焊接是現(xiàn)代機械制造業(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，因此必須對焊接質(zhì)量進行認真檢測。傳統(tǒng)的檢測方式通常是采用固定三坐標(biāo)測量機，但這種方式操縱復(fù)雜，速度慢，周期長，只能對產(chǎn)品進行抽檢。機器人檢測作為一種新型的檢測手段，具有大量程、非接觸、直觀、快速及精度高等優(yōu)點，因而可以應(yīng)用于汽車車身的在線檢測，及時反饋產(chǎn)品的誤差信息，不僅提高了產(chǎn)品的合格率，同時也為工藝改進、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化生產(chǎn)線的機器人紅外線檢測系統(tǒng)應(yīng)用案例來分析。

機器人在線檢測系統(tǒng)構(gòu)成

本測量系統(tǒng)由兩臺對角布置的KUKA機器人、視覺傳感器、測量控制柜（內(nèi)含測量計算機及圖像處理系統(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。其中激光視覺測頭是獲取被測對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頭，可以非接觸、在線測量車身上棱邊、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，測量時間0.5s，工作距離200mm，激光測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

在同悅自動化下線MB110工位車身兩側(cè)布置兩臺檢測機器人。為了對車身內(nèi)部的一些重要的特征點也可以進行測量，并兼顧車身前后關(guān)鍵功能點，經(jīng)過機器人三維仿真模擬，并結(jié)合現(xiàn)場布局，確定檢測工作站布局如圖1所示。

圖1 在線檢測工作站布局

2.測量點方案及模擬

（1）測量點數(shù)的計算  A車焊裝自動化線的生產(chǎn)節(jié)拍為130s/臺，滑橇輸送時間20s，機器人單個特征點的檢測時間約2.5s。按此計算，兩機器人最多的測量點數(shù)為：（130－20）/2.5＝88個點。

（2）測量點的選擇、模擬與確認  整個焊裝生產(chǎn)線共有四個關(guān)鍵的總成狀態(tài)：側(cè)圍總成、發(fā)動機艙總成、地板總成及車身總成。我們只采用了一套在線檢測系統(tǒng)，即白車身的在線檢測系統(tǒng)，因此，測量的點數(shù)越多，在線監(jiān)控的視野也就越廣闊。在計算機仿真之前，以固定式三坐標(biāo)測量點為基礎(chǔ)，并根據(jù)測量點的重要性，經(jīng)過計算機三維仿真模擬及現(xiàn)場調(diào)試，共確定了77個測量點。

3.檢測的實現(xiàn)及可實現(xiàn)的功能

（1）檢測過程  如圖2所示，白車身在滑撬上運動到檢測工作站停下并精確定位，線控制器給檢測站控制器發(fā)“到位”信號→站控制器給機器人發(fā)“車型”及“啟動”信號→機器人接到信號后開始工作，機器人在每個測量點向測量控制器發(fā)“測量請求”和“測點ID” 信號，等待測量控制器發(fā)回的“測量完成信號”→測量系統(tǒng)接到信號后開始測量并記錄數(shù)據(jù)，然后傳遞到測量分析軟件進行處理，測量結(jié)束后向機器人發(fā)“測量完成”信號→機器人收到“測量完成信號”后開始向下一測量點運動，至此完成全部待測點的測量。