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智能机器人|“51秒”完成一车四门两盖安装——国内首个机器人自动安装门盖系统（DIAS）背后的创新“密码”



智能机器人|“51秒”完成一车四门两盖安装——国内首个机器人自动安装门盖系统（DIAS）背后的创新“密码”
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“嗒嗒嗒……咔咔咔……”
在第四届世界智能大会上 ， 国内第一条全自动化车身门盖柔性智能装配系统和国内首个机器人自动安装门盖及最佳匹配解决方案亮相 。 只见四只机械臂“分工明确”流畅完成车身上件、螺栓拾取、安装拧紧等人工操作 ， 实现了生产节拍51秒/车 ， 自动化率达到了100% 。 看似轻松简单的背后却蕴藏着“大智慧” ， 该系统由视觉引导系统、柔性机器人抓具、5G通讯应用等数十个“创新科技”构成 。
“每一项技术的应用都经过了福臻公司20余载的沉淀 ， 我们将创新作为一以贯之的战略发展支点 。 ”天津福臻工业装备有限公司总经理李昊说 ， “这一项‘国内首创’也正讲述了福臻团队创新矩阵效应 ， 各板块业务犹如人类的眼睛、手臂、血脉 ， 赋予了福臻公司智能制造的力量 。 ”
视觉检测技术让DIAS“眼观六路”
国内首个机器人自动安装门盖系统中的机器人是如何精准识别方位、测量距离甚至把控质量呢？在没有人工现场参与的情况下 ， 视觉引导系统便是最好的“眼睛” 。
2019年 ， 福臻公司“导出”了天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室历经20年研究的 “工业在线测量技术” ， 并首次运用到汽车门盖装配环节 。
“该技术完成了对车身、车门、车门铰链安装孔的精确定位和对车身门框的精准测量 。 ”福臻公司技术总监董豪说 ， “通过对测量结果进行分析和运用断差和面差匹配技术设计算出最佳装配位置 ， 将车门精准定位及装配 。 ”
视觉引导系统就是靠传感器这双高能的“瞳孔”去执行 ， 例如在抓件过程中 ， 3D视觉传感器对需要进行装配的门盖拍照 ， 对孔、角点、棱、面等进行快速识别、提取、匹配 ， 根据机器人运动学模型、手眼关系、视觉测量模型计算出准确的三维空间坐标 ， 进而引导机器人系统对被装配门盖实现精准抓取 。
该视觉系统测量范围大 ， 柔性好 ， 精度高 ， 减少了传统视觉方案针对不同应用需要、不同类型传感器而导致的安装空间不足的问题 。 在质量把控上 ， 视觉系统将每台白车身的装配数据都反馈到大数据采集系统 ， 收集100%的产品数据 ， 通过分析数据的波动趋势 ， 为工艺过程监控及工艺优化提供数据支撑 。
一双无形的“眼睛”仅用一年的时间 ， 就完全替代了靠人工责任心和熟练程度来控制装配精度的传统装配方式 ， 让合格率可保证在99%以上 ， 极大提高了生产效率 。
“在不擅长的视觉领域借助‘外脑’实现了‘弯道超车’”福臻公司技术总监董豪说 ， “天津大学科研成果的运用让福臻如鱼得水 ， 在深度融合中 ， 目前我们又进军到了发动机、高铁、编码识别等行业 ， 不断扩大‘福臻的视觉版图’ 。 ”

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柔性定位单元让DIAS“心灵手巧”
2017年 ， 福臻公司的柔性定位单元的设计及生产团队成立 ， 这也决定了国内首个机器人自动安装门盖系统的灵活性 。
很长一段时间 ， 国内大多数汽车制造车间 ， 采用“一款车型一条生产线”的模式 ， 更换生产车型就意味着重组设备 ， 让成本大幅增加 。 由此 ， 柔性定位单元成为不可或缺的装配制造部件 ， 所谓的柔性是指同一款装配产品能够通过自身的“变形”兼容多种车型的安装程序 ， 看似“深不可测”的柔性生产曾让不少国内汽车制造商将信任的眼光投向了国际品牌 。
为赢得关注 ， 团队在三年实践中深刻认识到核心科技要牢牢攥在自己手里的道理 ， 持续围绕机器人周边设备展开研究 。
每年团队都会拿出500余万元投入到技术的研发 ， 用于设备的更新 ， 成员知识的升级；每批设备的出产量要多于订单量 ， 用于新技术的试错测试；每季度输送成员到供应商学习交流 ， 以便产品与零件的无缝匹配；组建研发核心力量 ， 由5名高级工程师为总牵头 ， 主攻机械结构、电气原理 ， 提高设备性能 。


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