柔性制造技术在汽车行业的发展

　　测量单元组成

　　测量单元主要包括工装定位系统、机器人 激光测头=测量系统、系统自检系统（含温度补偿）、控制系统、车型识别系统（柔性化生产线）、数据分析系统等。

　　工装定位系统：工装定位系统的精度和重复性（如果有单元切换）将直接影响车辆的测量精度，为避免定位系统的偏差影响最终的测量结果，在设计时应做到具有良好的重复性，精度要求也相对较高，有的区域为了达到更高精确，甚至可以采取车身的定位孔为坐标基准点，来消除工装的影响；测量系统：机器人在运动过程中震动影响较大，应制作专门的、牢固的基座，并具有减震功能，机器人的选则需要考量重复精度，一般不能超过0.2mm，因在现场使用，激光测头需要具有一定的防灰尘和焊接飞溅的保护设施。系统自检系统（含温度补偿）：由于测量系统是包含机器人、工装、激光扫描头组成的相对复杂的系统，系统受到温度和设备本身重复性的影响较大，因此需要在使用一定的周期后对系统进行精度标定，用来进行温度等补偿，具体做法是采用设置基准球，机器人的测头进行测量校准。

　　另外，控制系统是保证设备与相关联工位的信号系统的联系，并根据编程情况调用不同的测量程序；车型识别系统（柔性化生产线）：柔性生产线，对不同车型的检测要有车型识别系统（通常是采用条码扫描），在前工位进行信息采集，传输至检测工位后根据车型调用不同的测量程序；数据分析系统：现场采集的测量数据应能直接输入至数据分析系统，并采取一定声、光方式对各种尺寸、匹配问题进行报警。

　　案例分析

　　如果从CMM测量数据中一点的波动，往往会错失一个重大问题的发现，而在在线监测系统控制下，使问题及改进措施能够清晰呈现。例如，当出现某车型大灯支架批次性波动的问题时，通过调查发现该车型前纵梁尺寸发生变化，供应商新线生产的前纵梁尺寸不符合要求，前纵梁为两条线进行生产；根据零件对比检测，最终确定供应商参照第一条生产线的状态对零件进行整改，使之尺寸状态一致。修复后批次性波动消除。如图4所示。

图4 案例分析。

　　Roller hemming（滚边技术）

　　包边是将工件在冲压过程中预留的翻边向内侧翻折，从而将外板的待包边紧紧压紧内板，使外板和内板被整合成一体。机器人滚边系统主要包括三大部分：滚边夹具系统、滚轮系统、机器人及其控制系统。将待滚边钢板固定在滚边模具上，滚边头固定到机器人上，通过滚轮将外部钢板的边缘绕里面的钢板进行弯曲，通过滚头施加作用力使滚轮滚动实现包边。

　　机器人滚边的优点

　　机器人滚边的模具数量较少，包边单元的投资和维护费用都相对较低；模胎开发比包边模具的开发时间和投入使用的准备时间短；滚边系统具备极高的灵活性，通过滚边头的调整，能进行不同型面的滚边作业；滚边零件的成形精度高，表面质量好；工作状态更容易目视检查和控制。

　　滚边设备的分类及工作原理

　　气动滚边头采用气囊或气缸进行压力供给，比例阀调节压力的输出。压力控制过程：设定比例阀IP地址在机器人控制面板输入滚边压力值，根据IP地址输入给比例阀进行后台计算将压力值转化为2进制数组，并将该数组传给机器人，机器人根据该数组让气囊或气缸运动输 出 相应的滚边压力。

　　弹簧加载滚边头采用弹簧加载滚边头系统可提供有效的滚边压力，从而使滚边质量得到大大的提升。

　　液压滚边头的滚床起到支撑及对滚轮的导向作用，该种方式主要日系企业普遍采用。

　　伺服驱动滚头主要是机器人驱动程序控制伺服马达来控制滚轮运动，减小滚边压力，从而减少回弹；轮的转动与机器人手臂线性运动同时进行；最后一道滚边的主驱动同时采用弹簧补偿。

　　总之，机器人 滚边头的组合滚边技术广泛应用于四门、前后盖包边，天窗、翼子板、轮罩等处的滚边，它改变了传统的压机 冲压模具的方式，冲压模具的劣势在于一套模具只能对一种零件进行包边，结构复杂，开模费用高；压机生产场地占用空间大，能源消耗大，产生噪音、震动等不良的环境影响； 滚边技术很好的解决了包边的柔性问题，一台机器人只要更换滚轮头，使用简单的胎模就可以实现不同类型的工件滚边，而且占用空间小，维护保养简单，切换迅速。所以近几年迅速得到较为广泛的应用。

　　柔性汽车制造技术前景展望

　　随着社会技术的进步，一些先进的柔性化技术也迅速被转化应用到汽车行业，如目前比较流行的3D打印技术也不例外。如今，几乎所有跨国汽车企业都采用3D打印设备用于研发环节，这让他们设计更加柔性化，也更易创新。

　　自2012年年底至今年初，福特官方连续公布了两段视频，介绍他们如何运用3D打印技术柔性化制造模型及零件。开发实体（油泥）模型是研发过程中最好的做法，但这也非常耗时同时也很昂贵。3D打印技术的出现，则让这一切不再是难题。福特工程师们可以自行制造测试部件，让汽车设计过程的运行节奏更为紧凑，产品推向市场的时间更短。

　　在机器人被大量采用的汽车制造业，结合日臻成熟的工业视觉技术，很多领域将发生革命性的转变，如汽车总装线的内外饰等装配将由人工向“带眼睛”的机器人进行柔性装配所取代。