機器人視覺系統在總裝車間自動安裝中的應用

張賀

摘要：現在，產業機器人不僅在傳統的汽車、設備、生產領域發揮著重要作用，在非工業領域也有涉足。此外，在服務行業、計算行業和管理行業也有望獲得巨大應用。中國的產業機器人取得了很大的進步。其次，實現大部分領域的數字化和智能化，加快與國際標準的統一，實現知識生產，逐步走向工業化，成為強大的制造國。

關鍵詞：機器人視覺系統;總裝車間;自動安裝;應用

引言

工業機器人具有安全高效、自動化程度高等諸多優點，其出現徹底突破了我國傳統工業制造行業的局限性，為智能制造在制造業當中的應用開辟了一條新的路徑。由于我國對工業機器人的研究起步較晚，相比于西方發達國家還有著不小的差距，但對于我國工業機器人技術的不斷完善和創新將會為傳統制造業帶來顛覆性的變化，使得“中國制造”向著“中國智造”的方向轉變。因此只有不斷加強對人才的培養和技術的研發，才能夠為智能制造的快速發展打下良好的基礎。

1產業機器人的特點

第一，先進的產業機器人將整合精密、智能、軟件應用的開發等各種發展中的制造技術。并通過對生產途中各個步驟實時監測、控制、優化、調度以及決策可以較快實現產量的增加，產品品質的快速提高，產品生產成本的減少，資源浪費的減少。第二，技術的穩步提高，產業機器人將擁有精準加工和制造的自動化機器的整體技術特點，是從電力機器和計算機的跟蹤開發中派生出來的新時代的生產工具。這是實現數字、智能、自動生產的重要方法。先進的技術產業機器人將精確度、柔軟性、知性、軟件應用開發和其他高度精密的制造技術相結合。通過對過程進行檢測、控制、優化、調度、分級管理和決策，來增加輸出、較少質量和原材料使用、降低資源消耗和工業自動化水平減少對環境的破壞。其具有精細加工、靈活生產的技術特性。他們是新一代生產工具，在動力機器和電腦后，可以擴展人們的體力和智力。是實現自動化、生產數字化、網絡和智能的首要方式。

2機器人視覺系統分析

2.1機器人技術與物聯網技術相結合的應用

機器人屬于系統工程，應該實現機器人技術與物聯網技術的緊密結合。近些年來，我國很多省份積極推廣物聯網，促使工業機器人有效地融合物聯網，之后催生智能柔性的自動化裝配焊接，產生較為顯著的成效。經過物聯網的途徑，工業機器人可以獲得感知能力，相應地具備視覺、觸覺甚至味覺，進而對生產環節的很多數據信息進行采集了解。

2.2視覺方案的規劃設計

基于上述的難點，通過外部考察和預期方案的比較，由于料框內部的零部件擺放分精度不能符合上件定位的精度需要，由空間、執行效率、綜合成本、裝置的柔性、裝置的安全、穩定性等等層面分析以后，最后認定此工位使用機器人裝置結合視覺系統實時自動化升級改進的方案，能夠實現從料框內部識別零件的位置誤差，借助視覺識別操作來校正機器人裝置的抓取點，達到機器人在料框內部上件到主線的白車身進行定位連接的操作，省去上料操作的人工操作以及上件對中臺的中間過渡環節，大幅度提升了自動化程度。采用手持相機，可以實現各類拍攝角度，可以有效應對不同類型車型最優特征點不同的難題，因此系統中的視覺方案使用手持相機的方案配合激光測距傳感裝置來測定相關零部件在料框內部的具體位置。

2.3機器人技術與虛擬現實相結合的應用

機器人技術與虛擬現實相結合，在現實裝配中尤為關鍵。積極地研發先進的虛擬現實結合系統，其優勢特點就是簡單、直觀，能夠將研制期間依賴真實機器人的程度明顯降低，減少安全隱患問題，以及減少生產成本支出，促使生產效率提升。

3機器人視覺系統在總裝車間自動安裝中的應用

工業機器人在汽車制造中的應用工業機器人在汽車制造業中的應用十分廣泛，主要應用于搬運、焊接、噴涂以及整車裝配等方面。首先是搬運，在自動化機床進行工件裝卸過程中，機器人可以做到準確、快速的抓取到所需零部件，并在不損壞零部件的情況下進行精準的移動。在汽車生產過程中可以根據工件形態和重量的不同來對機器人輸入不同的搬運指令，從而可以保證搬運工作的質量和效率。其次是機器人焊接，在現代汽車制造中應用機器人最多的就是弧焊和點焊，在每臺汽車的制造過程中大約有4000個焊點，而這些焊點中的大部分都是由機器人完成的，點焊機器人在控制精度和作業質量以及效率方面有著巨大的優勢。而弧焊機器人主要是由液壓驅動的，可以通過工作路徑以及速度的設定來輔助機器人完成工作。此外還有機器人噴涂，在汽車制造領域噴涂工作一般分為涂膠和噴漆兩種。機器人涂膠指的是在車身材料物理和化學特性基礎上對所需噴涂部位根據工藝要求進行快速噴涂的工作;而機器人噴漆指的是根據噴漆指令對車身表面進行快速、勻稱的噴涂工作。最后是機器人檢測，汽車在被生產出來之后要經過各種嚴格的檢測才能夠下線進行銷售。機器人檢測系統包括視覺傳感器和測量控制模板兩個部分，其工作原理為，通過視覺傳感器獲取所需的圖像信息，然后在利用計算機將實際尺寸和標準進行對比，以確定是否存在誤差。機器人檢測不僅能夠準確、快捷的計算出實際誤差，還可以為改進成產工藝提供一些思路和方法。

結束語

綜上所述，本文通過使用機器人安裝視覺系統自動上件模塊將原有人工運送對中臺上件的模式進行了替換，這種技術的替換模式既最大限度地提高了自動化生產線的產品自動化率，也為加工車間不同車型對中工作臺工裝的擺放區域進行了顯著的節省，完成了降本增效的任務，大幅減少了生產運營成本及操作空間面積。本文的研究可以推廣至車間各種類型零件分總成系統的手動上件工位，為達成焊裝車間智能制造目標打下了堅實的基礎。

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