库卡工业机器人在汽车制造领域的应用

        机器人和控制技术的持续发展使机器人技术的应用范围日益广泛。柔性机器人不仅在汽车零部件制造方面，而且在优化汽车生产工艺流程和汽车生产灵活性方面发挥越来越重要的作用。

        全球领先的工业机器人提供商之一德国库卡公司(KUKA)自进入中国市场以来，不断以其革新的机器人技术推动着中国汽车制造业的自动化发展，已成为该行业领先的工业机器人提供商。KUKA的机器人产品最通用的应用范围包括工厂焊接、操作、码垛、包装、加工或其它自动化作业，同时还适用于医院，比如脑外科及放射造影。目前库卡工业机器人在国内各行业的使用数量已经有好几千台，其中两千台左右应用于汽车以及汽车零部件制造行业。

        现代汽车制造业不断向"准时化"和"精益生产"的方向发展，这对设备的快速响应、柔性化、集成化和多任务处理的能力提出了更高要求。为迎合这种需求，库卡公司另辟蹊径，突破传统的机器人协同工作组概念，以单个机器人作为独立的控制对象，把计算机网络控制的概念引入到机器人协同工作组控制中，对机器人协同工作组的功能和工作模式进行了历史性的革新，使得15台机器人同步工作成为可能，完全颠覆了传统汽车制造中以工位为目标单位的工艺格局，汽车的柔性化生产提高到了一个空前的高度。

        下面，我们将具体介绍宝马公司的案例，从中了解库卡机器人集团从客户的需要出发，了解客户的要求并据此提出行之有效的解决方案。

当前状况/任务

        宝马公司为其在雷根斯堡的工厂寻找一种自动化解决方案用以传送宝马 1 系列及 3 系列车型的整个前后轴以及车门。

实施措施/解决方案

        宝马公司选择了三台库卡机器人，包括一台 KR 500 及两台 KR 360 来传送前后轴。KR 500 从装配系统中取出已装配好的前轴并将其置于装配总成支架上，在那里前轴将被装配到传动杆上。KR 500 的多用夹持器适用于 1、 3 系列所有车型专有的轴。此外，整个夹持器还满足了宝马公司的要求，即能够在传送过程中使轴的活动部分保持在规定的位置。由此，机器人可将所有需要装配的部件在转配总成支架上准确定位。

        两台重载型机器人KR360传送后轴。第一台 KR 360 从装配系统中取出轴并将其置于多用工件托架的存储器内。第二台 KR 360 从存储器中取出轴并将其置于装配总成支架上。如同前轴的情况，放置后轴时所需达到的精确位置可通过一个感知器测量系统得到。为使 KR 360 能够在最佳的位置上完成所需的工作，它被安装在一个一米半高的底座之上。特殊的夹持器使机器人能够传送雷根斯堡工厂内生产的车轴。由于机器人控制系统将夹持器作为第七条轴来移动，因此 KR360 就有能力将客车车轴举到轮毂处而不受轮距的限制。

        在传送车门方面，四台装配有 400 mm 延长臂的 KR150，每两台作为一组，可以替代数目相同的提升站以及所属用以交接的机械装置。在两个机器人小组内部，一台机器人负责前门，另一台负责后门。当一辆带着空运输吊架的电动钢索吊车停在工位内时，机器人的工作就可以开始了。有关的 KR 150 将其夹持器摆动着伸入货物承装工具内部，将其从电动钢索吊车上取下并置于下一层以做好装料准备。两个在此工作的工作人员为吊架的两侧都装上相应车身的车门。之后，机器人将货物承装工具移回上一层并将其重新放回电动钢索吊车。由于机器人重复精度高，就可以避免对车门及电动钢索吊产生损伤。由于对机器人可进行自由编程，因此整个设备也具有很高的灵活性。除此之外，库卡公司还可以满足宝马公司对夹持器的要求--设计简单且安全可靠。

系统部件/合同范围

        ·一台库卡重载型机器人 KR500，其承载能力为 500 kg

        ·两台库卡重载型机器人 KR360，每台负重能力为 360 kg

        ·四台库卡载重机器人 KR150，每台承载能力为 150 kg

        ·以 PC 为基础的库卡机器人控制系统，包括带有熟悉的视窗操作界面的控制面板

        ·夹持器

        ·机器人编程

        ·投入运行

结果/成效

灵活性高

        在适应产品种类变化方面，三台重载型机器人在传送时也具有非常高的灵活性。同样对于宝马公司来说，由于库卡机器人工作范围极大，因此公司就可以灵活自由地选择安装地点。

可用性提高

        使用 KR150 替代了已经不再符合技术发展状况的提升站，提高了可用性。此外，生产能力强大的标准机器人也能使工艺流程最优化。

集成的紧急对策

        宝马公司也能从这个集成的紧急对策中得益。如 KR 150 出现故障，第二组机器人就会接替那组机器人的工作。如有必要，使用者可以短期内将可以工作机器人组的生产能力提高到百分之百，这样就可以跟上电动钢索吊车的工作节拍。

投入使用时间短

        机器人另外一个优点就是它的投入使用时间短。这归功于上级控制系统与机器人控制系统间的标准化接口，以及经过实践检验的软件模块。

        立足客户，不断创新技术，为客户提供品质卓越、多样化的产品与服务正是库卡机器人的核心竞争力所在。作为业界的高端品牌，库卡将继续强化其在汽车制造领域应用的领先地位，凭借技术和产品性能优势，不断开拓新市场、发展新领域。

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