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    隨著價(jià)格越來(lái)越便宜而功能越來(lái)越強(qiáng)大，機(jī)器人已被廣泛地應(yīng)用于汽車制造的各個(gè)方面，而且機(jī)器人有能力完成更多高難度的工作任務(wù)。不僅如此，機(jī)器人還可以相互協(xié)作，這使其有可能承擔(dān)以前必須采用手工或特別設(shè)計(jì)的輔助工具才能完成的復(fù)雜工作。

    雖然在目前的汽車行業(yè)，焊接仍然是機(jī)器人的主要應(yīng)用領(lǐng)域，但是各汽車公司正利用飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷地?cái)U(kuò)展機(jī)器人的適用范圍。一方面，成本的下降使得各汽車公司有能力將更多的機(jī)器人運(yùn)用于生產(chǎn)；另一方面，日益強(qiáng)大的計(jì)算功能使機(jī)器人能夠執(zhí)行以前甚至連編程設(shè)備都無(wú)法完成的、特別復(fù)雜的工作任務(wù)。這些改變無(wú)疑將有助于改善汽車制造質(zhì)量，控制成本。

    機(jī)器人的協(xié)作應(yīng)用

    今天，自動(dòng)化產(chǎn)品的控制功能日漸強(qiáng)大，再加上編程技術(shù)的簡(jiǎn)化，使得現(xiàn)在將機(jī)器人連接起來(lái)比過(guò)去要簡(jiǎn)單得多。機(jī)器人的協(xié)作應(yīng)用改變了汽車制造的方式，它是汽車制造技術(shù)發(fā)展的又一個(gè)明顯的標(biāo)志。現(xiàn)在，機(jī)器人可以在完成某個(gè)零件上的某項(xiàng)工作后，然后將其傳送給下一個(gè)機(jī)器人。

    隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，只用一個(gè)控制器來(lái)控制一個(gè)以上的機(jī)械手已變得非常簡(jiǎn)單。這使得在很多領(lǐng)域采用機(jī)器人來(lái)替代以前必需的特殊工具或人工成為可能。控制器能操縱的機(jī)械手和運(yùn)動(dòng)軸越多，機(jī)械手相互碰撞或發(fā)生其他問(wèn)題的機(jī)會(huì)就越小。例如ABB最新推出的IRC5控制器通過(guò)全新MultiMove功能，能夠由一臺(tái)控制器控制多達(dá)4臺(tái)機(jī)器人和總計(jì)36個(gè)軸，從而可以很容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的協(xié)調(diào)運(yùn)行。

    在運(yùn)行過(guò)程中，一個(gè)機(jī)器人拿起一個(gè)零件，握著它讓另一個(gè)機(jī)器人完成一項(xiàng)給定的任務(wù)。對(duì)于較復(fù)雜的任務(wù)，兩個(gè)或幾個(gè)機(jī)器人一起握住這些零件，與此同時(shí)，其他的機(jī)器人執(zhí)行上緊螺栓或?qū)⑺鼈兒附釉谝黄鸬墓ぷ魅蝿?wù)……總之，在機(jī)器人的相互配合下，可以很容易地確定零件的精確位置并高效率地完成預(yù)定的工作任務(wù)。

    取消夾具系統(tǒng)

    讓好幾個(gè)機(jī)器人共同完成一項(xiàng)任務(wù)，這種協(xié)作能力給汽車制造廠家提供了巨大的應(yīng)用空間。過(guò)去，零件必須精確定位――用夾具將零件夾到機(jī)器人所要求的準(zhǔn)確位置。制造這些夾具是一項(xiàng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的高標(biāo)準(zhǔn)、高要求的工作，因?yàn)檫@些夾具不僅要保證動(dòng)作的準(zhǔn)確度，而且如果所持零件為重型或大型零件，還要保證零件在焊接、油漆或進(jìn)行其他操作時(shí)紋絲不動(dòng)。而如果采用機(jī)器人來(lái)完成，控制起來(lái)則要簡(jiǎn)單得多。

    在價(jià)格下降而計(jì)算能力提高的雙重因素的影響下，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)在汽車制造領(lǐng)域的使用機(jī)會(huì)大大增加，而這一系統(tǒng)的使用也有助于取消夾具系統(tǒng)，因?yàn)橐曈X(jué)系統(tǒng)可以很容易確定零件所應(yīng)該放置的精確位置，也可以省去大量的制造、調(diào)試那些復(fù)雜夾具系統(tǒng)的資金。
取消耗時(shí)的夾具系統(tǒng)后的生產(chǎn)制造正好迎合了汽車制造業(yè)“準(zhǔn)時(shí)化”和“精益生產(chǎn)”的發(fā)展趨勢(shì)。汽車生產(chǎn)廠家都在努力使自己在快速應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的同時(shí)保持較高的制造可靠性，而機(jī)器人正好滿足了汽車廠家在制造方面的這種需求。

    由于產(chǎn)品生命周期的縮短，制造廠家必須具有靈活敏捷的反應(yīng)機(jī)制――這是他們?cè)絹?lái)越多地使用可編程設(shè)備代替單一夾具的主要原因。這種方法使得在生產(chǎn)線上的產(chǎn)品轉(zhuǎn)換更簡(jiǎn)便，這樣，工廠能根據(jù)最新的銷售趨勢(shì)來(lái)計(jì)劃每種車型的產(chǎn)量，甚至可將最小的批量設(shè)定為1輛。

