机器人在汽车零部件行业中的应用实例

陈文兵

摘 要：机器人在汽车及汽车零部件制造业应用比较广，但用于压缩机行业关键件的制造还是个尝试。现在企业招工难、用人成本高，机器人作业将来很快会代替人工操作。

关键词：机器人；汽车零部件行业；应用；自动化生产线

机器人作业自动化生产线具有高度柔性，调整比较方便，提高了设备的生产效率，节约了人力，降低了生产成本和操作工的劳动强度，由于机器人运动轨迹精确度高，所以要确保每次工件装夹的一致性，使得加工的产品质量得到有力保证。

下面是某公司利用现有机床改造，增加机器人上、下料的自动化生产线工作流程。

机器人上、下料自动化生产线简图

自动化生产线机器人动作流程：

机器人原点→1.取毛坯→2.规整→3.下料→4.冲洗卡盘→5.上料→6.放料→7.回原点→8.测量（抽检）

1 取毛坯

当送料槽有工件可取，机器人从原点移动到送料槽，用1#手爪抓取待加工动盘，然后移动到工件规整台上部，同时机器人发出指令，要求规整台推、拧气缸复位，机器人接收到气缸复位信号后，才把工件放入规整台。

关键技术：建立I/O信号站、机器人和放料槽之间的数据交换和信号传递。

2 规整

当规整台检测到有工件放入，根据机器人的指令，规整台的气缸动作，对工件进行推、拧动作，把工件规整到位，规整目的是保证工件抓取位置的一致性，机器人接收到规整到位信号后，换用2#手爪抓住工件（手爪材料为铝质，仿人手设计，具有轻巧灵活等特点），同时机器人发出“规整台气缸松开”信号，机器人确认规整台气缸松开后，机器人才移动把工件运送到机床边，等机床卸载信号。

关键技术：建立I/O信号站、机器人和规整台之间的数据交换和信号传递、规整位置的一致性。

3 下料

当机床把工件加工完后，发出卸载信号给机器人，机器人等机床门打开到位后，机器人手臂才进入机床抓住工件，同时发出“机床卡盘松开”信号，机器人确认卡盘已松开到位信号后，才移动把工件取出（取出前把工件内的切屑液倒掉），同时发出“机床冲洗卡盘”指令。

关键技术：设立干扰区、机器人和机床之间数据交换和I/O信号处理、机床卸载程序编制。

4 冲洗卡盘

机床接收到“清洗卡盘”信号后，确认机器人在安全区域，机床自动关门到位，卡盘旋转，切削液打开，自动冲洗卡盘（把卡盘上加工时留下的铝屑冲掉），冲洗完后，机床自动打开门并发出“加载”信号给机器人。

关键技术：安全区域的确认、冲洗卡盘程序、数据交换和I/O信号处理。

5 上料

机器人接收到“加载”信号后，确认机床门已打开、并发出机床“卡盘松开”信号，等机床卡盘松开后，机器人手臂移动，用2#手爪把待加工动盘送到机床卡盘内，机床检测到机器人2#手爪在机床加载区域，机床尾座自动伸出把工件压到位，机器人发出机床紧卡盘信号，等卡盘收紧、尾座退回后，机器人松开2#手爪，移动到机床外，同时发出加载完毕信号，机床开始加工动盘，机器人移动到放料槽。

关键技术：2#手爪在加载区域的确认、机器人和机床加载程序、数据交换和I/O信号处理，尾座及时伸出/缩回，动盘的安装定位等。

6 放料

放料槽没满时，机器人才把加工好的动盘放下，并用手爪把放下的动盘往前推，在推过程中若检测到放料槽满了，机器人立即停止推动作，并发出声光报警，提醒操作工把放料槽前面的工件拿走，机器人继续把工件推到要求的位置，确保下个动盘有位置摆放，机器人返回原点，结束本次循环周期。

关键技术：机器人和放料槽数据交换和I/O信号处理，机器人放料程序。

7 测量（抽检）

根据工艺要求，操作工对加工出的动盘进行抽检（每50只检1只，量仪检测），确保产品的加工质量，从加工到测量构成动盘自动化生产线的闭环回路。

7.1 自动化生产线主要创新点

（1） 利用现有的机床改造增加机器人上、下料，这样在保证设备的可靠性及稳定性的前提下，节约了大量的设备投入费用。

（2） 设备中升降轴、旋转、回转及夹持部分设计中在保证强度的前提下，采用铝合金材质（如机械手爪等），这样可以降低转动惯量，提高设备的制动性和控制精度，具有运动轨迹精确等优点。

