重載機(jī)器人在安裝汽車(chē)前后軸工作上的應(yīng)用

由于重載機(jī)器人及其整套抓具可以簡(jiǎn)單而迅速地按產(chǎn)品要求進(jìn)行調(diào)整，德國(guó)寶馬汽車(chē)公司用高荷載曲臂機(jī)器人安裝汽車(chē)前后軸總成。 Kuka公司的另外三臺(tái)重載機(jī)器人進(jìn)入了位于德國(guó)雷根斯堡的寶馬汽車(chē)廠。這輛三駕馬車(chē)安裝1系列和3系列的整套前后軸，而且還可把未用螺釘固定的松散組件保持在指定的位置上。除此之外，機(jī)器人及其整套抓具可以簡(jiǎn)單而迅速地按變化了的產(chǎn)品要求進(jìn)行調(diào)整。四臺(tái)負(fù)荷能力達(dá)150kg的2000代Kuka機(jī)器人對(duì)車(chē)門(mén)的操作進(jìn)行優(yōu)化。它們是提升臺(tái)的接班人。 機(jī)器人抓取檢驗(yàn)后的前軸 寶馬汽車(chē)股份公司在其雷根斯堡汽車(chē)廠生產(chǎn)3系列汽車(chē)，車(chē)型種類(lèi)有高級(jí)小轎車(chē)、跑車(chē)、敞篷轎車(chē)、全輪驅(qū)動(dòng)以及M3和根據(jù)個(gè)性定制的汽車(chē)，自2004年6月以來(lái)也生產(chǎn)1系列的各種車(chē)型。早自1999年以來(lái)，寶馬汽車(chē)公司就開(kāi)始使用KR 500型重載機(jī)器人，這種機(jī)器人是奧格斯堡制造廠家生產(chǎn)的，荷載能力500kg。這些機(jī)器人用于外傾調(diào)整設(shè)備。3臺(tái)新型重載機(jī)器人(一臺(tái)KR 500和兩臺(tái)KR 360)于2003年8月開(kāi)始使用。這些機(jī)器人安裝在1系列生產(chǎn)線上，并用于與此相聯(lián)系的工廠改建上。 圖1 機(jī)器人將已經(jīng)組裝好和檢驗(yàn)完畢的前橋從組裝系統(tǒng)上放到一個(gè)總成臺(tái)架上 KR 500型機(jī)器人(圖1)從組裝系統(tǒng)拿起全部組裝好并經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的前軸，將其置于組裝機(jī)組支架(MAT)上。前軸在組裝支架上組裝成傳動(dòng)系統(tǒng)，汽車(chē)制造廠在其總裝中心將其與相匹配的汽車(chē)進(jìn)行組裝。 不管客戶(hù)訂購(gòu)的是何種配置，機(jī)器人的組合抓具適用于1系列和3系列全部車(chē)型的前后軸。此外，機(jī)器人還能滿(mǎn)足寶馬公司的要求，把在操作過(guò)程中仍處于活動(dòng)狀態(tài)的軸部件，如減振支柱和前軸穩(wěn)定器保持在指定的位置上。這樣，六軸機(jī)器人就可以把所有需要用螺釘固定的部件精確地定位在組裝支架MAT上。 機(jī)器人的控制裝置與車(chē)間的計(jì)算機(jī)編程控制裝置連接，車(chē)間的計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)接口與總裝設(shè)備的主計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。主計(jì)算機(jī)通知曲臂機(jī)器人，需要的是哪種車(chē)型的軸，機(jī)器人應(yīng)采用哪一套運(yùn)行程序把這些軸放在組裝支架MAT上。 具有提升臺(tái)功能的重載機(jī)器人 兩臺(tái)KR 360型重載機(jī)器人（圖2)操作1系列和3系列的后軸。同時(shí)，機(jī)器人接替了提升臺(tái)的功能。