前言：
機器人技術代表著先進的製造技術，隨著各行各業對機器人的需求不斷加大，機器人化智能裝備正在不斷被研發出來。目前，工業機器人已在汽車零部件、包裝物流、工程機械等眾多領域得到廣泛應用，特別在汽車領域上，有著廣泛的應用。
汽車生產的四大工藝以及汽車關鍵零部件的生產上，由於生產環境的危險性和工序的複雜性，決定了由工業機器人的參與可大大提高生產安全和工作效率。例如在汽車車身生產中，有大量衝壓、焊接、檢測等工序，目前都是由工業機器人參與完成。特別是焊接方面，一條焊接線就要有大量的工業機器人參與。本文以發那科公司的多功能智能型機器人在汽車零部件焊接例子展示現代機器人系統的柔性化製造技術應用。
柔性化製造技術：
目前中國生產的桑塔納、大眾，別克、賽歐等後橋、副車架、搖臂、懸架、減振器等轎車底盤零件大都是以MIG焊接工藝為主的受力安全零件，主要構件採用衝壓焊接, 板厚平均為1.5～4mm，焊接主要以搭接、角接接頭形式為主，焊接質量要求相當高，其質量的好壞直接影響到轎車的安全性能，因此要求焊接機器人系統必須高度柔性化。即：適應於不同零件的焊接夾具；能短時間內快速調換氣、電信號、配管、配線快速改換；控制程序必須能預置和快速轉換，最大程度地發揮機器人特點以使一套機器人系統能根據需要焊接多種零件和適應產品多樣化和改進的要求。
發那科智能機器人柔性化應用：
圖一、FANUC R-2000iB機器人螺柱焊接
圖一是某汽車零部件廠在生產底盤零部件、座椅骨架、導軌、消聲器以及液力變矩器等焊接件時，採用了FANUC R-2000iB型智能機器人進行螺柱焊接工序。FANUC R-2000iB系列負重能力與可達範圍組合豐富，可滿足車身車間絕大多數的應用需求，配合功能強大的R-30iA控制器，是車身車間機器人的首選機型。FANUC R-2000iB型智能機器人採用了目前最先進的TCP（tool center point工具中心點）自動校零技術，TCP自動校零是用在機器人焊接中的一項新技術，它的硬體設施是由一梯形固定支座和一組激光感測器組成。當焊槍以不同姿態經過TCP支座時，激光感測器都將記錄下的數據傳遞到CPU與最初設定值進行比較與計算。當TCP發生偏離時，機器人會自動運行校零程序，自動對每根軸的角度進行調整，並在最少的時間內恢復TCP零位。採用該技術在實際生產中避免會發生焊槍與夾具之間的碰撞等不可預見性因素導致TCP位置偏離的問題。
圖二、搬運機器人 + 焊接機器人協同工作
圖二是由FANUC R-2000iB型機器進行搬動工序，FANUC R-2000iB型智能機器人進行點焊工序，兩部機器人進行同步協調和配合工序。兩部機器人之間的配合所體現的主要優點是能適應各種不規則焊縫的焊接，但缺點是由於兩部機器人配合的不協調所導致的故障率較高。本場合採用了FANUC R-30iA最先進的新一代機器人控制器，其具有性能高，響應快，安全性強等特點，並且作為唯一集成了視覺功能的機器人控制器，克服了多台機器并行工作可能帶來的配合問題，FANUC R-30iA控制器在一個單機系統或多機系統上實現簡單和柔性控制，集成感測器的硬體，簡化系統的集成，提高機器人的運動性能，最大程度的提高了汽車零部件加工的生產效率。
圖三、汽車零部件焊接自動線
圖三是該汽車零部件生產中焊接自動線，也是今後汽車底盤焊接等工序的主要發展方向。該自動化生產線採用了多台發那科機器人的焊接系統、衝壓系統、塗膠系統、測量系統、搬運系統和懸挂輸送鏈組成，由多台機器人之間的同步配合來完成一個汽車零部件產品的焊接加工衝壓塗膠等工序，由於發那科機器人具有業內唯一一家自主研發的視覺感測技術，避免了採用第三方視覺感測器系統帶來的不兼容性，因此在部件加工過程中能夠自動識別焊縫位置，在空間中尋找和跟蹤焊縫、尋找焊縫起、終點，實現焊槍跟隨焊縫位置自適應控制。
小結：
機器人焊接技術在汽車工業中的應用代表了焊接工藝的一個新發展方向，而中國汽車工業使用機器人焊接系統時間不長，應用面還不廣，還有待於在實踐中結累更多經驗。區別於其他主要機器人供應商多採用OEM的方式組裝機器人，發那科自主設計和製造機器人的所有主要部件，從而在產品的兼容性及質量的可回溯性方面有著無可比擬的優勢，先進的技術和完善售後服務使得發那科機器人全球累計銷售超過25萬台以上，心無旁騖，專註於機器人和智能機器的研發，這種專註能確保發那科在技術、研發和產品等方面均處於領先地位，做到專業而深入的“機器人專家”，為不同的用戶提供快捷周到的服務，靈活響應客戶的定製需求。