（3） 设备控制采用计算机数字控制系统，具有运算速度快，控制精度高，柔性大，调整方便等优点.技术含量高，提高了机械产品的加工水平。

7.2 技术指标及关键技术

7.2.1 技术指标及水平技术指标：

（1）驱动方式：机器人移动采用伺服电机闭环驱动，工件的夹持采用气缸驱动。

（2）移动距离：机器人旋转直径3米。

（3）最大抓举重量： 10kg

（4）定位精度：X/Y/Z方向：0.001mm，手臂旋转精度：0.001度

（5）手臂远端运动速度：36m/分

（6）机床X/Y/Z轴重复定位精度≤0.005mm

7.2.2 关键技术：以柔性关节为特点，360°全工作范围的6关节型机器人，手臂可以按照程序模拟任意轨迹运动，避开障碍。

7.2.3 使用机器人后，效率和质量等方面对比如下：

7.2.4 自动化生产线实施的意义

机器人在我司运用尝到了甜头，现在1人可以看护2台设备，公司若采用三班倒，每天节约3个人，既缓解了企业用工成本的压力，也提高了产品的质量和加工效率。

摘 要：机器人在汽车及汽车零部件制造业应用比较广，但用于压缩机行业关键件的制造还是个尝试。现在企业招工难、用人成本高，机器人作业将来很快会代替人工操作。

关键词：机器人；汽车零部件行业；应用；自动化生产线

机器人作业自动化生产线具有高度柔性，调整比较方便，提高了设备的生产效率，节约了人力，降低了生产成本和操作工的劳动强度，由于机器人运动轨迹精确度高，所以要确保每次工件装夹的一致性，使得加工的产品质量得到有力保证。

下面是某公司利用现有机床改造，增加机器人上、下料的自动化生产线工作流程。

机器人上、下料自动化生产线简图

自动化生产线机器人动作流程：

机器人原点→1.取毛坯→2.规整→3.下料→4.冲洗卡盘→5.上料→6.放料→7.回原点→8.测量（抽检）

1 取毛坯

当送料槽有工件可取，机器人从原点移动到送料槽，用1#手爪抓取待加工动盘，然后移动到工件规整台上部，同时机器人发出指令，要求规整台推、拧气缸复位，机器人接收到气缸复位信号后，才把工件放入规整台。

关键技术：建立I/O信号站、机器人和放料槽之间的数据交换和信号传递。

2 规整

当规整台检测到有工件放入，根据机器人的指令，规整台的气缸动作，对工件进行推、拧动作，把工件规整到位，规整目的是保证工件抓取位置的一致性，机器人接收到规整到位信号后，换用2#手爪抓住工件（手爪材料为铝质，仿人手设计，具有轻巧灵活等特点），同时机器人发出“规整台气缸松开”信号，机器人确认规整台气缸松开后，机器人才移动把工件运送到机床边，等机床卸载信号。

关键技术：建立I/O信号站、机器人和规整台之间的数据交换和信号传递、规整位置的一致性。

3 下料

当机床把工件加工完后，发出卸载信号给机器人，机器人等机床门打开到位后，机器人手臂才进入机床抓住工件，同时发出“机床卡盘松开”信号，机器人确认卡盘已松开到位信号后，才移动把工件取出（取出前把工件内的切屑液倒掉），同时发出“机床冲洗卡盘”指令。

关键技术：设立干扰区、机器人和机床之间数据交换和I/O信号处理、机床卸载程序编制。

4 冲洗卡盘

机床接收到“清洗卡盘”信号后，确认机器人在安全区域，机床自动关门到位，卡盘旋转，切削液打开，自动冲洗卡盘（把卡盘上加工时留下的铝屑冲掉），冲洗完后，机床自动打开门并发出“加载”信号给机器人。

