协作机器人在汽车保险杠螺丝拧紧上的应用 | 螺丝拧紧的全自动化，降低投入·提高生产性

2022年03月23日

工艺介绍

随着购车群体年龄的年轻化，汽车外饰正在不断追求潮流与创新，导致汽车外饰制造商之间的竞争也愈发剧烈，一方面生产成本的压力增加，另一方面产品迭代的速度加快，并且在品质、性能等综合要求面临越来越大的挑战，如何通过改善这些问题，从而增加产品自身的竞争力，成为了重要的课题。

无人化生产，是降低生产成本，提升生产效率的有效手段。因此，在汽车保险杠装配的环节，通过导入机器人，来实现拧螺丝、紧固等动作的全自动化。

课题

1 . 尺寸大、纵深大，传统机器人难以覆盖

前保险杠，长1900mm*高500mm*宽600mm，传统机器人的臂展，难以满足如此大的纵深与范围。

2. 固定位置存在偏差，影响机器人定位精度

保险杠依赖人工放置，尽管治具固定，但依然可能存在0.1-5mm级别的位置误差，对于之后机器人的定位与处理精度，存在较大影响。

螺丝拧紧，一般主要通过设置在规定时间内是否达到预设值的扭矩，如果没有达到的话则提示/报错（滑牙）。

3. 需要人机协作，安全性要求高

类似保险杠放置等作业，依旧依赖于熟练工，尽管治具固定，因此在人机协作的前提下，机器人要能够达到与人近距离工作的安全性能。

解决方案

1. 采用大臂展的协作机器人

欧姆龙TM协作机器人，臂展可达1300mm，负载12KG，可以满足长1900mm且大纵深的保险杠工艺要求。

2. 图像处理系统与识别方法的优化

根据模式搜索响应运行配方，并根据X、Y和θ调整相对原点偏移，以实现精确定位和自动配方选择；并针对个别位置，单独定位，运行独立的拧紧程序，解决位置产品偏差问题。

使用欧姆龙TM协作机器人独特的三点视觉定位技术，在保险杠的局部，寻找一个相对固定且有清晰图标的平面，作为建立坐标系的标记点；再通过其自带的500万像素相机，对该标记点进行拍照定位；最终创建3个Vision Base坐标点，即通过3个坐标点确立一个基准面。（如上图所示）

3. 采用符合国际安全标准的协作机器人

欧姆龙TM协作机器人，依照最新安规ISO/TS 15066中人类与机器人协作工作安全要求设计，旨在打造更安全的工作场所。用户仅需在系统中勾选相应的风险部位，机器人便会自动调整设置速度极限。

实现价值

1. 无人化：协作机器人自动完成拧螺丝、紧固等作业

2. 品质：无漏拧，且紧固至规定扭矩1.5Nm，扭矩误差±10%

【经营层】

■ 应对无人化工厂的社会趋势，率先开展“机器换人”，提高工厂整体自动化的同时，大幅降低了人力成本，品质、效率等综合性能也得到提升，助力打造行业Top竞争力。

【管理层】

■ TM协作机器人自带500万像素的视觉系统，无需再额外配置，节省成本。

■ 由协作机器人替换人工，生产数据以及机器人运行数据均可收集、存储、分析，后续亦可与MES系统对接，实现更为宏观且高效的生产管理。

【工程师层】

■ TM协作机器人自带500万像素的视觉系统，无需单独调试视觉，编程简单快捷。

■ 优化了定位方式、拧紧程序、走位路径，对部分较难的拧紧位置，单独编写程序，最大程度优化拧紧节拍。

作为装配与自动化行业盛会，AHTE通过展示装配技术，传输技术，机器人集成，供料及连接技术解决方案，驱动-控制-测试技术的等全面的自动化系统集成解决方案，推动国内汽车、电子、半导体、医疗机械、家电制造、食品饮料包装、新能源、太阳能光伏、机械设备制造、通讯等行业的自动化升级改造，使企业的生产过程更系统、更高效、更智能、成本更低！

AHTE 2022（第十五届上海国际工业装配与传输技术展览会）将于2022年7月6-9日再次登陆上海新国际博览中心E1-E3馆。

图文来源：欧姆龙工业自动化

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展会预告：

2022年3月20日-21日武汉

AMC 2022汽车工程与新能源汽车产业系列会议

2022年7月6-9日上海

AHTE 2022 第十五届上海国际工业装配与传输技术展览

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