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2014年3月，在“德國先進(jìn)制造技術(shù)交流研討會(huì)”上，北京航星機(jī)器制造有限公司技術(shù)部主任姚為表示，把國外先進(jìn)的兩化融合新技術(shù)引進(jìn)國內(nèi)進(jìn)行消化吸收再創(chuàng)新，就是一條快速可行的道路。而德國籍華裔智能機(jī)器人研發(fā)專家顧毅風(fēng)先生特地分享了德國最新技術(shù)：機(jī)器人虛擬示教自動(dòng)編程(Virtual Robot Teaching ，以下簡(jiǎn)稱 VRT)。下面與讀者分享一下。

自動(dòng)編程優(yōu)勢(shì)

機(jī)器人虛擬示教跟蹤系統(tǒng)自動(dòng)編程技術(shù)曾獲得德國機(jī)器人新技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)，它可以直觀快速地建立機(jī)器人的運(yùn)行軌跡，特別適用于完整的無數(shù)個(gè)三維運(yùn)行軌跡的所有加工應(yīng)用，如焊接(弧焊、點(diǎn)焊、激光焊)、銑削、碾磨、涂膠、切割、噴漆、去毛刺、打磨、拋光、鉚接、折邊。只要工人手持演示器在工件上比劃一下，機(jī)器人程序就能編制好，譬如焊接焊縫、涂膠路徑，機(jī)器人能馬上按照工人比劃的路徑自動(dòng)準(zhǔn)確運(yùn)行。

它與現(xiàn)在傳統(tǒng)的編程方法(如示教再現(xiàn)或者離線CAD編程)相比，過程更簡(jiǎn)單、快速且精準(zhǔn)，一個(gè)專業(yè)工人只需要在幾分鐘內(nèi)完成編程;它可以在真實(shí)的工件上，也可在機(jī)器人工作站外執(zhí)行，便于機(jī)器人生產(chǎn)加工。

通過編程平臺(tái)，可以提高生產(chǎn)率和節(jié)省成本。針對(duì)汽車制造商而言，機(jī)器人測(cè)量實(shí)際后車軸，每周能節(jié)約2750歐元，每周減少停機(jī)時(shí)間275小時(shí);針對(duì)系統(tǒng)集成商而言，用機(jī)器人涂膠手槍沿著車門移動(dòng)，每周節(jié)約成本2250歐元，減少停機(jī)時(shí)間225小時(shí)。

助制造企業(yè)一臂之力

目前，在世界上用機(jī)器人加工產(chǎn)品的任何機(jī)械操作和運(yùn)行軌跡都需要示教編程再現(xiàn)，且需要夾具，固定工裝等輔助機(jī)械，ABB、REIS、KUKA、Fanac等都是如此。下面，為大家介紹一下信息化制造業(yè)該如何應(yīng)用機(jī)器人自動(dòng)編程來管理企業(yè)并創(chuàng)造效益的。

應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備 VRT系統(tǒng)可用于醫(yī)療機(jī)器人，該技術(shù)在醫(yī)療上的應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣闊。醫(yī)生可以簡(jiǎn)單的用手持演示器類似一支筆一樣地在病人身上或治療處比劃一下，機(jī)器人就可以按照醫(yī)生所確定的位置和方位監(jiān)視任一醫(yī)療儀器所對(duì)應(yīng)的位置，對(duì)病人需要治療的部位進(jìn)行點(diǎn)/面的輻射、X-光照射、癌癥的伽瑪輻射性化療等危險(xiǎn)性治療。通過此種方式治療，使病人消除癌癥細(xì)胞，并保證病人的健康細(xì)胞不受到輻射損傷。它的實(shí)施不僅把對(duì)病人身體的損傷減少至最低，還能幫助醫(yī)院降低成本，提高治療效率，也不會(huì)損傷醫(yī)生的健康。

風(fēng)電齒輪倒角、清理 帶VRT系統(tǒng)的機(jī)器人可以通過自動(dòng)編程的方式對(duì)風(fēng)電機(jī)齒輪箱中的齒輪進(jìn)行準(zhǔn)確無誤地倒角/清理。只要操作人員使用手持式演示器在復(fù)雜的三維齒輪上指示需要倒角/清理的路徑，幾分鐘后機(jī)器人的程序就能自動(dòng)生成。風(fēng)電設(shè)備，如風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其每個(gè)齒輪都有很多毛刺，齒輪的尖角也無規(guī)則，且相互之間的公差較大，機(jī)器人需要對(duì)齒輪進(jìn)行精加工。工藝要求運(yùn)用機(jī)器人倒角、清理，雖然機(jī)器人手臂的前端安裝有打磨/拋光的電動(dòng)機(jī)械執(zhí)行部分，但是在機(jī)器人運(yùn)行加工之前，機(jī)器人是不知道怎么進(jìn)行加工或清理齒輪的，也不知道路徑和運(yùn)行軌跡，這樣就得需要操作員在機(jī)器人加工之前使用VRT的手持演示器對(duì)齒輪進(jìn)行指示，即給出機(jī)器人在加工時(shí)應(yīng)該運(yùn)行的空間軌跡，以便機(jī)器人在運(yùn)行的時(shí)候，能把那些公差很大且無規(guī)則的凹凸部分按照所設(shè)計(jì)CAD圖紙要求進(jìn)行正確打磨(加工)或清理。

質(zhì)量控制 以德國奔馳公司為例, 德國奔馳公司在VRT系統(tǒng)下采用雙紅外照相系統(tǒng)測(cè)量車門/車架的點(diǎn)焊，兩側(cè)各一臺(tái)照相機(jī)來增加測(cè)量面積，雙系統(tǒng)設(shè)計(jì)是避免攝像機(jī)的移動(dòng)導(dǎo)致的誤差。同時(shí)，應(yīng)用VRT技術(shù)使得機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程，提高測(cè)量精確度，從而使計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)備進(jìn)行有效的管理。只要操作人員使用手持式演示器在復(fù)雜的三維車門/車架上指示一下需要測(cè)試的路徑，幾分鐘后機(jī)器人的程序就自動(dòng)生成，隨即機(jī)器人就能完全按照原先的空間路徑運(yùn)行且準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行測(cè)量。由此，德國奔馳公司節(jié)省了大量復(fù)雜的專業(yè)工程師編程成本，而且還節(jié)約了很多研制時(shí)間，測(cè)量的精度也相當(dāng)高。質(zhì)量部門可對(duì)每個(gè)班次進(jìn)行抽樣，按照車門加工的測(cè)量數(shù)據(jù)與CAD進(jìn)行比較計(jì)算、分析，得到加工的精度和質(zhì)量報(bào)告以及產(chǎn)品的一致性數(shù)據(jù)，以便有的放矢地改進(jìn)質(zhì)量控制和生產(chǎn)管理。同時(shí)，這些測(cè)量數(shù)據(jù)全都能自動(dòng)匯總到質(zhì)量部門的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，然后統(tǒng)一去通知各個(gè)部門，通過計(jì)算機(jī)去控制生產(chǎn)。

這些例子表明，VRT作為機(jī)器人領(lǐng)域的最新技術(shù)，有著廣闊的應(yīng)用前景，它必將對(duì)智能制造產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。