关键技术：安全区域的确认、冲洗卡盘程序、数据交换和I/O信号处理。

5 上料

机器人接收到“加载”信号后，确认机床门已打开、并发出机床“卡盘松开”信号，等机床卡盘松开后，机器人手臂移动，用2#手爪把待加工动盘送到机床卡盘内，机床检测到机器人2#手爪在机床加载区域，机床尾座自动伸出把工件压到位，机器人发出机床紧卡盘信号，等卡盘收紧、尾座退回后，机器人松开2#手爪，移动到机床外，同时发出加载完毕信号，机床开始加工动盘，机器人移动到放料槽。

关键技术：2#手爪在加载区域的确认、机器人和机床加载程序、数据交换和I/O信号处理，尾座及时伸出/缩回，动盘的安装定位等。

6 放料

放料槽没满时，机器人才把加工好的动盘放下，并用手爪把放下的动盘往前推，在推过程中若检测到放料槽满了，机器人立即停止推动作，并发出声光报警，提醒操作工把放料槽前面的工件拿走，机器人继续把工件推到要求的位置，确保下个动盘有位置摆放，机器人返回原点，结束本次循环周期。

关键技术：机器人和放料槽数据交换和I/O信号处理，机器人放料程序。

7 测量（抽检）

根据工艺要求，操作工对加工出的动盘进行抽检（每50只检1只，量仪检测），确保产品的加工质量，从加工到测量构成动盘自动化生产线的闭环回路。

7.1 自动化生产线主要创新点

（1） 利用现有的机床改造增加机器人上、下料，这样在保证设备的可靠性及稳定性的前提下，节约了大量的设备投入费用。

（2） 设备中升降轴、旋转、回转及夹持部分设计中在保证强度的前提下，采用铝合金材质（如机械手爪等），这样可以降低转动惯量，提高设备的制动性和控制精度，具有运动轨迹精确等优点。

（3） 设备控制采用计算机数字控制系统，具有运算速度快，控制精度高，柔性大，调整方便等优点.技术含量高，提高了机械产品的加工水平。

7.2 技术指标及关键技术

7.2.1 技术指标及水平技术指标：

（1）驱动方式：机器人移动采用伺服电机闭环驱动，工件的夹持采用气缸驱动。

（2）移动距离：机器人旋转直径3米。

（3）最大抓举重量： 10kg

（4）定位精度：X/Y/Z方向：0.001mm，手臂旋转精度：0.001度

（5）手臂远端运动速度：36m/分

（6）机床X/Y/Z轴重复定位精度≤0.005mm

7.2.2 关键技术：以柔性关节为特点，360°全工作范围的6关节型机器人，手臂可以按照程序模拟任意轨迹运动，避开障碍。

7.2.3 使用机器人后，效率和质量等方面对比如下：

7.2.4 自动化生产线实施的意义

机器人在我司运用尝到了甜头，现在1人可以看护2台设备，公司若采用三班倒，每天节约3个人，既缓解了企业用工成本的压力，也提高了产品的质量和加工效率。

摘 要：机器人在汽车及汽车零部件制造业应用比较广，但用于压缩机行业关键件的制造还是个尝试。现在企业招工难、用人成本高，机器人作业将来很快会代替人工操作。

关键词：机器人；汽车零部件行业；应用；自动化生产线

机器人作业自动化生产线具有高度柔性，调整比较方便，提高了设备的生产效率，节约了人力，降低了生产成本和操作工的劳动强度，由于机器人运动轨迹精确度高，所以要确保每次工件装夹的一致性，使得加工的产品质量得到有力保证。

下面是某公司利用现有机床改造，增加机器人上、下料的自动化生产线工作流程。

机器人上、下料自动化生产线简图

自动化生产线机器人动作流程：

机器人原点→1.取毛坯→2.规整→3.下料→4.冲洗卡盘→5.上料→6.放料→7.回原点→8.测量（抽检）

1 取毛坯

当送料槽有工件可取，机器人从原点移动到送料槽，用1#手爪抓取待加工动盘，然后移动到工件规整台上部，同时机器人发出指令，要求规整台推、拧气缸复位，机器人接收到气缸复位信号后，才把工件放入规整台。

