抓具主要相比于一般柔性化機(jī)器人抓具，主要多了一個(gè)焊接的功能。其是集焊槍和抓具一體的多功能抓具，它的一般工作流程主要是首先由抓具進(jìn)行工作，將工件抓取到焊夾具上，在焊夾具將工件固定后再由焊槍進(jìn)行焊接工作。由于要執(zhí)行多項(xiàng)工作，機(jī)器人前端的負(fù)荷不能過大，太大了會(huì)影響靈活性，所以此類的抓具一般多應(yīng)用于小件的抓取焊接工作。

4 結(jié)語

目前中國(guó)汽車市場(chǎng)已趨于穩(wěn)定化，對(duì)于汽車企業(yè)如何適應(yīng)市場(chǎng)、把握市場(chǎng)，生產(chǎn)的柔性化顯得尤為重要。現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)及自動(dòng)化是生產(chǎn)柔性化的基礎(chǔ)，而在規(guī)劃時(shí)應(yīng)確保自動(dòng)化設(shè)備最大的共用性，充分提高資源的有效利用率。生產(chǎn)柔性化在具體應(yīng)用時(shí)，還應(yīng)結(jié)合中國(guó)的實(shí)際狀況及企業(yè)的自身特點(diǎn)合理規(guī)劃，才具實(shí)用性。

[1] 朱通. 高速傳輸抓取裝置設(shè)計(jì)研究與仿真[D].長(zhǎng)春理工大學(xué),2017.

[2] 牛正風(fēng),洪愷,籍勝華,等.淺談卡車柔性自動(dòng)化焊裝生產(chǎn)線設(shè)計(jì)開發(fā)[J].裝備制造技術(shù),2016(08):49-51.

Application of flexible robotic gripper in automobile factory

Jiang Zhengbao

( Jiangsu Yancheng Dongfeng Yueda Kia Motors Co., Ltd., Jiangsu Yancheng 224000 )

As people's aesthetics are constantly changing, the car's update is changing faster and faster. In order to reduce the cost on the equipment, the auto manufacturers have higher and higher requirements for the flexibility of the fixture. This paper mainly introduces the importance, application scope and characteristics of the welding robot gripper used in automo -bile manufacturing and the design requirements in automobile manufacturing.

flexible robotic gripper

U466

A

1671-7988(2019)07-183-02

姜正寶，男，（1983.10.-），江蘇鹽城，漢族，本科，助理工程師，就職于江蘇鹽城東風(fēng)悅達(dá)起亞汽車有限公司。

U466

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1671-7988(2019)07-183-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.07.061