    專用機(jī)器人

    一些可用于完成特定任務(wù)的專用機(jī)器人的出現(xiàn)為汽車制造提供了更先進(jìn)的工具。例如，在機(jī)器人應(yīng)用最廣泛的焊接領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)人員根據(jù)專用機(jī)器人的技術(shù)特點(diǎn)提出了焊接的新方法，并設(shè)計(jì)了一些專門用于弧焊或點(diǎn)焊的機(jī)器人，這些專用機(jī)器人不同于通用型機(jī)器人，它可以更準(zhǔn)確地保證焊接質(zhì)量。

    新型專用機(jī)器人的一個(gè)特點(diǎn)是其電纜被集成到機(jī)械手內(nèi)部。與設(shè)于外部的電纜相比，內(nèi)置電纜被磨損和老化的幾率減少了，這樣可降低長(zhǎng)期成本，這也是機(jī)器人更廣泛地被采用的原因，因?yàn)榻裉斓钠囍圃焐虃兏呄蛴陉P(guān)注產(chǎn)品生命周期成本，而不只是初期成本投入。取消外部電纜還可使機(jī)器人工作起來(lái)靠得更近，因?yàn)闄C(jī)械手纏住另一個(gè)機(jī)械手懸吊著的電纜的機(jī)會(huì)大大減少了。

    程序控制能力是關(guān)鍵

    改變機(jī)器人的動(dòng)作使它們能適用于另一種新車型的生產(chǎn)，或可從獨(dú)立工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換到協(xié)作工作狀態(tài)，這就要求重新編程。前幾年，編制一套機(jī)器人的動(dòng)作程序是一項(xiàng)相當(dāng)復(fù)雜的任務(wù)，因?yàn)楫?dāng)時(shí)大多數(shù)機(jī)器人使用的是一種專用的程序語(yǔ)言，編程人員必須既懂計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)言，又精通加工技術(shù)，而這類人才實(shí)在是非常缺乏，因此，需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是如何使機(jī)器人運(yùn)行更簡(jiǎn)便，而當(dāng)工作要求改變時(shí)又更容易重新編程。現(xiàn)在，這一問(wèn)題正由不同的方法得到解決，而且已經(jīng)取得了一些成功經(jīng)驗(yàn)。比如通用汽車公司，他們現(xiàn)在已不再需要計(jì)算機(jī)專家來(lái)編制程序了，因?yàn)樗麄兊脑S多工作已經(jīng)程式化，編程步驟也已經(jīng)有了固定的模式，編程工作變得非常容易。

    一些公司甚至開(kāi)始采用World Wide Web來(lái)簡(jiǎn)化機(jī)器人的設(shè)定。FANUC機(jī)器人技術(shù)公司將因特網(wǎng)技術(shù)引入制造平臺(tái)，他們?cè)跈C(jī)器人控制器上設(shè)有瀏覽器。當(dāng)機(jī)器人連接到網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，操作者能夠在網(wǎng)頁(yè)上尋找診斷信息，檢查時(shí)間數(shù)據(jù)，或使用電子郵件與技術(shù)人員聯(lián)系。

    另一種簡(jiǎn)化編程的途徑是提供一個(gè)隱藏專業(yè)語(yǔ)言的界面，這樣可使更多專業(yè)領(lǐng)域的操作者和技術(shù)人員都可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行編程。

    現(xiàn)在，PLC仍被許多工廠大量采用，但一般情況下，PLC幾乎不具備復(fù)雜機(jī)器人所需要的編程能力。為了彌補(bǔ)PLC的這一缺憾，一些機(jī)器人制造商正在對(duì)PLC進(jìn)行進(jìn)一步的研究開(kāi)發(fā)，例如Adept 技術(shù)公司與Rockwell合作，開(kāi)發(fā)了完全由PLC驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人，從而開(kāi)創(chuàng)了汽車制造的一些應(yīng)用新領(lǐng)域。成本更低的PLC可編程機(jī)器人給制造工程師們提供了更多的機(jī)會(huì)去改變程序、變更操作。

    機(jī)器人控制程序的另一個(gè)革命性的變化是越來(lái)越多的伺服電機(jī)的使用，這為機(jī)器人完成高難度的精密加工提供了技術(shù)保障。例如在涂裝工序中，工藝要求兩種成分的合成油漆必須非常精確地混合。采用伺服技術(shù)，機(jī)器人制造商便可以更精確地控制涂裝機(jī)器人混合泵的運(yùn)行了。

    未來(lái)機(jī)器人的用武之地

    盡管在汽車制造業(yè)高度發(fā)達(dá)的今天，汽車裝配仍然包含著大量的必須由人工完成的任務(wù)，因?yàn)槟壳斑@些工作不能簡(jiǎn)單地用計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言中的黑白條形碼來(lái)描繪。例如，裝配一臺(tái)變速器通常要求盲配（blind mating），即將主軸與齒槽連接，以達(dá)到嚙合的目的。操作者一般通過(guò)觸摸進(jìn)行試裝，不停地?cái)[動(dòng)零件直至他們“感覺(jué)”良好為止。顯然，這樣的操作伴隨著較多的人為因素，不能保證裝配的準(zhǔn)確性，因此，汽車公司都渴望采用自動(dòng)化程序來(lái)消除裝配線上人為因素的干擾，提高裝配質(zhì)量――這也正是機(jī)器人未來(lái)的用武之地。

    機(jī)器人上安裝的微型攝像機(jī)能進(jìn)入到人眼看不到的區(qū)域，并提前給機(jī)器人提供影像信息，幫助機(jī)器人決定用哪一種方法來(lái)移動(dòng)零件，最終獲得滿意的裝配結(jié)果，這就是未來(lái)的機(jī)器人，它們將在各種先進(jìn)技術(shù)的輔助下，利用其日益強(qiáng)大的功能在高精密的裝配世界發(fā)揮比今天大得多的作用。