normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">工业机器人50%以上用在汽车领域。当前，工业机器人在汽车领域的应用主要有： 弧焊、点焊、装配、搬运、检测、研磨抛光和激光加工等复杂作业。本文主要以ABB、发那科、库卡和新松等几家企业中工业机器人在汽车工业的新应用为例，带您了解最新的机器人应用技术。
normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt">More than 50% of industrial robots are applied in the automobile field. At present, industrial robot is mainly applied in the complex task fields, such as arc welding, spot welding, assemble, flitting, spray paint, detection, polish, laser material processing and so on. This article talks about the new applications by enterprises, including ABB, FANUC, KUKA and SIA SUN.
中国工业机器人是从20世纪80年代开始起步，经过20年余年的努力，已经形成了一些具有竞争力的工业机器人研究机构和企业。先后研发出弧焊、点焊、装配、搬运、注塑、冲压、喷涂等工业机器人。近几年，中国工业机器人及含工业机器人的自动化生产线相关产品的年产销额已突破十亿元。目前中国市场年需求量在3,000台左右，年销售额在20亿元以上。统计数据显示，中国市场上工业机器人总共拥有量近万台，占全球总量的0.56%，其中完全国产工业机器人（行业内规模比较大的前三家工业机器人企业）行业集中度占30%左右，还有从日本、美国、瑞典、德国、意大利等20多个国家引进的。国产工业机器人目前主要以中国市场应用为主，年出口量为100台左右，年出口额为0.2亿以上。
紧凑型开门机器人IRB 5350
汽车生产的四大工艺以及汽车关键零部件的生产上，由于生产环境的危险性和工序的复杂性，决定了由工业机器人的参与可大大提高生产安全和工作效率。例如在汽车车身生产中，有大量冲压、焊接、检测等工序，目前都是由工业机器人参与完成。特别是焊接方面，一条焊接线就要有大量的工业机器人参与。本文以ABB、发那科、库卡和新松等几家企业的工业机器人在汽车工业的新应用为例，来了解最新的机器人应用技术。
ABB：最新紧凑型开门机器人IRB 5350汽车内饰喷涂的得力助手
结构紧凑、动作精准的IRB 5350开门机器人是汽车内饰喷涂的得力助手，兼容走停式和连续式输送解决方案；配备精心设计的开门夹具，内置搜寻传感器和力反馈传感器，是内饰喷涂区不可或缺的效率“助推器”。IRB 5350配套紧凑型手臂、底座和导轨系统。可轻松“嵌入”狭小的喷房，专用导轨系统增强喷涂机器人柔性，导轨系统支持落地和壁挂两种安装方式。
FANUC R-2000iB机器人螺柱焊接
IRB 5350开门机器人备有走停式和连续式两种基本子型号。走停式喷涂线配套的喷涂机器人和开门机器人多为固定安装，可采用固定在喷房地面的三轴IRB 5350。而连续式喷涂线要求IRB 5350随车身移动，可采用配备ABB紧凑型专用导轨的四轴IRB 5350，进一步增强喷涂机器人的柔性。
ABB开门机器人配备特殊设计的开门夹具，内置搜寻传感器和力反馈传感器，即使车门位置存在微小误差，也能顺利完成开门动作，确保作业效率的最优化。ABB还设计了专用于感测车窗密封框的搜寻工具，避免采用磁铁等直接接触外侧车门的装置。ABB开门机器人先通过该工具搜寻、识别窗框，由不锈钢夹具抓握窗框，进行车门开闭操作，整个过程不接触车门外侧，也不使用任何磁性材料。这种开门夹具适用于带窗框和传统铰链的各类侧门。