关键技术：建立I/O信号站、机器人和放料槽之间的数据交换和信号传递。

2 规整

当规整台检测到有工件放入，根据机器人的指令，规整台的气缸动作，对工件进行推、拧动作，把工件规整到位，规整目的是保证工件抓取位置的一致性，机器人接收到规整到位信号后，换用2#手爪抓住工件（手爪材料为铝质，仿人手设计，具有轻巧灵活等特点），同时机器人发出“规整台气缸松开”信号，机器人确认规整台气缸松开后，机器人才移动把工件运送到机床边，等机床卸载信号。

关键技术：建立I/O信号站、机器人和规整台之间的数据交换和信号传递、规整位置的一致性。

3 下料

当机床把工件加工完后，发出卸载信号给机器人，机器人等机床门打开到位后，机器人手臂才进入机床抓住工件，同时发出“机床卡盘松开”信号，机器人确认卡盘已松开到位信号后，才移动把工件取出（取出前把工件内的切屑液倒掉），同时发出“机床冲洗卡盘”指令。

关键技术：设立干扰区、机器人和机床之间数据交换和I/O信号处理、机床卸载程序编制。

4 冲洗卡盘

机床接收到“清洗卡盘”信号后，确认机器人在安全区域，机床自动关门到位，卡盘旋转，切削液打开，自动冲洗卡盘（把卡盘上加工时留下的铝屑冲掉），冲洗完后，机床自动打开门并发出“加载”信号给机器人。

关键技术：安全区域的确认、冲洗卡盘程序、数据交换和I/O信号处理。

5 上料

机器人接收到“加载”信号后，确认机床门已打开、并发出机床“卡盘松开”信号，等机床卡盘松开后，机器人手臂移动，用2#手爪把待加工动盘送到机床卡盘内，机床检测到机器人2#手爪在机床加载区域，机床尾座自动伸出把工件压到位，机器人发出机床紧卡盘信号，等卡盘收紧、尾座退回后，机器人松开2#手爪，移动到机床外，同时发出加载完毕信号，机床开始加工动盘，机器人移动到放料槽。

关键技术：2#手爪在加载区域的确认、机器人和机床加载程序、数据交换和I/O信号处理，尾座及时伸出/缩回，动盘的安装定位等。

6 放料

放料槽没满时，机器人才把加工好的动盘放下，并用手爪把放下的动盘往前推，在推过程中若检测到放料槽满了，机器人立即停止推动作，并发出声光报警，提醒操作工把放料槽前面的工件拿走，机器人继续把工件推到要求的位置，确保下个动盘有位置摆放，机器人返回原点，结束本次循环周期。

关键技术：机器人和放料槽数据交换和I/O信号处理，机器人放料程序。

7 测量（抽检）

根据工艺要求，操作工对加工出的动盘进行抽检（每50只检1只，量仪检测），确保产品的加工质量，从加工到测量构成动盘自动化生产线的闭环回路。

7.1 自动化生产线主要创新点

（1） 利用现有的机床改造增加机器人上、下料，这样在保证设备的可靠性及稳定性的前提下，节约了大量的设备投入费用。

（2） 设备中升降轴、旋转、回转及夹持部分设计中在保证强度的前提下，采用铝合金材质（如机械手爪等），这样可以降低转动惯量，提高设备的制动性和控制精度，具有运动轨迹精确等优点。

（3） 设备控制采用计算机数字控制系统，具有运算速度快，控制精度高，柔性大，调整方便等优点.技术含量高，提高了机械产品的加工水平。

7.2 技术指标及关键技术

7.2.1 技术指标及水平技术指标：

（1）驱动方式：机器人移动采用伺服电机闭环驱动，工件的夹持采用气缸驱动。

（2）移动距离：机器人旋转直径3米。

（3）最大抓举重量： 10kg

（4）定位精度：X/Y/Z方向：0.001mm，手臂旋转精度：0.001度

（5）手臂远端运动速度：36m/分

（6）机床X/Y/Z轴重复定位精度≤0.005mm

7.2.2 关键技术：以柔性关节为特点，360°全工作范围的6关节型机器人，手臂可以按照程序模拟任意轨迹运动，避开障碍。

7.2.3 使用机器人后，效率和质量等方面对比如下：

7.2.4 自动化生产线实施的意义

机器人在我司运用尝到了甜头，现在1人可以看护2台设备，公司若采用三班倒，每天节约3个人，既缓解了企业用工成本的压力，也提高了产品的质量和加工效率。