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Marty Linn 認(rèn)為柔性化是如今通用汽車（General Motors）制造加工的關(guān)鍵所在。

因此，整車制造廠的工程師們正在研制提高短周期訂單處理能力的方法。關(guān)于這個活動Linn知之甚詳，因?yàn)樗褪峭ㄓ闷嚳刂?、傳送、機(jī)器人技術(shù)與焊接部門（CCRW）中專負(fù)責(zé)機(jī)器人技術(shù)那一塊的首席工程師。在2004年初擔(dān)任這個職位之前，他在白車身部門里做了兩年負(fù)責(zé)先進(jìn)技術(shù)的總成工程師。而再向前追溯五年左右，他則是CCRW里負(fù)責(zé)機(jī)器人技術(shù)、焊接與C-Flex的首席工程師。所有這些職位有個共同點(diǎn)，那就是它們都致力于提高柔性，而這正是通用汽車積極推行的一個項(xiàng)目。Linn說，“實(shí)際上我們一直想成為世界上最具柔性的汽車制造商。”這個計劃并非簡單讓組裝廠具備生產(chǎn)各種單一產(chǎn)品的能力，而是讓某個工廠能真正地形成復(fù)合產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)構(gòu)。為了獲得這種能力，它意味著要運(yùn)用到機(jī)器人。

我們使用大量機(jī)器人。Linn說，“我們在北美的每個組裝廠都使用機(jī)器人人?！睓C(jī)器人的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過預(yù)計。既有用于車身車間里用于點(diǎn)焊的大型焊槍（其中包括一些弧焊），也有用于材料的處理與材料的派發(fā)。噴漆車間是高度機(jī)器人化的。通用汽車金屬加工部用于裝配生產(chǎn)的金屬零件已大量使用機(jī)器人進(jìn)行搬運(yùn)工作?！皺C(jī)器人在我們的裝配廠里就象日常用品一樣隨處可見?！盠inn補(bǔ)充道，“實(shí)用的點(diǎn)焊機(jī)器人被大量應(yīng)用?！钡^續(xù)指出，“在過去四年里我看到機(jī)器人越來越多的應(yīng)用，比如使用7軸運(yùn)動機(jī)器人來獲得更高制造能力之類?！彼鼈冋趫?zhí)行更具“合作性”的加工，如用一個機(jī)器人夾持零件而其它兩個進(jìn)行焊接。

Linn經(jīng)常提到的一個目標(biāo)是“消除專機(jī)設(shè)備”。換句話說，長期以來一直用于汽車裝配加工的標(biāo)準(zhǔn)專用設(shè)備與夾具，正逐漸讓路給機(jī)器人。事實(shí)上，Linn充滿信心地稱 ：“我們相信我們在使用柔性機(jī)器人夾具與裝備方面明顯遙遙領(lǐng)先于世界上任何一家公司?！彼貏e提到了C-Flex機(jī)器人。C-Flex是指車身車間使用同一種可編程設(shè)備與機(jī)器人共同焊接多種不同型號車身鑲板（包括底板、車廂蓋、引擎罩與發(fā)動機(jī)隔板）的可編程設(shè)備系統(tǒng)。這樣做的好處是給人印象深刻而且具有多樣性。首先，當(dāng)推出新車型時車身車間用可編程方法能節(jié)約1億美元，而且可適用于通用汽車不斷推出的新型或重大改型的轎車與卡車。在2004年共投放市場20種車型， 而北美30個工廠里為數(shù)一半的工廠同時參與了新車型開發(fā)制造工作，資金迅速得到節(jié)省。同時，C-Flex也能節(jié)約空間，車身車間節(jié)省了大約150,000平方英尺的空間面積。其可編程性還能節(jié)約時間，通用汽車已經(jīng)在其許多工廠里安裝了C-Flex。

