涂膠機(jī)器人的應(yīng)用

發(fā)布日期：2020-12-16 15:41:43來源：未知瀏覽次數(shù)：

預(yù)計到2021年，我國工業(yè)機(jī)器人的市場規(guī)模將達(dá)到18萬臺，占全球銷量的1/3以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第二大市場———日本的4萬臺市場規(guī)模。汽車產(chǎn)業(yè)作為主要應(yīng)用領(lǐng)域，將繼續(xù)增加工業(yè)機(jī)器人的使用量。工業(yè)機(jī)器人的四大家族品牌機(jī)器人都有專用的仿真軟件，如Fanuc機(jī)器人的ROBOGUIDE軟件、ABB機(jī)器人的RobotStudio軟件、安川MOTOMAN機(jī)器人的MotoSim軟件、庫卡機(jī)器人的WorkVisual軟件等。此外還有能夠支持多種機(jī)器人品牌的仿真軟件，如RobCad、RobotMaster等。除此之外，多機(jī)器人系統(tǒng)仿真的應(yīng)用也是機(jī)器人研究領(lǐng)域的熱門話題，具有廣泛的應(yīng)用前景。計算機(jī)仿真技術(shù)在自動控制系統(tǒng)和機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越普及。在本項目中使用的是Fanuc機(jī)器人的仿真軟件ROBOGUIDE，該軟件圍繞一個離線的機(jī)器人系統(tǒng)三維世界進(jìn)行模擬，在這個三維世界中模擬現(xiàn)實中的機(jī)器人和周邊設(shè)備的布局，通過其中的虛擬示教器進(jìn)行機(jī)器人工作軌跡點的離線編程，通過此類仿真模擬可以驗證方案的可行性并估算機(jī)器人運行時間周期。
隨著計算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近年來三維仿真技術(shù)已成為國內(nèi)外關(guān)注的熱點，企業(yè)對于計算機(jī)仿真的要求也越來越高。三維仿真技術(shù)是用計算機(jī)技術(shù)模擬一個真實系統(tǒng)的技術(shù)，通過模擬系統(tǒng)來發(fā)現(xiàn)、解決以及優(yōu)化真實系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題。在機(jī)器人系統(tǒng)集成中，軟件仿真技術(shù)可以在生產(chǎn)線工程建設(shè)施工之前，對單臺或者多臺機(jī)器人系統(tǒng)組成的工作站進(jìn)行模擬仿真，從而進(jìn)行機(jī)器人系統(tǒng)的方案布局設(shè)計和機(jī)器人工具的可達(dá)性驗證，以便在方案設(shè)計階段對機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行方案優(yōu)化，同時可以利用機(jī)器人仿真軟件進(jìn)行工作站離線編程和設(shè)備間通訊測試，縮短項目的設(shè)計和建設(shè)工期，避免不必要的工程返工。
在涂裝車間涂膠機(jī)器人系統(tǒng)集成中，使用機(jī)器人系統(tǒng)仿真軟件，可在計算機(jī)中生成機(jī)器人本體及附加軸導(dǎo)軌、控制柜、特定類型的工具和外圍附屬設(shè)備等的三維模型，也可以導(dǎo)入汽車生產(chǎn)流水線上的機(jī)械化輸送設(shè)備、送排風(fēng)設(shè)備、外圍室體、照明系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等的三維模型，并通過計算機(jī)三維顯示，用來確定機(jī)器人本體及工作環(huán)境的動態(tài)變化過程。機(jī)器人系統(tǒng)仿真技術(shù)具有仿真功能齊全、真實性強、可觀賞性高、實時性較好、界面顯示直觀等優(yōu)點，可以產(chǎn)生近似真實的仿真畫面，為機(jī)器人系統(tǒng)集成提供了靈活方便的工具，目前在汽車制造車間機(jī)器人系統(tǒng)集成中被普遍應(yīng)用。

ROBOGUIDE是Fanuc機(jī)器人的核心應(yīng)用軟件之一，可以實現(xiàn)對搬運、弧焊、噴涂和點焊等系統(tǒng)的仿真模擬，仿真軟件界面和傳統(tǒng)的WINDOWS界面相似，由菜單欄、工具欄、工作區(qū)和狀態(tài)欄等部分組成，操作界面友好簡單，軟件的操作習(xí)慣比較容易適應(yīng)。在新

