视力引导机器人改善螺母焊接|2014-11-03 |装配杂志

焊接螺母被安装在钢板或片，以用于在配合螺钉或螺栓提供牢固的，固定的螺纹。他们周围已经被冲压或钻入金属孔焊接。它们一般具有与该熔体以形成焊接凸点小的凸缘。焊接螺母在汽车，家电，消费类产品和医疗器械等行业大量使用。

使用配备有专门的固定装置的半自动电池通常焊接到零件上，专门用于将部件和螺母固定在适当位置。操作员从垃圾箱中取出，将其加载到夹具中，返回并击中两个安全按钮。随着操作员的方式，机器将部分夹在适当位置。然后，操作员向前行走，将坚果从箱中取出，并将它们加载到夹具上的位置。装载螺母后，操作员再次回到安全按钮，电阻焊机被激活以将螺母焊接到该部件。

有些部件需要焊接多个螺母尺寸。这通常意味着每个螺母尺寸的单独馈线，工具和硬件。在某些情况下，多个螺母尺寸需要完全分开的细胞。细胞可能会为新部件重新施加，但这通常不是这样做的，因为需要原始机器以在较小的卷中构建售后市场。由于可以安装错误尺寸的螺母，但是单独的电池通常用于不同的尺寸螺母。每个单元格都需要运营商以及自身的维护成本和保养。

不同的方式

d＆d自动化开发了一种新视觉 - 启用机器人装配（VERA）电池使用两个视觉引导机器人来处理多个部件和多个螺母尺寸，无需特殊装置或运营商的全时注意。

视觉系统识别在输送机上行驶的部件，机器人拾取零件并将其定位在焊机上。然后，第二视觉系统识别右尺寸螺母，第二个机器人将其定位在该部件上。机器人可以针对单焊操作定位不同尺寸的多个螺母。然后阻力焊机将螺母焊接到部分上。这种新方法只需要25％到50％的操作员注意力，并且可以在不需要特殊固定装置的情况下处理许多不同的部件。

D&D Automation总部位于Stratford, ON，主要是一家控制集成商，为工业机械、生产线、过程环境和其他自动化设施设计和实现基于plc的控制系统。

该公司的工程师原本用于缝用视觉引导机器人焊接提供预先设计的系统的想法。缝焊涉及到把两个金属部件彼此相邻并运行焊机沿接缝。目前的挑战是焊工需要向右沿接缝小于一毫米的公差范围内运行，以产生良好的零件。

通过传统的缝焊机，如果接缝将毫米移动到一侧或另一侧，则存在问题，因为最终的组装很可能被刮伤。D＆D开发了一种解决方法，该解决方案使用3D视觉系统跟踪接缝的位置，并向将跟随接缝的机器人提供指令，无论其移动多少。

原型效果不错，但第一个潜在客户是d＆d表明，它说：“这是非常好的，但我们真正的问题是螺母焊接”虽然缝焊机仍然是一个可行的技术，d＆D的重心转移到紧固件。d＆d工程师又回到了画板和应用他们的VERA技术螺母焊接问题。

通过d＆d建立了第一个系统上焊接一个主要的汽车零部件供应商的2014型号车辆进行的A柱螺母。d＆d使用ABB IRB140和IRB2600工业机器人和康耐视的In-Sight 7200个视觉系统对于该应用。

D&D自动化公司总裁Michael McCourt说:“我们选择Insight 7200视觉系统是因为它们提供800 × 600像素的分辨率——是基本In-Sight Micro 1020模型处理速度的6倍，而且价格低廉，具有PatMax模式匹配能力。”与所有康耐视In-Sight 7000系列视觉系统一样，In-Sight 7200视觉系统具有自动对焦功能。这一功能简化了设置，对于需要定期更换零件或视觉系统难以到达的生产环境来说很好。

它是如何工作的

首先，由一个操作人员将零件装载到进料输送机上。安装在传送带上方的视觉系统使用康耐克斯PatMax模式识别算法识别零件。D&D工程师使用康耐克斯EasyBuilder用户环境来编程视觉操作。配置系统以定位和识别一个部件就像捕获每个部件的图像一样简单。

视觉系统被编程为连续地寻找所有正在运行的部件。当PatMax识别图像中的一个部件时，它向PLC发出信号，停止输送。视觉系统捕捉另一个图像来确定零件的确切位置和方向。然后它将零件的X, Y和theta坐标传递给机器人控制器，机器人控制器指示第一个机器人拿起零件并将它放在电阻焊机上。不需要特殊的夹具，因为机器人放置零件比人工操作更精确和重复。

第二个视觉系统然后检查螺母处理程序上的各种螺母，然后挑选出正确尺寸的螺母。这里，视觉系统也使用Patmax模式识别算法。视觉系统还发送信号来停止螺母处理程序，并且它捕获螺母的第二个图像以准确地确定其位置。由于螺母对称几何形状，无需确定螺母的方向。第二个，较小的机器人然后拾取螺母并在部件上正确地定位。

无论其尺寸或形状如何，机器人和视觉系统都可以挑选尽可能多的螺母。在每个螺母到位后，PLC致动电阻焊机。然后，第一个机器人索引下一个螺母的部件。当所有螺母都被焊接时，机器人从焊机中移除该部件并将其放在外部输送机上。

该系统以20秒的周期运行，预计在第一年的运行中，两种部件的产量分别为40万件。满负荷生产时，每年可生产80万件。这个系统只需要一个操作员50%的注意力，他将把另一半的时间花在操作另一个手机上。操作人员所要做的就是将零件从一个料仓装载到流入的输送机上，并将零件从流出的输送机卸载到另一个料仓。