柔性化機器人抓具在汽車廠中的應用

姜正寶

?

柔性化機器人抓具在汽車廠中的應用

姜正寶

（江蘇鹽城東風悅達起亞汽車有限公司，江蘇 鹽城 224000）

隨著人們的審美觀在不斷的變化，汽車的更新也隨之換代越來越快。各汽車廠為了降低設備上的成本，對夾具的柔性化的要求也越來越高。文章主要介紹了汽車制造中所用焊裝機器人抓具重要性、應用范圍和特點以及在汽車制造中的設計要求。

柔性化機器人抓具

1 引言

目前我國的汽車行業步伐有所減緩，各廠商也在不斷的從自身出發尋找突破口。首當其沖的就是降本增效，隨著汽車更新換代的腳步加快，個汽車廠都在追尋設備投入成本的降低，而焊裝車間設備焊夾具的投入又是重中之重。這就要求各廠商怎么投入更少的設備來生產一款全新的車型，于是柔性化夾具就被越來越多的廠商所追求。而我們今天要講的就是柔性化夾具里面的一個分支——機器人柔性化抓具。

2 機器人抓具分類

目前柔性化機器人抓具一般分為普通抓具、可變伺服抓具及多功能抓具（焊槍+抓具）。從整個行業來看其中可變伺服抓具應用的最多最廣。對應不同的用途機器人抓具又可以分為地板機器人抓具、側圍機器人抓具、門蓋機器人抓具、以及焊接抓具一體式機器人抓具。

2.1 機器人抓具的特點

機器人抓具在焊裝白車身制造中起到不可替代的作用，其快速準確的特點符合現在快節奏的生產節拍。在焊裝白車身的制造中比如側圍及地板件都屬于大而重的部品，如果靠人工搬運顯然是跟不上現在的快節奏的。還有目前大多數廠商的焊裝生產線都是柔性化的生產線，多款車型共用一個生產制造線，這時柔性化的機器人抓具就起到作用了，在對應不同車型的不同部件時只需要通過伺服信號來切換抓具，就可以對應不同的車型。

2.2 機器人抓具的主要構成

柔性化機器人抓具一般有框架、抓取單元、保護單元、定位單元、夾緊單元、感應單元、控制單元。

還有就是抓具的定位主要根據部品的外形面、工藝孔、裝配孔、外部邊緣等進行定位；對被抓舉的工件分別進行定位，保證其之間沒有干擾；其次在固定定位元件的時候要充分利用每個工件的裝配相互依賴關系來進行自然定位。

3 柔性化機器人抓具主要應用

（1）頂蓋自適應吸盤抓具

這種抓具有抓舉靈活，對被抓舉的頂蓋定位要求不高，可以在2mm~3mm公差內自適應抓舉。

首先是將頂蓋總成放到特定的自動貨架內，然后放到工位貨架房間內，貨架房間有區分車型感應器，在放入后只需輸入指定的車型代碼，接下來R318-6頂蓋抓具機器人就可以接受到信號開始工作。將頂蓋抓到圖2中中轉定位夾具，再由R318-6機器人抓取到車身上進行焊接工作。整個工作流程節奏非常快，抓舉的過程只需要30S左右。

R318-6就是屬于頂蓋自適應吸盤抓具，它由框架、控制單元、感應單元、真空吸盤以及配套氣電等信號設施。

這種抓具的抓緊力是靠最前端吸盤的真空吸力作用，下圖中一共有6個吸盤，從前到后對稱排列。每個吸盤都有彈簧緩沖并在吸盤內部裝有感應器，在頂蓋誤差2~3mm可以自動補償。

（2）可變軌影像機器人抓具

這種抓具它一共由框架、控制單元、感應單元、檢查感應攝像頭、伺服電機、伺服軌道以及配套氣電等信號設施。

圖1

這種抓具在一些汽車部件高精度配合上應用的比較廣。比如下圖中白車身合成焊接工位，在這個工位上首先由可變軌影像機器人抓具將側圍總成抓取，在這個過程中由于裝載側圍的每個EMS吊具狀態不一致，如果機器人只是按照設定的程序固定的去抓取部品，這樣就會容易導致偏差，偏差導致的結果就是車身合成精度下降，就會容易出現不良車身，在車上精度裝配精度上都達不到標準。這時機器人變軌影像抓具中的影像設別系統就開始工作了，它會通過影像處理系統對待抓取部品進行影像識別，一般會一個工藝孔進行識別，把這個工藝孔的坐標輸入到系統里，然后在實際抓取前對該工藝孔的位置與系統里的標準位置進行比較，根據比較結果再電腦程序再控制伺服電機進行誤差補償。這樣就能保證車身抓取時將誤差降低到公差范圍內，以保證車身的整體精度。

（3）一般柔性化機器人抓具

此類抓具較上述影像抓具相比它少了一個自適應調節，它可以通過伺服電機對夾緊單元進行切換，只是它這種切換是由之前設定好的程序進行切換，并不能智能補償誤差。它一共由框架、控制單元、感應單元、伺服電機、伺服軌道以及配套氣電等信號設施。

圖2

一般柔性化機器人抓具它主要用于抓取表面外觀質量要求不高的部品，比如大的底盤部品及側圍加強板。通常對于這種抓具會在夾具單元的最前端裝有萬向球頭，可在一定范圍進行角度調節達到抓牢部品的目的。

（4）焊接抓具一體化

這類抓具主要相比于一般柔性化機器人抓具，主要多了一個焊接的功能。其是集焊槍和抓具一體的多功能抓具，它的一般工作流程主要是首先由抓具進行工作，將工件抓取到焊夾具上，在焊夾具將工件固定后再由焊槍進行焊接工作。由于要執行多項工作，機器人前端的負荷不能過大，太大了會影響靈活性，所以此類的抓具一般多應用于小件的抓取焊接工作。

4 結語

目前中國汽車市場已趨于穩定化，對于汽車企業如何適應市場、把握市場，生產的柔性化顯得尤為重要。現代工業技術及自動化是生產柔性化的基礎，而在規劃時應確保自動化設備最大的共用性，充分提高資源的有效利用率。生產柔性化在具體應用時，還應結合中國的實際狀況及企業的自身特點合理規劃，才具實用性。

[1] 朱通. 高速傳輸抓取裝置設計研究與仿真[D].長春理工大學,2017.

[2] 牛正風,洪愷,籍勝華,等.淺談卡車柔性自動化焊裝生產線設計開發[J].裝備制造技術,2016(08):49-51.

Application of flexible robotic gripper in automobile factory

Jiang Zhengbao

( Jiangsu Yancheng Dongfeng Yueda Kia Motors Co., Ltd., Jiangsu Yancheng 224000 )

As people's aesthetics are constantly changing, the car's update is changing faster and faster. In order to reduce the cost on the equipment, the auto manufacturers have higher and higher requirements for the flexibility of the fixture. This paper mainly introduces the importance, application scope and characteristics of the welding robot gripper used in automo -bile manufacturing and the design requirements in automobile manufacturing.

flexible robotic gripper

U466

A

1671-7988(2019)07-183-02

姜正寶，男，（1983.10.-），江蘇鹽城，漢族，本科，助理工程師，就職于江蘇鹽城東風悅達起亞汽車有限公司。

U466

A

1671-7988(2019)07-183-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.07.061