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在宝马生产线上服役的汽车制造与装配技术机器人

   日期:2017-07-04     来源:中国汽车制造网    作者:i汽车制造    浏览:52    评论:0    
核心提示:宝马公司在其雷根斯堡厂生产宝马3系列轿车各种车型的前桥,例如:豪华轿车、溜背式轿车、旅行车、活动顶...
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宝马公司在其雷根斯堡厂生产宝马3系列轿车各种车型的前桥,例如:豪华轿车、溜背式轿车、旅行车、活动顶棚轿车、四驱车、M3以及特种定制的轿车,从2004年6月起,也开始生产1系列的宝马轿车。
宝马公司雷根斯堡厂最新安装了3台Kuka公司的重型承载机器人。这3台机器人的用途是:完成宝马1系列、3系列各种轿车前桥和后桥的装配,并将被连接零部件放置到位,以便于螺栓连接。设计时要求机器人复杂的手指能快速、方便地适用于各种不同的轿车产品,另外4台可承重150kg的2000型Kuka机器人用于轿车车门的自动化装配,并可取代升降工位。
运送前桥
早在1999年,宝马公司就使用了奥格斯堡厂的KR 500型重型机器人用于汽车制造与装配技术,可以承载的工件重量达500kg。它们在主销后倾角调节工位中使用,用于主销后倾角的自动化调整。最新投入使用的三台重型机器人(一台KR 500型、两台KR 360型)与2003年8月伴随着1系列宝马轿车在雷根斯堡厂的投产而投入使用。
KR 500型机器人(图1)将完成全部装配和质量检验的轿车前桥从前桥装配线上取出,并将其放置到MAT装配座台上。在MAT装配座台上,前桥被装配成完整的驱动系统,使汽车装配车间可以将装配完毕的驱动总成安装到轿车中。

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图1 机器人将完成全部装配和质量检验的轿车前桥从装配线上取出,放置到MAT装配座台上
机器人的组合式手指适用于抓取1系列和3系列各种车型的前桥。将来,这些机器人还将满足宝马公司提出的其他技术要求:将前桥、后桥运送过程中仍然可以活动的部件运送到位,例如减振弹簧和前桥的行驶稳定机构运送到位,使机器人可以充分利用六轴运动的性能将所有螺栓连接件准确地放置到MAT装配工作台上。
机器人的控制系统采用的是SPS可编程控制器系统。该系统由通信接口与装配生产线的主控计算机连接,实现数据交换。主控计算机可以“通知”拐臂机器人沿哪些坐标轴运动或按照哪个SPS控制程序运动等。
具备升降功能

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图2 两台KR 360型机器人用于处理轿车的后桥,并可完成升降工位的工作
两台KR 360型重型机器人(图2)被用于1系列和3系列宝马轿车后桥的运送。在后桥的运送过程中,它们还可同时完成升降运动,可以使装配生产线省略一个升降工位。第一个KR 360型机器人将轿车后桥从装配线上拿起,放到中间库中。中间库自动与后桥装配线和MAT安装座台进行连接,使宝马公司的汽车装配生产线可以连续地进行轿车后桥的安装。第二台机器人用于从中间库中取出后桥,将其放置在MAT装配座台上。后桥在MAT座台上的准确安放位置,即前桥和后桥之间的准确位置由Perceptrom检测系统自动检测和控制。
为了使KR 360机器人可以在最佳的工作高度进行工作,设计师们为它设计了一个高达1.5m的底座(图3)。机器人抓取工件和放置工件之间的最佳位置点在机器人安装调试时已经过了大量的计算机模拟和试验。

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图3 站立在1.5m底座上的机器人
由于机器人配备了特殊的卡爪,所以它可以抓取所有雷根斯堡厂的轿车前、后桥。除了大批量生产时使用的卡爪以外,机器人还有适合于四驱车和M3轿车的卡爪。由于机器人的控制系统将卡爪的运动视为第七坐标轴的运动,因此KR 360型机器人还可以用来抓取货车的车桥,即不受车辆轮距的限制将车桥运送至轮毂处。
在自动运送1系列和3系列的轿车车门时,宝马公司使用的也是Kuka机器人。四对KR 150型机器人是Kuka公司2000系列的机器人,其臂长为400mm,同样可以取代升降工位和工件交接时的机械装置。在每一组机器人中,有一个KR 150机器人负责车辆前、后桥的运送。当悬挂式电动运输装置将没有工件的运送吊具运送到位并停止后,机器人即开始工作。六坐标机器人用它强有力的手指抓住车架,升降到合适的高度,两名装配工人从两侧安装轿车的车门。在车门装配完毕后,机器人将带有车门的车架重新提升到最高的位置,将它放入悬挂式电动运输装置。由于机器人有着极高的升降运动精度,可以避免车架、车门和悬挂式运输装置的磕碰损伤,另外,机器人的控制程序可以自由地编写,因此,装配生产过程有着极高的灵活性。
断电时的紧急对策
在取消了装配生产线中的升降工位之后,宝马公司对取而代之的机器人技术有了更高的要求,如他们要求在标准生产过程中使用的机器人的运动过程应能够进行优化。在所有对机器人的各种不同的技术要求中,宝马公司提出的机器人断电应急对策也被Kuka公司成功地集成到KR150机器人中了:当一对机器人中的一个出现意外故障时,另一个机器人自动地承担原来两个机器人的工作任务。在必要的时候,可由操作人员缩短该组机器人的工作节拍,在短时间内将汽车制造与装配技术的机器人的工作效率提高100%,使其工作循环与悬挂式电动输送装置相匹配。

 
 
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