搬运机器人 焊接机器人协同工作
机器人车身擦净及内喷自动工作站，整套系统再现了汽车从车身擦净到内部喷涂的全自动化生产流程。ABB领先的涂装自动化擦净系统，取代了传统往复机龙门擦净系统，在喷涂前有效去除车身表面灰尘颗粒。高柔性的IRB6640，精确贴合车身表面设计，实现车身完美洁净，为客户节省投资，创造更高效率。创新的喷涂机器人IRB 5500，通过外轴IRB 5330的延伸扩展，再配合新型开门机器人IRB 5350及大流量雾化器，超高加速度和大工作范围的优势使车身内部喷涂更加高效和完美。同一个控制系统和操作界面，使开门机器人和喷涂机器人与传送带完全协调运动。高度紧凑化的设计，降低了机器人喷涂系统对喷房长度和宽度的要求，节省了占地面积。高度自动化内喷，提高了生产效率，解放了劳动力，增加了生产安全性。光学、力控制技术和接触传感器的精确监控确保了喷涂过程中车门的稳定性。
另外，ABB整车喷涂机器人IRB 5500首次震撼亮相2012年中国国际工业博览会，从阿斯顿马丁的生产车间走到聚光灯下，与奔驰完美演绎现代科技美学。
发那科：展示智能机器人柔性化应用
FANUC R-2000iB系列负重能力与可达范围组合丰富，可满足车身车间绝大多数的应用需求，配合功能强大的R-30iA控制器，是车身车间机器人的首选机型。FANUC R-2000iB型智能机器人采用了目前最先进的TCP（tool center point工具中心点）自动校零技术，TCP自动校零是用在机器人焊接中的一项新技术，它的硬件设施是由一梯形固定支座和一组激光传感器组成。当焊枪以不同姿态经过TCP支座时，激光传感器都将记录下的数据传递到CPU与最初设定值进行比较与计算。当TCP发生偏离时，机器人会自动运行校零程序，自动对每根轴的角度进行调整，并在最少的时间内恢复TCP零位。采用该技术在实际生产中避免会发生焊枪与夹具之间的碰撞等不可预见性因素导致TCP位置偏离的问题。右下图是某汽车零部件厂在生产底盘零部件、座椅骨架、导轨、消声器以及液力变矩器等焊接件时，采用了FANUC R-2000iB型智能机器人进行螺柱焊接工序。nextpage
汽车零部件焊接自动线
两部机器人之间的配合所体现的主要优点是能适应各种不规则焊缝的焊接，但缺点是由于两部机器人配合的不协调所导致的故障率较高。本场合采用了FANUC R-30iA最先进的新一代机器人控制器，具有性能高、响应快、安全性强等特点，并且作为唯一集成了视觉功能的机器人控制器，克服了多台机器并行工作可能带来的配合问题。FANUC R-30iA控制器在一个单机系统或多机系统上实现简单和柔性控制，集成传感器的硬件，简化系统的集成，提高机器人的运动性能，最大程度的提高了汽车零部件加工的生产效率。左图是由FANUC R-2000iB型机器进行搬动工序，FANUC R-2000iB型智能机器人进行点焊工序，两部机器人进行同步协调和配合工序。
发那科自动化生产线采用了多台发那科机器人的焊接系统、冲压系统、涂胶系统、测量系统、搬运系统和悬挂输送链组成，由多台机器人之间的同步配合来完成一个汽车零部件产品的焊接加工冲压涂胶等工序，由于发那科机器人具有业内唯一一家自主研发的视觉传感技术，避免了采用第三方视觉传感器系统带来的不兼容性，因此在部件加工过程中能够自动识别焊缝位置，在空间中寻找和跟踪焊缝、寻找焊缝起、终点，实现焊枪跟随焊缝位置自适应控制。上图是该汽车零部件生产中焊接自动线，也是今后汽车底盘焊接等工序的主要发展方向。
库卡：自动化的解决方案助力宝马装配
库卡机器人是市场上创新能力较强、性能最佳的产品之一。无论是焊接、铸造，还是激光加工或卸码垛，库卡机器人完善了从冲压到涂漆和总装的整个生产流程。对于当前汽车工业的各个领域，库卡机器人无疑是不可或缺的。
