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工业机器人在汽车检测领域的应用

摘要本文简要介绍了工业机器人在汽车检测领域内的应用项目和解决方

案。通过结合机器人自身特点及市场应用前景，从机器人的控制以及测试数据的

采集等多方面着手，提供一个拓展检测方式的新思路。

关键词工业机器人；数据采集；汽车检测

Summary：Theapplicationprojectandsolutionofindustryrobotinautomobile

testfieldwasdescribedinthisarticle.Focusingonrobotcontrollingandtestdata

acquisition，transfertoprovidinganewthinkingforexpandingtestmode.

Keywords：industryrobot，dataacquisition

1前言

伴随着汽车生产工艺技术的迅猛发展，汽车零部件检测领域也随之发生翻天

覆地的变革，越来越多的高新技术科技成果被应用到零部件的相关检测中。而作

为工业自动化代表的机器人则正逐步被应用到汽车零部件检测行业中。通过建立

工业机器人与外围设备的通信以及数据交换，形成以机器人为基础，数据采集分

析，反馈控制等为支撑的高效、准确的检测平台（如图1）。

2工业机器人简介

在国际上，工业机器人技术日趋成熟，已经成为一种标准设备而得到工业界

广泛应用，从而也形成了一批在国际上较有影响力的、著名的工业机器人公司。

他们包括：瑞典的ABB，日本的FANUC（发那科）、Yaskawa（安川）、德国

的KUKA，这些公司已经成为其所在地区的支柱性企业（如图2）。

20世纪90年代末期，中国也投资建立了9个机器人产业化基地和7个科研

基地，包括沈阳自动化研究所的新松机器人公司、哈尔滨工业大学的博实自动化

设备有限公司、北京机械工业自动化研究所机器人开发中心、海尔机器人公司等

[1]。但中国的工业机器人应用数量仍然偏少，且主要依赖从日本、瑞典、德国、

意大利、美国进口。

工业机器人由本体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。本体即机座和

执行机构，包括臂部、腕部和手部。大多数工业机器人有3～6个运动自由度，

其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构（伺服

电机和减速机），用以使执行机构产生相应的动作；控制系统（控制柜和示教器）

是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制（如图3）。

机器人是最典型的机电一体化、数字化装备，技术附加值很高，应用范围很

广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会

发展起越来越重要的作用。而将工业机器人应用于汽车零部件检测的广阔平台则

是一种全新的尝试，同时也是具有里程碑意义的一步。

3工业机器人检测应用

目前工业机器人在汽车零部件检测领域的应用主要体现在2各方面[2]：1.

汽车零部件的各种负载刚性、负载强度试验；2.模拟操作耐久性检测。下面将针

对上述2方面提出较为可行的解决方案。

3.1负载刚性、负载强度

正如大家所知，随着广大用户对汽车外观造型、舒适性、安全性不断提升的

追求，汽车零部件的检测标准也愈来愈严格和细化。以汽车门护板为例，门护板

在车内暴露面的刚性（施加负载产生相应位移变化）将作为评判门护板性能的一

个重要指标。而由于需要与车身本体的美观舒适相匹配，所以门护板表面主要以

曲面相互衔接，而门护板的表面刚性测试点则主要集中在曲面上（如图4）。

工业机器人拥有优异的三维空间精确定位功能，无疑是此类负载型试验空间

定位的最佳选择。[3]

第一，通常进行负载刚性试验时，一般选择测试点所在曲面的法相方向施加

负荷。所以法相定位就成为关键。而工业机器人拥有6自由度（如图5），重复

定位精度不低于0.05mm，完全满足精确定位的需求。

第二，通常在使用机器人进行负载位移变形测试时，首先在工业机器人TCP

（工具中心点）上安装好拉压力传感器并且使其与外部数据采集设备通信成功。

其次通过机器人附带的通信板卡建立机器人与外部数据采集设备的通信。最后进

行机器人运动编程时，