隨著柔性自動化生產(chǎn)線被用于替代專機(jī)設(shè)備，通用汽車研發(fā)的 C-Flex系統(tǒng)在車身車間里節(jié)省了大量成本。

但是，仍然有亟需安裝機(jī)器人的地方。他解釋道，“例如，底盤總成在用大型昂貴的專機(jī)設(shè)備。我們希望對它進(jìn)行機(jī)器人化，提高柔性并消除依賴于一種車型的專機(jī)設(shè)備資本投資。”

多重計劃投資。在歷史上，應(yīng)用柔性設(shè)備真正的遇到的阻礙之一是機(jī)器設(shè)備的投資依賴特定的計劃。雖然有針對后續(xù)計劃使用柔性設(shè)備的機(jī)會，但假設(shè)目標(biāo)是控制計劃A的費(fèi)用，那如果多花費(fèi)那么一點(diǎn)錢卻能同時對計劃B有益，到底做不做呢？Linn 承認(rèn)那的確存在爭論。他指出，“到目前為止，我們確立使用機(jī)器人已有時日?！盠inn解釋道，“通用公司財務(wù)人員根據(jù)項(xiàng)目分配資金的方法是先對多重項(xiàng)目進(jìn)行一個總投資，然后通過各個項(xiàng)目的完成收入償還總投資成本。”

再利用是使用機(jī)器人的綜合內(nèi)容之一。當(dāng)然，Linn 承認(rèn)工程師們都喜歡使用最新與最好的設(shè)備。但是柔性設(shè)備通常服務(wù)于快速變化的用途場合并完成某項(xiàng)任務(wù)。所以當(dāng)廣泛的再利用機(jī)器人時，并不每次都有效?！爱?dāng)我們結(jié)束計劃時，我們?nèi)匀毁徺I新的機(jī)器人與設(shè)備。由于有效載荷與負(fù)載比的弱勢，機(jī)器人在一些應(yīng)用里沒有優(yōu)勢而敗北。所以我們必須對它們進(jìn)行整修與更換。雖然在一些新的計劃里我們進(jìn)行了再利用，但是我們同時也外出采購新的機(jī)器人來取代再利用的那些機(jī)器人?！?

Linn說，他們已經(jīng)對包括Fanuc、ABB、KUKA與Comau在內(nèi)的機(jī)器人供應(yīng)商進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。我們?nèi)澜绲墓S里都有這些供應(yīng)商的產(chǎn)品。但這并不意味著他們對來自其他設(shè)備供應(yīng)商產(chǎn)品的新技術(shù)不感興趣。“對于人和技術(shù)，不管它是供應(yīng)商的一個產(chǎn)品還是新的技術(shù)構(gòu)想，我們都有一個適當(dāng)?shù)呐鷾?zhǔn)過程。我們仔細(xì)檢查并進(jìn)行商業(yè)應(yīng)用與工程分析。如果它能解決所有問題并確實(shí)值得這么去解決，我們就批準(zhǔn)它的使用。在我們對它真正標(biāo)準(zhǔn)化之前，我們將購買設(shè)備并在工廠里進(jìn)行試驗(yàn)?！彼^續(xù)說道，沒有使用某種產(chǎn)品并不意味著他們對能提供競爭優(yōu)勢的該種產(chǎn)品不感興趣。

通過計算達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。Linn 說，“在99.9%的應(yīng)用類型里，我們進(jìn)行離線編程，這完成得非常好。從集成觀點(diǎn)看，使我們陷入困境的事情是建模不當(dāng)－軟管、電纜掉落的到處都是，這個沒能很好地建模。我們只能終止進(jìn)入，不接觸任何關(guān)鍵接觸點(diǎn)，并確信我們沒有鉤住夾頭上的電纜?！鄙踔林挥型ㄟ^將機(jī)器人配備上集成外罩，才能將零部件隨處掉落的問題最小化。當(dāng)然，離線編程正是通用汽車所致力開發(fā)的數(shù)學(xué)驅(qū)動產(chǎn)品與工藝的重要部分。Linn說，“特別對于制造領(lǐng)域，我們希望離線完成制造過程與計劃里的每件事情，不斷驗(yàn)證以保證每個部分正常作用，最后能將它順利下載到車間進(jìn)行運(yùn)用?，F(xiàn)在最頭疼的事情是不能建立好的模型。”

