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“眼明心巧”的自动化生产系统

2020-03-27 00:001420
福特布法罗厂采用13台ABB IRB 6600机器人及自动引导车实现冲压线工件上下架,效益显著:无需高价购置精密设备或料架定位系统;减少人力需求,原操作工转岗;安装简单,部分工作站可完成预装,为系统总装打下良好基础;系统使用方便,平均修复时间短。

汽车冲压厂的机器人焊装线以往都是依靠人力进行冲压件的上下架。如今,福特汽车设在美国纽约州布法罗市的冲压厂锐意创新,实施了一项前所未有的机器人自动化工程——由自动引导车(AGV)与机器人配合作业,代替操作工承担焊装线工件上下架任务。

 

之前,福特布法罗厂已实现了一部分生产自动化。AGV将料架输送到操作工近旁,一名操作工将组件下架,送上机器人电阻焊生产线;焊接完毕后,由另一名操作工从传送带上取下成品,放上料架,准备发运。当时,福特旗下已有许多分部采用了ABB机器人业务部提供的解决方案,如动力系分部已投用的ABB自动化系统就多达80套。以往的成功,再加上视觉系统样机在部分工厂的试点经验,促使福特考虑在布法罗冲压厂实施视觉引导机器人技术。

2007年4月,福特布法罗厂与ABB公司正式启动冲压厂分装线全自动化工程,涵盖数种福特和林肯车型的引擎盖、行李箱盖、浅盘形地板、梯架和仪表板等零部件的生产。福特布法罗厂希望新开发的系统既能维持优质生产,又具有较短的平均修复时间(便于熟练工实施系统修复)。

最后,原有的生产线增设了具备工件上下架功能的机器人。ABB公司在7个点焊工作站共安装了13台IRB 6600机器人,全部配备ABB TrueView机器人视觉引导技术,进一步提高了自动化解决方案的技术含量。

作为近来第二家采用视觉引导机器人与AGV整合解决方案的汽车组装厂,福特布法罗厂走向了自动化技术的最前沿。

整套工艺并不复杂:位于线首的TrueView视觉引导机器人通过单摄像机捕捉料架上冲压件的位置,然后将这些组件逐一抓起并送上焊装线,由点焊机器人完成焊接。在线尾,另一台TrueView也通过视觉系统找准料架及完工零件的所在位置,从传送带上取下零件放上料架,以备运往组装厂的车身组装车间。在布法罗厂的7个自动化工作站中,已有4个实现了线尾AGV对机器人的自动料架输送,其余3个工作站的料架输送还需依靠人工辅助。

TrueView系统以Braintech公司的eVisionFactory软件平台及单摄像机3D引导技术为基础,配备该系统的机器人仿佛安上了一双能看见零件和料架的眼睛,从而为布法罗厂节省了一大笔购置精密设备或料架定位系统的开支。视觉系统对定位AGV输送的料架效果尤为明显,因为小车不可能每次都精确地停在一个地方,通常约有±130mm的误差。

 

IRB 6600机器人将行李箱盖送上机器人点焊线

在福特布法罗厂采用新型机器人进行生产线升级改造的过程中,原有料架只做了微小改装。料架在型式、颜色上的不同,并不影响TrueView系统的识别能力。

此外,由于TrueView系统的单摄像机是固定在机器人上的,因碰撞而需校准的可能性较小。而且单摄像机系统不像多摄像机系统,即使需要校准,也很便捷,通常不超过5min。

机器人上下架系统的安装和调试都很方便。在实际操作中,为尽量不干扰正常生产,ABB公司和福特布法罗厂在7月夏季检修期间完成了全部工作站的装运和安装。为保证进度,ABB公司赶在夏季检修之前先完成了3套工作站的安装,这使得ABB公司获得了宝贵经验并做好了充分的准备,对AGV系统集成、PLC程序和资源需求等方面都预先进行了深入了解。2007年夏季检修期间,ABB公司顺利完成了5套机器人上料工作站的安装及投产调试。

为简化集成过程,所有视觉系统均在制造车间通过了预验证。在将系统发往福特布法罗厂之前,ABB利用eVisionFactory的AccuTest工具对系统进行测试并生成相关报告,判断系统的可适应差异范围,从而最大限度提高系统的精度与性能。

实际结果证明,采用视觉技术的机器人工作站完全满足福特布法罗厂的生产节拍要求,原先的上下料操作工也得以转调到了更具附加值的生产岗位。

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