建仿真單元還未添加機(jī)器人模型和設(shè)備模型之前，會有一個10m×10m的正方形地板，所有的模型及仿真都是在此基礎(chǔ)之上完成。
對仿真軟件在涂裝車間底涂涂膠機(jī)器人系統(tǒng)集成中的應(yīng)用加以說明。機(jī)器人系統(tǒng)仿真軟件最常用的功能有工作站的設(shè)計、機(jī)器人型號選型、可達(dá)性驗證、離線編程和碰撞檢測等。
利用ROBOGUIDE仿真軟件進(jìn)行機(jī)器人系統(tǒng)仿真的步驟主要分為新建控制器模型、配置控制器及附加軸相關(guān)參數(shù)、導(dǎo)入工件模型及外圍附屬設(shè)備模型、涂膠工具可達(dá)性驗證、優(yōu)化機(jī)器人工藝布局、機(jī)器人涂膠軌跡離線編程等。

新建機(jī)器人工作站控制參數(shù)設(shè)置
在新建機(jī)器人控制時，需要設(shè)置與控制器有關(guān)的一系列參數(shù)，其中需要配置的參數(shù)主要有工作站名稱、仿真類型、軟件版本、機(jī)器人型號、附加軸、軟件語種等。機(jī)器人如果有附加軸配置，還需在控制柜的控制啟動模式之下對附加軸參數(shù)進(jìn)行配置，其中需要配置的參數(shù)主要有控制軸組號、附加軸類型及伺服電機(jī)類型、附加軸的安裝及移動方向、移動極限位置、加減速時間、伺服放大器及制動器的相關(guān)參數(shù)等。
機(jī)器人及附加軸的參數(shù)配置完成之后，還需導(dǎo)入工件模型、機(jī)械化輸送設(shè)備模型、工具模型等，并對模型的工具坐標(biāo)系進(jìn)行配置，按照初步設(shè)計的工藝布局對機(jī)器人系統(tǒng)工作站進(jìn)行位置參數(shù)的設(shè)置。
機(jī)器人系統(tǒng)涂膠工具可達(dá)性驗證
機(jī)器人仿真單元模型新建完成之后，需進(jìn)行機(jī)器人工具在工件各個涂膠位置的可達(dá)性驗證，以初步確定機(jī)器人系統(tǒng)工藝布局的合理性。示教機(jī)器人軌跡之前，需先建立機(jī)器人的工具坐標(biāo)系，此處采用直接輸入法新建工具坐標(biāo)系。為了驗證涂膠工具的可達(dá)性，需在工件的幾個關(guān)鍵涂膠位置或者極限位置通過機(jī)器人示教測試涂膠工具的可達(dá)性、涂膠位置機(jī)器人姿態(tài)的合理性和不同位置涂膠姿態(tài)過渡的連續(xù)性，為優(yōu)化機(jī)器人的工藝布局提供參考。對于汽車的涂膠應(yīng)用，根據(jù)汽車底涂涂膠工藝的不同，一般需測試前翼子板內(nèi)側(cè)、裙邊、后翼子板內(nèi)側(cè)、后備箱底部等部位。
噴蠟完整性及操作性分析原則一般情況下，對于車身噴蠟完整性及操作性的分析，也包含在涂膠密封完整性工作內(nèi)容中，其主要分析原則（標(biāo)準(zhǔn)）如下。
噴蠟完整性分析原則建議優(yōu)先噴蠟位置：門檻梁內(nèi)腔。在質(zhì)量及生產(chǎn)條件允許的情況下，建議增加位置：）側(cè)門下部內(nèi)腔、后背門下部內(nèi)腔、機(jī)蓋前端內(nèi)腔；）地板下部各縱梁、橫梁內(nèi)腔。
噴蠟操作性分析原則依據(jù)現(xiàn)場實際噴蠟槍嘴，模擬噴蠟過程，無遮擋，噴蠟操作過程中不會與車身現(xiàn)有制件相互干涉。
涂裝密封使車身具有良好的密封性、防銹性、耐久性和隔音降噪性。在車型開發(fā)過程中，針對車身涂裝密封進(jìn)行SE分析，可有效減少車型生產(chǎn)過程中的涂膠無法操作、車身密封不良、焊縫邊緣銹蝕等問題。

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