機器人協(xié)作應(yīng)用帶來的變革

　　隨著價格越來越便宜而功能越來越強大，機器人已被廣泛地應(yīng)用于汽車制造的各個方面，而且機器人有能力完成更多高難度的工作任務(wù)。不僅如此，機器人還可以相互協(xié)作，這使其有可能承擔(dān)以前必須采用手工或特別設(shè)計的輔助工具才能完成的復(fù)雜工作。

　　雖然在目前的汽車行業(yè)，焊接仍然是機器人的主要應(yīng)用領(lǐng)域，但是各汽車公司正利用飛速發(fā)展的計算機技術(shù)不斷地擴展機器人的適用范圍。一方面，成本的下降使得各汽車公司有能力將更多的機器人運用于生產(chǎn)；另一方面，日益強大的計算功能使機器人能夠執(zhí)行以前甚至連編程設(shè)備都無法完成的、特別復(fù)雜的工作任務(wù)。這些改變無疑將有助于改善汽車制造質(zhì)量，控制成本。

機器人的協(xié)作應(yīng)用

　　今天，自動化產(chǎn)品的控制功能日漸強大，再加上編程技術(shù)的簡化，使得現(xiàn)在將機器人連接起來比過去要簡單得多。機器人的協(xié)作應(yīng)用改變了汽車制造的方式，它是汽車制造技術(shù)發(fā)展的又一個明顯的標(biāo)志�，F(xiàn)在，機器人可以在完成某個零件上的某項工作后，然后將其傳送給下一個機器人。

　　隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，只用一個控制器來控制一個以上的機械手已變得非常簡單。這使得在很多領(lǐng)域采用機器人來替代以前必需的特殊工具或人工成為可能。控制器能操縱的機械手和運動軸越多，機械手相互碰撞或發(fā)生其他問題的機會就越小。例如ABB最新推出的IRC5控制器通過全新MultiMove功能，能夠由一臺控制器控制多達(dá)4臺機器人和總計36個軸，從而可以很容易實現(xiàn)復(fù)雜的協(xié)調(diào)運行。

　　在運行過程中，一個機器人拿起一個零件，握著它讓另一個機器人完成一項給定的任務(wù)。對于較復(fù)雜的任務(wù)，兩個或幾個機器人一起握住這些零件，與此同時，其他的機器人執(zhí)行上緊螺栓或?qū)⑺鼈兒附釉谝黄鸬墓ぷ魅蝿?wù)……總之，在機器人的相互配合下，可以很容易地確定零件的精確位置并高效率地完成預(yù)定的工作任務(wù)。

取消夾具系統(tǒng)

　　讓好幾個機器人共同完成一項任務(wù)，這種協(xié)作能力給汽車制造廠家提供了巨大的應(yīng)用空間。過去，零件必須精確定位——用夾具將零件夾到機器人所要求的準(zhǔn)確位置。制造這些夾具是一項費時費力的高標(biāo)準(zhǔn)、高要求的工作，因為這些夾具不僅要保證動作的準(zhǔn)確度，而且如果所持零件為重型或大型零件，還要保證零件在焊接、油漆或進(jìn)行其他操作時紋絲不動。而如果采用機器人來完成，控制起來則要簡單得多。

　　在價格下降而計算能力提高的雙重因素的影響下，機器視覺系統(tǒng)在汽車制造領(lǐng)域的使用機會大大增加，而這一系統(tǒng)的使用也有助于取消夾具系統(tǒng)，因為視覺系統(tǒng)可以很容易確定零件所應(yīng)該放置的精確位置，也可以省去大量的制造、調(diào)試那些復(fù)雜夾具系統(tǒng)的資金。

　　取消耗時的夾具系統(tǒng)后的生產(chǎn)制造正好迎合了汽車制造業(yè)“準(zhǔn)時化”和“精益生產(chǎn)”的發(fā)展趨勢。汽車生產(chǎn)廠家都在努力使自己在快速應(yīng)對市場的同時保持較高的制造可靠性，而機器人正好滿足了汽車廠家在制造方面的這種需求。

　　由于產(chǎn)品生命周期的縮短，制造廠家必須具有靈活敏捷的反應(yīng)機制——這是他們越來越多地使用可編程設(shè)備代替單一夾具的主要原因。這種方法使得在生產(chǎn)線上的產(chǎn)品轉(zhuǎn)換更簡便，這樣，工廠能根據(jù)最新的銷售趨勢來計劃每種車型的產(chǎn)量，甚至可將最小的批量設(shè)定為1輛。

