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用于轿车动力总成安装的工业机器人

把一个灯泡旋入灯座这样简单的任务就可以说明为什么传统的工业机器人干不了这件事。要施加一个大小正好合适的力,在正好合适的时间把灯泡转动一个正确的角度,这是人类凭直觉来做的工作,一个依靠编程的机器人怎么能

把一个灯泡旋入灯座这样简略的使命就能够阐明为什么传统的工业机器人干不了这件事。要施加一个巨细正好适宜的力,在正好适宜的时刻把灯泡滚动一个正确的视点,这是人类凭直觉来做的作业,一个依托编程的机器人怎么能干得了这样的活呢?

与旋灯泡的作业相似,轿车动力总成的设备是一种传统的手作业业,需求有娴熟技巧和有经历的工人来完结,因为离合器和液力变矩器等部件的齿轮和其他重要零件都必须在一个狭小的空间里以十分高的准确度进行对中,这样单调的屡次重复动作会使工人简单疲惫,并会下降产品质量,作业效率无疑也会遭到影响。假如机器人操作能够到达人工操作相同水平,这将使主动化在这个领域中的运用远景十分宽广。

为了让机器人能够仿照人类在设备线上的作业,机器人需求有对力的感觉才能和依从性。机器人必须有一种操控办法能够对力和力矩进行操控,并能够对触摸的信息作出反应。ABB新式机器人的力操控技能能够做到这一点。

具有位操控功用的机器人所面临的问题

假如一个具有位操控功用的机器人企图把两个齿轮对准,而它的操控程序对齿的方位却没有准确的信息,这时,机器人仅有的挑选只能是重复进行试对中和找错,一向重复进行,直到找对了齿的相对方位停止。机器人企图把两个齿轮设备起来,假如没对准,就会使一个齿轮紧紧地压住另一个齿轮,并发生很大的触摸力。为了便于设备,即便咱们把齿轮的齿进行倒角处理,但对禁绝仍然会发生很大的侧向应力,因为机器人总是尽量让齿轮沿着预先拟定的道路向被刺进物的中心线移动。不仅如此,这种做法有时乃至会使齿轮发生卡死现象,除非事前已采取了某些机械依从性办法。

RCC(长途中心依从性)设备便是为处理这一问题而开发的。安放一些抗剪弹性垫块能够减小齿轮触摸时的触摸力,并能使设备机器人补偿因振荡或公役不适宜而引起的定位差错。当依从性中心挨近触摸点时,被刺进的外凸形的零件因遭到强壮的触摸力而能主动对准凹形零件,而这个触摸力是因为没对准而发生的,所以,无论是零件仍是东西,都不会遭到损坏。

不幸的是,像RCC设备这样有用的设备却不能广泛运用于轿车厂里的一切设备作业上。这里有几个原因:首要,设备零件的几许形状很杂乱并且不同很大,因而需求频频地从一个零件的专用设备换成另一个零件的专用设备;此外,因为这种设备自身不能使零件互相进行定位并发生相对滚动,因而设备所需时刻比较长。一切这一切,使发生毛病的危险都比较高。

机器人向人类学习

面临杂乱零件的设备问题,人类的思维和举动的敏捷性是惊人的,咱们能够在恰当的当地, 在零件发生卡死之前发生并施加一个刺进力。人类能够“天性地”学会最合理地运用依从性,感遭到力和力矩以及零件边际和鸿沟的触摸状况,并能赶快取得所期望的效果。人类差异于工业机器人的一个显着的特色便是咱们具有触觉并能对它作出反应。因而,假如要求机器人仿照人类的行为,他们也需求具有相似的触觉才能和依从性,还要能够用一种操控办法对力和力矩进行操控,并对触摸的信息作出反应。一切这些都需求对传统机器人的定位操控技能及标准进行一次完全的革新。

ABB的处理方案

ABB一向都在不断地研讨和开发机器人运用的新技能,有一部分研讨活动是与大学进行协作的,其间一项是ABB的科学家和工程师同美国俄亥俄州的Case Western Reserve大学和瑞典的Lund大学的研讨人员协作在ABB现在的S4Cp1us机器人操控器的根底上共同开发一个新式的力气/方位混合渠道。与此同时,这个研讨组还开端同福特轿车公司展开协作研讨,以便了解更多的有关运用方面的特殊要求和常识。现在,这个项目在以力操控为根底的设备运用方面现已形成了一个处理方案。

这项作业的终究效果是开宣布一个整体处理方案,它能使ABB的机器人既具有“感觉”又坚强有力,更为重要的是,取得这种新的感觉功用不会使机器人现有的才能或功用遭到影响,比方ABB机器人的能快速操控加速度的先进性、通讯才能强和可靠性高级杰出的功用特色全都被保留了下来。

这项技能开始是在IRB4400 和IRB6400机器人上进行实验的,其有用负载规模为30~200kg,用于设备轿车动力总成的不同零件。这些作业是比较杂乱的,其间包含向前刺进离合器的盘壳和F/N液力变矩器的设备(见图1)。一切实验都共同证明了这两款机器人在循环时刻、可承受的刺进力、可靠性和便于编程等方面具有优异的功能。

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位和力的调和操控

现在,机器人的快速运动已到达了人们能够承受的程度,但要确保触摸的稳定性却依然是一个问题。尽管人们现已对许多有出路的智能操控办法进行过研讨,可是, 选用慢慢地不断施加力的办法来对方位进行操控,其效果与功能大多数仍是不太好。

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