视觉机器人取代了4个传统的火焰处理机器人

机器内部:Fitz-Thors工程公司为一级汽车供应商设计的具有机器视觉的机器人取代了四个传统机器人。机器人连续工作，消除了传统电池的机器人空闲时间。新的机器人方法还消除了接近传感器，使其能够处理更大范围的零件。

通过罗恩Pulicari 2014年5月20日

使机器人具有机器视觉和仔细的工作单元布局可以提高资产利用率，并释放三个机器人用于其他地方。用于汽车内饰部件的无挥发性有机化合物(VOC)涂层系统需要火焰处理以增加表面张力并改善涂层附着力。用于火焰处理的传统细胞有四个工位，每个工位有一个机器人应用或火焰处理部件安装在带有接近传感器的转盘夹具上。Fitz-Thors工程公司对这种方法进行了改进，生产了一种可以提供相同吞吐量的单元，一个机器人服务于所有四个站点。

视觉系统在火焰处理之前查看零件，以确保它存在并正确定位在夹具中。该机器人连续工作，消除了传统电池中机器人大量的空闲时间。新的机器人方法也消除了对接近传感器的需求，使其能够处理更广泛的零件，并消除了连接传感器所需的时间。在满负荷运行时，新电池需要四个操作员，与传统电池相同。然而，当低于满负荷生产时，新单元可以由两个操作员分别加载两个单元来维护。

传统的火焰处理方法

汽车内饰中使用的大多数塑料部件都经过涂层处理，以改善其手感和声学性能。最近的法规要求使用基于聚氨酯或紫外线涂层的无voc涂层系统，这些涂层要求基材具有高水平的表面张力。火焰处理是一种廉价而有效的方法，可以提供表面张力水平，有助于促进涂层粘附并消除对底漆的需求。汽车工业中的火焰处理通常采用机器人来确保高质量水平。典型的汽车内部可能有几个需要处理的组件，如方向盘、仪表板、控制台、手套箱等。用于火焰处理这些部件的传统单元具有单独的工位，每个工位由单独的机器人服务。每个不同的部分有一个定制夹具与接近传感器，以确保该部分是正确的定位在夹具。每个夹具都安装在一个转盘上，将操作员与机器人隔离开来。操作人员装载每个零件，然后旋转转台将零件和夹具放入机器人进行火焰处理的位置。

工作流程效率

菲茨-索尔公司的工程师们决定重新审视火焰处理系统。他们质疑为什么每个工位都需要一个机器人，因为机器人大部分时间都闲置着。他们还询问机器视觉是否比接近传感器更好地确保零件的正确定位。Fitz-Thors的工程师们得出结论，一个配备了视觉系统的机器人可以快速移动到每个准备进行火焰处理的夹具周围，验证正确的部件存在并正确地定位在夹具中，火焰处理夹具中的部件，然后移动到下一个。

Fitz-Thors的工程师选择了一种入门级视觉系统，用于视觉传感器过于有限和标准视觉系统可能不具有成本效益的检查任务。他们通过选择具有角度方向限制的模式查找视觉工具来配置具有软件用户界面的视觉系统，该工具提供百分比匹配，以确保正确的部件正确定位在夹具中。模式查找功能可以将零件定位在视野中的任何位置，因此即使夹具可能处于不同的位置，程序也可以始终如一地检测到存在或不存在。

独立的视觉系统包括自动对焦光学和集成照明在IP67等级的工业外壳。通过自动对焦，用户可以设置和保存与每个部件检查相关的对焦值。用户还可以通过交互式软件手动微调对焦水平，无需手动调整镜头即可实现无缝切换。集成白色照明适用于大多数视觉应用。如果需要特定颜色的灯来突出特定的部分或特征，有四种可选的颜色灯可供选择。

装有表面处理机火焰的机器人对零件进行处理。所有工艺电缆和软管都在机械臂内部布线，以减少干扰和磨损造成的停机时间。整合式修整还确保了在任何时候都可以不受限制地获得最大可达到加速度。该机器人的摆动基座半径仅为337毫米，基座宽度仅为511毫米。表面处理点燃可燃气体，形成强烈的蓝色火焰和等离子体场。火焰改变了零件表面电子的分布和密度，并通过氧化使表面分子极化。火焰处理还沉积了其他促进润湿和粘附的功能化学基团。

一级供应商单元

菲茨-索尔工程公司最近为一家主要的一级汽车供应商建造了一个火焰处理单元。四工位系统使用一个转盘来处理较小的部件，而其他三个工位则打开来处理较大的部件，如仪表板。机器人安全选项使操作员能够在没有转盘的情况下安全地将零件装载在三个站点上。传感器监测操作员的位置，机器人安全选项执行几何和速度限制，以保持自动操作，同时限制机器人的运动，以保持与操作员的安全距离。根据操作人员的位置，连续计算出一个安全的刀具区域，并限制机器人的运动，使其停留在确定的区域内。操作员装载转盘或将零件装入一个打开的夹具并按下绿色按钮。机器人控制基于夹具中零件的可用性和操作人员的位置来控制机器人。当机器人在另一个工位工作时，操作员可以走进去，把零件放在工位里。

使用视觉而不是接近传感器使得每个夹具可以处理更大范围的零件。设计变化可以经常适应，而不必对夹具做任何改变。此外，消除了接近传感器，在安装系统时就不需要大量的布线，在设计发生变化时也不需要重新布线。视觉系统的成本与接近传感器差不多，但它们处理未来变化的灵活性要大得多，因此它们降低了总拥有成本。

电池中使用的一个机器人不停机地连续处理零件。与传统的四个机器人和四个唱机转盘的牢房相比，这个牢房占用的面积要小得多。当系统满负荷运行时，它使用四个操作员连续加载部件以获得最大吞吐量。另一种选择是以较低的生产速率运行，由两名操作人员分别为两个站装载部件。

试验台机器视觉

Fitz-Thors Engineering在许多其他应用中使用机器视觉。例如，该公司最近为另一家一级汽车供应商完成了自动定制视觉应用程序。这些测试台使用视觉系统和显示器来验证门板内部螺丝和塑料夹的位置和颜色。机加工夹具确保操作者正确定位门板。一旦面板就位，操作员按下两个按钮开始测试。显示器通过在出现故障的象限周围显示一个红色框，并在不正确或缺失的紧固件周围放置一个红色圆圈，提醒操作员有故障的部件。这种视觉指示允许操作员快速识别零件失效的原因。结果存储在数据库中，为将来发现缺陷提供可追溯性。

这里展示的第一个火焰处理单元已经成功运行了一年多。菲茨-索尔工程公司最近为这家汽车供应商开发了第二个系统。这个新单元能够作为当前单元的备份，也将使处理新组件和增加吞吐量成为可能。

- Ron Pulicari是康耐视公司美洲市场经理。编辑:马克T.霍斯克，内容经理，CFE媒体，控制工程，mhoske@cfemedia.com．

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