第一臺(tái)KR 360型機(jī)器人將后軸從組裝系統(tǒng)上拿起來(lái)，在儲(chǔ)存器里將其放在組合工件支架上，存儲(chǔ)器將后軸組裝從組裝支架MAT上分開(kāi)，因而寶馬即可連續(xù)為汽車(chē)總裝供應(yīng)后軸；第二臺(tái)機(jī)器人從存儲(chǔ)器上卸貨，把后軸放到組裝支架MAT上，為此需要放置位置的精確定位，像前軸一樣，這由一臺(tái)Perceptron測(cè)量系統(tǒng)負(fù)責(zé)測(cè)算。 圖2 兩套KR360型重型機(jī)器人正在搬運(yùn)汽車(chē)的后橋，執(zhí)行輪轂組裝站的功能 為了使KR360在其任務(wù)方面處于最佳位置，因而機(jī)器人被置于1.5米高的底座上(圖3)。到取貨點(diǎn)和交貨點(diǎn)的正確距離是在安裝調(diào)試之前利用計(jì)算機(jī)支持的多面方法進(jìn)行模擬和測(cè)算的。 圖3 機(jī)器人從1.5 m高的平臺(tái)上完成它們的任務(wù) 由于抓具的特殊性，機(jī)器人可以對(duì)雷根斯堡汽車(chē)廠里所有的汽車(chē)軸進(jìn)行操作，也就是說(shuō)，除了主系列車(chē)型的車(chē)軸之外，也可以對(duì)全輪驅(qū)動(dòng)車(chē)型和M3車(chē)型的軸進(jìn)行操作。由于機(jī)器人的控制裝置是把抓具作為第七根軸運(yùn)動(dòng)的，因而除此之外，KR 360型機(jī)器人還能夠?qū)⑿∞I車(chē)的車(chē)軸保持在輪轂上。 寶馬公司還把Kuka機(jī)器人用于1系列和3系列車(chē)門(mén)的自動(dòng)操作上。四臺(tái)2000系列成對(duì)工作的KR 150型機(jī)器人裝備了400 mm的延長(zhǎng)臂，取代了相同數(shù)目的提升臺(tái)及其所屬的交貨機(jī)械裝置。在這兩對(duì)機(jī)器人內(nèi)部，各有一臺(tái)KR 150分配到前車(chē)門(mén)和后車(chē)門(mén)。當(dāng)帶有空運(yùn)輸箱的電動(dòng)空中吊車(chē)在提升臺(tái)上停車(chē)時(shí)，機(jī)器人即開(kāi)始其運(yùn)行過(guò)程。相關(guān)的機(jī)器人在轉(zhuǎn)動(dòng)其抓具的同時(shí)，沉降到吊貨裝置里，從電動(dòng)空中吊車(chē)中升起，將其放置于較低的一層，以備裝貨。兩位工作人員把從相應(yīng)車(chē)身上卸下的車(chē)門(mén)從兩側(cè)裝進(jìn)吊車(chē)。爾后機(jī)器人運(yùn)動(dòng)吊貨裝置返回到較高一層，將其再交給電動(dòng)空中吊車(chē)。由于機(jī)器人重復(fù)精度極高，可以避免車(chē)門(mén)和電動(dòng)高架吊車(chē)受損傷，而由于其可自由編程，因而該裝置具有很高的靈活性。 機(jī)器人內(nèi)置緊急停車(chē)系統(tǒng) 提升臺(tái)已不能代表當(dāng)前的技術(shù)水平，由于將提升臺(tái)更換為機(jī)器人，因而可使用性也提高到了寶馬公司所要求的數(shù)值上。此外，采用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的機(jī)器人，過(guò)程也得到了優(yōu)化。最后，汽車(chē)制造商也從一體化內(nèi)置的緊急停車(chē)中得到了好處。只要某臺(tái)KR 150出現(xiàn)故障，另一對(duì)機(jī)器人便接管另一對(duì)機(jī)器人的任務(wù)。一旦需要這樣做，使用人員便可縮短備用機(jī)器人對(duì)的節(jié)拍時(shí)間。 這就是說(shuō)，他可以短時(shí)間內(nèi)把機(jī)器人的功率提高到100%，這樣可把機(jī)器人按照電動(dòng)高架吊車(chē)的工作周期進(jìn)行調(diào)整。