先进制造前沿：VRT最新技术问世

中国的制造业正处在转型升级的攻坚阶段。为了由制造大国转型为制造强国，国家实施了“两化深度融合”的战略。在此过程中，有哪些成功经验可以借鉴?哪些新的技术发展动向需要关注?成为制造企业最为关心的问题。2014年3月，在“德国先进制造技术交流研讨会”上，北京航星机器制造有限公司技术部主任姚为表示，把国外先进的两化融合新技术引进国内进行消化吸收再创新，就是一条快速可行的道路。而德国籍华裔智能机器人研发专家顾毅风先生特地分享了德国最新技术：机器人虚拟示教自动编程(Virtual Robot Teaching ，以下简称 VRT)。下面与读者进行分享。

自动编程优势

机器人虚拟示教跟踪系统自动编程技术曾获得德国机器人新技术发明奖，它可以直观快速地建立机器人的运行轨迹，特别适用于完整的由无数个3D运行轨迹组成的加工应用，如焊接(弧焊、点焊、激光焊)、铣削、碾磨、涂胶、切割、喷漆、去毛刺、打磨、抛光、铆接、折边。只要工人手持演示器在工件上用手示意一下，机器人程序就能编制好，譬如焊接焊缝、涂胶路径，机器人能马上按照工人用手示意的路径自动准确运行。

VRT与现在传统的编程方法(如示教再现或者离线CAD编程)相比，过程更简单、快速且精准，一个专业工人只需要在几分钟内完成编程。它可以在真实的工件上，也可在机器人工作站外执行，便于机器人生产加工。

通过编程平台，可以提高生产率和节省成本。对汽车制造商而言，机器人测量实际后车轴，每周能节约2750欧元，每周减少停机时间275小时;对系统集成商而言，用机器人涂胶手枪沿着车门移动，每周节约成本2250欧元，每周减少停机时间225小时。

助制造企业一臂之力

目前，在世界上用机器人加工产品的任何机械操作和运行轨迹都需要示教编程再现，且需要夹具，固定工装等辅助机械，ABB、REIS、KUKA、Fanac等都是如此。下面，为大家介绍一下制造业该如何应用机器人自动编程来管理企业并创造效益的。

应用于医疗设备 VRT系统可用于医疗机器人，该技术在医疗上的应用领域相当广阔。医生可以简单地用手持演示器像拿一支笔一样地在病人身上或治疗处用手示意一下，机器人就可以按照医生所确定的位置和方位监视任一医疗仪器所对应的位置，对病人需要治疗的部位进行点/面的辐射、X光照射、癌症的伽玛辐射性化疗等危险性治疗。通过此种方式治疗，消除癌症细胞，并保证病人的健康细胞不受到辐射损伤。它的实施不仅把对病人身体的损伤减少至最低，还能帮助医院降低成本，提高治疗效率，也不会损伤医生的健康。

风电齿轮倒角、清理 带VRT系统的机器人可以通过自动编程的方式对风电机齿轮箱中的齿轮进行准确无误的倒角/清理。只要操作人员使用手持式演示器在复杂的3D齿轮上指示需要倒角/清理的路径，几分钟后机器人的程序就能自动生成。风电设备，如风力发电机组，其每个齿轮都有很多毛刺，齿轮的尖角也不规则，且相互之间的公差较大，机器人需要对齿轮进行精加工。工艺要求运用机器人倒角、清理，虽然机器人手臂的前端安装有打磨/抛光的电动机械执行部分，但是在运行加工之前，机器人是不知道怎么进行加工或清理齿轮的，也不知道路径和运行轨迹，这样就得需要操作员在机器人加工之前使用VRT的手持演示器对齿轮进行指示，即给出机器人在加工时应该运行的空间轨迹，以便机器人在运行的时候，能把那些公差很大且无规则的凹凸部分按照CAD图纸要求进行正确打磨(加工)或清理。

质量控制 以德国奔驰公司为例, 德国奔驰公司在VRT系统下采用双红外照相系统测量车门/车架的点焊，两侧各有一台照相机来增加测量面积，双系统设计是避免摄像机的移动导致的误差。同时，应用VRT技术使得机器人实现自动编程，提高测量精确度，从而使计算机对设备进行有效的管理。只要操作人员使用手持式演示器在复杂的3D车门/车架上指示一下需要测试的路径，几分钟后机器人的程序就自动生成，随即机器人就能完全按照原先的空间路径运行且准确无误地进行测量。由此，德国奔驰公司节省了大量复杂的专业工程师编程成本，而且还节约了很多研制时间，测量的精度也相当高。质量部门可对每个班次进行抽样，按照车门加工的测量数据与CAD进行比较计算、分析，得到加工的精度和质量报告以及产品的一致性数据，以便有的放矢地改进质量控制和生产管理。同时，这些测量数据全部都能自动汇总到质量部门的计算机数据库系统，然后统一去通知各个部门，通过计算机去控制生产。

这些例子表明，VRT作为机器人领域的最新技术，有着广阔的应用前景，它必将对智能制造产生重大而深远的影响。