專用機器人

　　一些可用于完成特定任務(wù)的專用機器人的出現(xiàn)為汽車制造提供了更先進(jìn)的工具。例如，在機器人應(yīng)用最廣泛的焊接領(lǐng)域，開發(fā)人員根據(jù)專用機器人的技術(shù)特點提出了焊接的新方法，并設(shè)計了一些專門用于弧焊或點焊的機器人，這些專用機器人不同于通用型機器人，它可以更準(zhǔn)確地保證焊接質(zhì)量。

　　新型專用機器人的一個特點是其電纜被集成到機械手內(nèi)部。與設(shè)于外部的電纜相比，內(nèi)置電纜被磨損和老化的幾率減少了，這樣可降低長期成本，這也是機器人更廣泛地被采用的原因，因為今天的汽車制造商們更趨向于關(guān)注產(chǎn)品生命周期成本，而不只是初期成本投入。取消外部電纜還可使機器人工作起來靠得更近，因為機械手纏住另一個機械手懸吊著的電纜的機會大大減少了。

程序控制能力是關(guān)鍵

　　改變機器人的動作使它們能適用于另一種新車型的生產(chǎn)，或可從獨立工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換到協(xié)作工作狀態(tài)，這就要求重新編程。前幾年，編制一套機器人的動作程序是一項相當(dāng)復(fù)雜的任務(wù)，因為當(dāng)時大多數(shù)機器人使用的是一種專用的程序語言，編程人員必須既懂計算機程序語言，又精通加工技術(shù)，而這類人才實在是非常缺乏，因此，需要解決的關(guān)鍵問題是如何使機器人運行更簡便，而當(dāng)工作要求改變時又更容易重新編程�，F(xiàn)在，這一問題正由不同的方法得到解決，而且已經(jīng)取得了一些成功經(jīng)驗。比如通用汽車公司，他們現(xiàn)在已不再需要計算機專家來編制程序了，因為他們的許多工作已經(jīng)程式化，編程步驟也已經(jīng)有了固定的模式，編程工作變得非常容易。

　　一些公司甚至開始采用World Wide Web來簡化機器人的設(shè)定。FANUC機器人技術(shù)公司將因特網(wǎng)技術(shù)引入制造平臺，他們在機器人控制器上設(shè)有瀏覽器。當(dāng)機器人連接到網(wǎng)絡(luò)上時，操作者能夠在網(wǎng)頁上尋找診斷信息，檢查時間數(shù)據(jù)，或使用電子郵件與技術(shù)人員聯(lián)系。

　　另一種簡化編程的途徑是提供一個隱藏專業(yè)語言的界面，這樣可使更多專業(yè)領(lǐng)域的操作者和技術(shù)人員都可以對系統(tǒng)進(jìn)行編程。

　　現(xiàn)在，PLC仍被許多工廠大量采用，但一般情況下，PLC幾乎不具備復(fù)雜機器人所需要的編程能力。為了彌補PLC的這一缺憾，一些機器人制造商正在對PLC進(jìn)行進(jìn)一步的研究開發(fā)，例如Adept 技術(shù)公司與Rockwell合作，開發(fā)了完全由PLC驅(qū)動的機器人，從而開創(chuàng)了汽車制造的一些應(yīng)用新領(lǐng)域。成本更低的PLC可編程機器人給制造工程師們提供了更多的機會去改變程序、變更操作。

　　機器人控制程序的另一個革命性的變化是越來越多的伺服電機的使用，這為機器人完成高難度的精密加工提供了技術(shù)保障。例如在涂裝工序中，工藝要求兩種成分的合成油漆必須非常精確地混合。采用伺服技術(shù)，機器人制造商便可以更精確地控制涂裝機器人混合泵的運行了。

未來機器人的用武之地
　　盡管在汽車制造業(yè)高度發(fā)達(dá)的今天，汽車裝配仍然包含著大量的必須由人工完成的任務(wù)，因為目前這些工作不能簡單地用計算機編程語言中的黑白條形碼來描繪。例如，裝配一臺變速器通常要求盲配（blind mating），即將主軸與齒槽連接，以達(dá)到嚙合的目的。操作者一般通過觸摸進(jìn)行試裝，不停地擺動零件直至他們“感覺”良好為止。顯然，這樣的操作伴隨著較多的人為因素，不能保證裝配的準(zhǔn)確性，因此，汽車公司都渴望采用自動化程序來消除裝配線上人為因素的干擾，提高裝配質(zhì)量——這也正是機器人未來的用武之地。

　　機器人上安裝的微型攝像機能進(jìn)入到人眼看不到的區(qū)域，并提前給機器人提供影像信息，幫助機器人決定用哪一種方法來移動零件，最終獲得滿意的裝配結(jié)果，這就是未來的機器人，它們將在各種先進(jìn)技術(shù)的輔助下，利用其日益強大的功能在高精密的裝配世界發(fā)揮比今天大得多的作用。