宝马公司选择了三台库卡机器人，包括一台KR 500 及两台KR 360 来传送前后轴。KR 500 从装配系统中取出已装配好的前轴并将其置于装配总成支架上，在那里前轴将被装配到传动杆上。KR 500 的多用夹持器适用于 1、3 系列所有车型专有的轴。此外，整个夹持器还满足了宝马公司的要求，即能够在传送过程中使轴的活动部分保持在规定的位置。由此，机器人可将所有需要装配的部件在转配总成支架上准确定位。
传送前后轴及车门
两台重载型机器人 KR 360 传送后轴。第一台 KR 360 从装配系统中取出轴并将其置于多用工件托架的存储器内。第二台 KR 360 从存储器中取出轴并将其置于装配总成支架上。如同前轴的情况，放置后轴时所需达到的精确位置可通过一个感知器测量系统得到。为使 KR 360 能够在最佳的位置上完成所需的工作，它被安装在一个一米半高的底座之上。特殊的夹持器使机器人能够传送雷根斯堡工厂内生产的车轴。由于机器人控制系统将夹持器作为第七条轴来移动，因此 KR 360 就有能力将客车车轴举到轮毂处而不受轮距的限制。
在传送车门方面，四台装配有 400 mm 延长臂的 KR 150，每两台作为一组，可以替代数目相同的提升站以及所属用以交接的机械装置。在两个机器人小组内部，一台机器人负责前门，另一台负责后门。当一辆带着空运输吊架的电动钢索吊车停工位内时，机器人的工作就可以开始了。有关的 KR 150 将其夹持器摆动着伸入货物承装工具内部，将其从电动钢索吊车上取下并置于下一层以做好装料准备。两个在此工作的工作人员为吊架的两侧都装上相应车身的车门。之后，机器人将货物承装工具移回上一层并将其重新放回电动钢索吊车。由于机器人重复精度高，就可以避免对车门及电动钢索吊车产生损伤。由于对机器人可进行自由编程，因此整个设备也具有很高的灵活性。除此之外，库卡公司还可以满足宝马公司对夹持器的要求：设计简单且安全可靠。
在适应产品种类变化方面，三台重载型机器人在传送时也具有非常高的灵活性。同样对于宝马公司来说，由于库卡机器人工作范围极大，因此公司就可以灵活自由地选择安装地点。使用 KR 150 替代了已经不再符合技术发展状况的提升站，提高了可用性。此外，生产能力强大的标准机器人也能使工艺流程最优化。宝马公司也能从这个集成的紧急对策中得益。如 KR 150 出现故障，第二组机器人就会接替那组机器人的工作。如有必要，使用者可以短期内将可以工作机器人组的生产能力提高到百分之百，这样就可以跟上电动钢索吊车的工作节拍。机器人另外一个优点就是它的投入使用时间短。归功于上级控制系统与机器人控制系统间的标准化接口，以及经过实践检验的软件模块。
新松：SRD210B型伺服点焊机器人 助力一汽自动化焊装
新松自主研发的新一代28台210kg负荷SRD210B型伺服点焊机器人即将重装下线，不仅意味着国产机器人成功打破国外汽车生产线的技术垄断，同时，也标志着新松公司产业转型的首战告捷—从为客户提供系统化解决方案到工业机械人批量生产。
SRD210B型伺服点焊机器人
本批伺服点焊机器人的是为中国第一汽车股份有限公司量身打造的，且机器人即将服役于年产量20万辆以上、可实现3个车型平台6种车型智能切换混流生产，车型切换时间达到8s的汽车全自动化焊装生产线。本生产线具备主拼焊台智能车型切换、智能高速输送、白车身分布式检测与智能诊断等功能。新松点焊机器人能服役于中国顶级的汽车自动化生产线也预示着国产品牌的新松机器人产品已被高端客户所接受与认可，成功杀入汽车焊装生产线第一梯队。
即将实现批量交付的SRD210B型伺服点焊机器人为新松刚刚自主研发成功的新一代点焊机器人，该点焊机器人技术上突破了高速大负载运动平稳性控制的技术难点，实现了良好的整机可靠性和良好的人机交互操作。盛装展出的SRD210B型点焊机器人，在2012中国（上海）国际机器人展览会中以外形美观、动作快速、功能强大的特点得到了极大的关注，在强手如云的国内外市场中，新松机器人广受关注。
