工业机器人 物料运输 机器手 汽车方面参考文献杂1.doc

产业机器人：汽车制造业优化生产节拍之重要推手 汽车制造业中的自动化与生产节拍息息相关。本期特辑关注产业机器人在重型汽车制造中的领先应用，并介绍了部分着名企业的相关产品在汽车生产线中的优异表现。 图1 机器人自动柔性搬运系统的现场布局 在此系统中，1台FANUC R-2000iB/165F机器人被安装於行走轴上，能够实现整个系统的上下料动作。基於机器人专用手爪单元开发的手爪，非常适用於工件一致性较差的使用情况，并有较高的定位精度和抓持稳定性。在长度为11m的行走轴导轨上安装一台产业机器人，最大运动速度为1.5米/秒，使用FANUC伺服电机驱动，具有重复定位精度高、响应速度快、运行平稳、可靠等特点。此外，还专门设计了防尘罩，保护导轨、直线轴承以及齿条等运动部件，有效进步了可靠性和使用寿命。在实际应用中，导轨安装於两条生产线机床的中心线上，所安装的产业机器人运动范围完全覆盖5台机床以及上下料滑台区域。从而实现了1台机器人服务5台机床进行上下料作业。2台上下料滑台，每个上面有4个托盘，每个托盘分别可以存放一个工件。以实现待加工工件的上料，以及加工完成工件的下料。在该系统中，由於使用了视觉技术，因此上下料滑台无需工件的定位装置。FANUC iR Vision 2DV视觉系统由一个安装於手爪上的2D摄像头完成视觉数据采集。该视觉系统作为待加工工件正确抓取的定位方式，省往通常为满足机器人的正确抓取而必须采用的机械预定位夹具，具有很高的柔性，使得在加工中心上可以非常轻易地实现多产品混合生产。而FANUC iR Vision 3DL视觉系统由一个安装於地面上的3D Laser Sensor完成视觉数据采集。该视觉系统解决了定位面有偏差的工件上料位置变化题目。由於待加工工件为毛坯件，机器人抓取工件後，上料的定位孔位置会发生变化，甚至工件上料时的平面度也有变化。该技术可以自动补偿位置变化，实现高精度上料。5台抽检滑台分别针对一台机床，以实现随时对该机床加工工件质量的检测。电气控制系统运用人机界面对整个机器人自动柔性搬运系统的运行状态进行监控。采用三菱Q系列PLC控制器，并使用产业现场总线实现系统中实时和非实时数据的传输，具有高度可靠性和可维护性。安全设备采用门开关作为机器人工作区域的安全防护，完全做到人机隔离，确保系统在自动运行中的职员安全。 该套设备的应用极大地进步了产品的质量稳定性，节省了大批人工，进步了企业的自动化水平，减少了企业的劳动力本钱支出，进步了产品的巿场竞争力。系统流程如图2所示。2D视觉技术：无夹具定位工件的自动柔性搬运机器人对无定位工件的自动柔性搬运系统的工作原理，就是利用高清楚摄像头（vision系统）实现对无定位工件的正确位置判定，在机器人收到信号後，机器人装上为工件定制的专用手爪可靠的抓取工件，在与机床进行通讯得到上料请求後，终极完成机床的上下料。在各种机械加工行业中该系统应用广泛。使用机器人对无夹具定位工件的自动柔性搬运系统可以使生产流水线更加简单易於维护，并大幅度降低工人的劳动强度，效率和柔性又比较高。该系统结构简单，安全文明，并且无污染，能在各种机械加工场合进行应用，满足了高效率、低能耗的生产要求。FANUC iR Vision 2DV视觉系统主要是通过视觉系统软件设置，建立视觉画面上的点位与机器人位置相对应关系。对工件进行视觉成像，与已标定的工件进行比较，得出偏差值，即机器人抓放位置的补偿值，实现机器人自动抓放。该技术实现了机器人在无夹具定位工件情况下的自动柔性搬运。在该上下料系统中，待加工工件外形复杂，用夹具进行定位非常复杂，也不利於以後同类新产品的扩展。应用FANUC iR Vision 2DV视觉系统後，待加工工件只需放置於上下料滑台无定位装置的托盘上，实际情况为待加工工件可以在托盘上移动正负2厘米以及旋转正负30度。这样大大减少了在上下料滑台上的设计工作，保证了系统的扩展功能。FANUC iR Vision 2DV视觉系统的原理是，选一个待加工工件作为初始工件，通过2DV视觉软件对该工件在摄像头中的画面点位与机器人示教点位的关系进行标定，同时完成初始工件的特征标定。示教完成的抓取程序为初始工件初始位置的抓取位置，此时工件抓取偏差值为零。当工件平移或者旋转後，位置与初始工件的位置发生变化。通过2DV软件，机器人能够计算出位置变化量Ｘ、Ｙ、Ｒ。机器人把该偏差值存进位置寄存器[PR]中。此时机器人可以通过把偏差值[PR]补偿到初始抓取位置来实现工件的抓取。2DV视觉系统操纵流程如图3。 在该上下料的应用中只有一种工件，当有多种工件时，2DV视觉系统可以根据不同的工件进行多次特征标定，实现多种工件之间的切换调用。大大进步了系统的可扩展性，柔性度高。3D视觉