有趣的是機(jī)器人本身并不讓他們頭疼。Linn稱，“盡管機(jī)器人曾因?yàn)槟承┬」收希ㄕ鎸?shí)的或想象出來的）而被笑話，但機(jī)器人的可靠性卻不斷使人感到吃驚。機(jī)器人已成為工廠所有部門內(nèi)最為可靠的設(shè)備。”如果將他們的相對復(fù)雜性、性能與柔性結(jié)合在一起來看的話，不可否認(rèn)，真的是一種了不起的成就。


隨著致力于生產(chǎn)更多優(yōu)質(zhì)而低成本的轎車與卡車，通用汽車正認(rèn)真貫徹一種讓機(jī)器人扮演重要角色的生產(chǎn)策略。

針對更快的鋁合金焊接的機(jī)器人系統(tǒng)

Panasonic 工廠自動化公司（Elgin, IL）工業(yè)部門經(jīng)理Tim Nacey注意到汽車?yán)锏匿X合金焊接應(yīng)用數(shù)量在過去幾年里不斷上升。對此，Panasonic無疑相當(dāng)感興趣，因?yàn)樵谶^去的20年里，這個一直是他們所樂意見到的。最近，他們開發(fā)了名為MIG Force推挽式記錄進(jìn)給系統(tǒng)，該系統(tǒng)特別設(shè)計用于優(yōu)化鋁合金MIG 焊接，該系統(tǒng)可提供以5 m/min進(jìn)行蓋板焊接和以2 m/min進(jìn)行蓋板圓角焊接的能力。該系統(tǒng)運(yùn)行于公司內(nèi)的G系列機(jī)器人。該系列機(jī)器人之所以能與這個系統(tǒng)相匹配，其主要原因在于它們裝備了64位RISC控制器，這使得機(jī)器人的控制器不僅能控制機(jī)器人自身的運(yùn)動，還能控制焊絲進(jìn)給系統(tǒng)與波形程序（這有別于獨(dú)立控制的傳統(tǒng)弧焊系統(tǒng)）。Nacey解釋道，為了獲得快速、高質(zhì)量的弧焊，必須協(xié)同控制焊絲進(jìn)給速度、脈沖波形與機(jī)器人的運(yùn)動。

焊絲進(jìn)給系統(tǒng)具有拉直焊絲的行星滾輪裝置，所以當(dāng)焊絲走到焊接處時并不會彎曲，因此更為精確。重要的是，該進(jìn)給系統(tǒng)能與曲率檢測電路相協(xié)調(diào)，這個在使用小直徑焊絲時，非常重要。同時，該系統(tǒng)有助于保證可靠的起弧，這在需要完成疊焊時更顯重要性（例如在電弧不斷反復(fù)觸發(fā)與停止的時候）。如果有電機(jī)載荷的變化，那表明有焊絲彎曲的可能性，控制器能在彎曲發(fā)生前關(guān)閉焊絲進(jìn)給系統(tǒng)。

由于鋁合金的特性，熱量會從焊點(diǎn)傳遞到正被焊接的鋁合金，因此焊接過程很不容易控制好。后果之一便是會造成焊接點(diǎn)的改變。通過在不降低焊接速度的前提下調(diào)節(jié)電流數(shù)值來控制波形的方法，Panasonic系統(tǒng)很好地解決了鋁合金焊接的這些問題。

Nacey指出，當(dāng)有些人在考慮使用混合激光系統(tǒng)進(jìn)行鋁合金焊接時，Panasonic系統(tǒng)則能以其十分之一的價格來達(dá)到其80%的焊接速度的能力。