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” |5G|

本文插图
“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’ 。 ”

本文插图
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。分页标题
一方面埋头苦练，另一方面对标国际先进技术，取其精华又独具创新，比较而言，产品具有了明显的速度快、负载能力强的优势。作为福臻公司机械工程类出身的柔性定位单元团队，有了18项工程领域类的专利支撑，将各零件组装不是难题，最大的挑战在于一套操控零件的“心脏” 。基于多年的经验积累，团队潜心钻研，获取了计算机软件著作权，并将其植入到每个柔性定位单元的控制器，便能方便客户轻松调整产品自由度、运动范围和运行速度、控制轴数等数据。正是有了“心数” ，才让“钢铁”有了“柔性” ，也能更加符合汽车生产商定制化需求。
“一个柔性定位单元的X、Y、Z轴的工作行程在0-400㎜之间，最多能完成10款车型轮换安装，这是客户目前提出的最高柔性水平， ”福臻公司技术总监董豪说， “而这已经是福臻从2010年来的第三代柔性定位单元产品。 ”
“预则立，不预则废。 ”原来，早在2010年，福臻公司就瞄准了柔性定位单元摸索发展，直到2017年战略合作伙伴长安汽车提出设备更新计划，福臻公司快速进入角色，得以大展身手，自此，福臻公司出产的柔性定位器在国内得以迅速应用。不到三年时间，仅柔性定位单元这一产品的合同额就超过2500万元。

本文插图
5G让DIAS“血脉畅通”
“国内首个机器人自动安装门盖系统凝聚着大量‘智能细胞’ ， 5G好比鲜活的血液，引领各细胞‘活跃起来’” 天津福臻工业装配有限公司副总经理武小明说， “5G已经领跑未来，我们必须先一步搭上这班车。 ”
半自动化的汽车装配制造生产线普遍存在WIFI、蓝牙、4G等网络传输方式各行其道的现象，也就难以形成“劲儿往一处使”的理想状态。国内首个机器人自动安装门盖系统采用5G通讯方式，赋能视觉检测技术、柔性定位单元，实现了“51秒”完成一车四门两盖的安装。
此外，靠5G联网设备将获取的设备状态，包括工单数量、生产节拍、视觉检测、扭矩扳手等实时数据呈现在DIAS工业大数据平台上，为客户提供远程运维、预测性运维等在线服务。也就是说，无论设备走向何方，福臻公司都能通过平台判断设备运行状况，以提前干预的方式降低设备故障而引起的损失。
车门及车盖运送的准确性同样决定着机器人自动安装门盖系统的精准性，对此，福臻公司研究出一套5G网络调度AGV智能小车的方案，利用5G控制AGV小车的行车路线，提升小车的灵活性，准确地调度过程及监控，实现5G与生产应用场景的高效交互。
放眼智能制造全链条，作为一家专业提供汽车行业智能制造装备与系统集成解决方案的第一批国家高新技术企业，今年6月，福臻公司已与中国联合网络通信有限公司天津市分公司签署合作协议，共建“5G+智能装配联合实验室” ，聚焦5G技术与装配生产中已有的研发设计系统、生产控制系统及服务管理系统的融合，全面推动5G垂直行业的研发设计、生产制造、管理服务等生产流程的深刻变革。
两家企业合作，还将致力于推动本市工业现场应用技术发展、完善行业标准、促进科技成果转化，形成上下游贯通的产业链生态，共筑工业互联网新篇章。
【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”】惟改革者进，惟创新者强，惟改革创新者胜。无论是借力高校研发成果，还是洞察市场新动向，或是应用网络技术，从1998年创立至今，历经了22年风霜洗礼的福臻公司，不断融入新理念、新成果、新技术，早就将创新刻在骨子里。从曾经的“红海”市场到现在的“蓝海”市场，2018、2019两年的年度企业营业收入已超人民币15亿元。面向中国，上海、广州、成都 ……走向世界，德国、英国、俄罗斯……都有了福臻印记，基于高端智能装备制造的独具优势，未来，福臻公司将依托于2021年建成的天津·智谷哈工智能福臻产业园这一智慧集聚平台，进一步深入拓展工业机器人智能装备产业链，持续推进“智能设计＋智能制造＋智能检测”的工业智能化战略布局逐步实现，让更多的工业装备实现福臻造、中国造。分页标题
来源：津南区融媒体中心