焊接是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中一種必要的工藝方法，在汽車制造中得到廣泛的應(yīng)用，并且是汽車制造過程中的重要工序之一，具有很高的技術(shù)指標(biāo)要求，因此必須對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行認(rèn)真檢測(cè)。傳統(tǒng)的檢測(cè)方式通常是采用固定三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，但這種方式操縱復(fù)雜，速度慢，周期長(zhǎng)，只能對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行抽檢。機(jī)器人檢測(cè)作為一種新型的檢測(cè)手段，具有大量程、非接觸、直觀、快速及精度高等優(yōu)點(diǎn)，因而可以應(yīng)用于汽車車身的在線檢測(cè)，及時(shí)反饋產(chǎn)品的誤差信息，不僅提高了產(chǎn)品的合格率，同時(shí)也為工藝改進(jìn)、減小誤差提供了閉環(huán)反饋的尺寸控制手段，符合現(xiàn)代制造的質(zhì)量工程要求。下文以同悅轎車焊裝自動(dòng)化生產(chǎn)線的機(jī)器人紅外線檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用案例來分析。

機(jī)器人在線檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成

本測(cè)量系統(tǒng)由兩臺(tái)對(duì)角布置的KUKA機(jī)器人、視覺傳感器、測(cè)量控制柜（內(nèi)含測(cè)量計(jì)算機(jī)及圖像處理系統(tǒng)，用戶界面程序，服務(wù)器模塊等）、PLC控制柜系統(tǒng)（安全門模塊，光柵，RFID系統(tǒng)，Z向傳感器）等部分構(gòu)成。其中激光視覺測(cè)頭是獲取被測(cè)對(duì)象圖像信息的直接器件。采用半導(dǎo)體激光器作為光源的測(cè)頭，可以非接觸、在線測(cè)量車身上棱邊、定位孔的空間三維坐標(biāo)或功能尺寸。其主要技術(shù)參數(shù)為：分辨率0.01mm，精度±0.05mm，測(cè)量時(shí)間0.5s，工作距離200mm，激光測(cè)頭和傳感器支架的總質(zhì)量約為12kg。

應(yīng)用案例

1.系統(tǒng)布置

在同悅自動(dòng)化下線MB110工位車身兩側(cè)布置兩臺(tái)檢測(cè)機(jī)器人。為了對(duì)車身內(nèi)部的一些重要的特征點(diǎn)也可以進(jìn)行測(cè)量，并兼顧車身前后關(guān)鍵功能點(diǎn)，經(jīng)過機(jī)器人三維仿真模擬，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)布局，確定檢測(cè)工作站布局如圖1所示。

圖1 在線檢測(cè)工作站布局

2.測(cè)量點(diǎn)方案及模擬

（1）測(cè)量點(diǎn)數(shù)的計(jì)算  A車焊裝自動(dòng)化線的生產(chǎn)節(jié)拍為130s/臺(tái)，滑橇輸送時(shí)間20s，機(jī)器人單個(gè)特征點(diǎn)的檢測(cè)時(shí)間約2.5s。按此計(jì)算，兩機(jī)器人最多的測(cè)量點(diǎn)數(shù)為：（130－20）/2.5＝88個(gè)點(diǎn)。

（2）測(cè)量點(diǎn)的選擇、模擬與確認(rèn)  整個(gè)焊裝生產(chǎn)線共有四個(gè)關(guān)鍵的總成狀態(tài)：側(cè)圍總成、發(fā)動(dòng)機(jī)艙總成、地板總成及車身總成。我們只采用了一套在線檢測(cè)系統(tǒng)，即白車身的在線檢測(cè)系統(tǒng)，因此，測(cè)量的點(diǎn)數(shù)越多，在線監(jiān)控的視野也就越廣闊。在計(jì)算機(jī)仿真之前，以固定式三坐標(biāo)測(cè)量點(diǎn)為基礎(chǔ)，并根據(jù)測(cè)量點(diǎn)的重要性，經(jīng)過計(jì)算機(jī)三維仿真模擬及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，共確定了77個(gè)測(cè)量點(diǎn)。

3.檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)及可實(shí)現(xiàn)的功能

（1）檢測(cè)過程  如圖2所示，白車身在滑撬上運(yùn)動(dòng)到檢測(cè)工作站停下并精確定位，線控制器給檢測(cè)站控制器發(fā)“到位”信號(hào)→站控制器給機(jī)器人發(fā)“車型”及“啟動(dòng)”信號(hào)→機(jī)器人接到信號(hào)后開始工作，機(jī)器人在每個(gè)測(cè)量點(diǎn)向測(cè)量控制器發(fā)“測(cè)量請(qǐng)求”和“測(cè)點(diǎn)ID” 信號(hào)，等待測(cè)量控制器發(fā)回的“測(cè)量完成信號(hào)”→測(cè)量系統(tǒng)接到信號(hào)后開始測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)，然后傳遞到測(cè)量分析軟件進(jìn)行處理，測(cè)量結(jié)束后向機(jī)器人發(fā)“測(cè)量完成”信號(hào)→機(jī)器人收到“測(cè)量完成信號(hào)”后開始向下一測(cè)量點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，至此完成全部待測(cè)點(diǎn)的測(cè)量。