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在過去的40年里，我們已經(jīng)見到工業(yè)機器人在大多數(shù)制造領(lǐng)域里從事那些勞動強度大或重復(fù)性高的工作方面勝過了人類。但在一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域——機械裝配，迄今為止，機器人的應(yīng)用技術(shù)仍落后于工業(yè)產(chǎn)業(yè)對它的期望。由于裝配工作要求快速、精密和可靠，傳統(tǒng)的工業(yè)機器人似乎還不能完成某些裝配作業(yè)和熟練技術(shù)工人的工作。
把一個燈泡旋入燈座這樣簡單的任務(wù)就可以說明為什么傳統(tǒng)的工業(yè)機器人干不了這件事。要施加一個大小正好合適的力，在正好合適的時間把燈泡轉(zhuǎn)動一個正確的角度，這是人類憑直覺來做的工作，一個依靠編程的機器人怎么能干得了這樣的活呢？
與旋燈泡的工作類似
汽車動力總成的裝配是一種傳統(tǒng)的手工作業(yè)，需要有熟練技巧和有經(jīng)驗的工人來完成，因為離合器和液力變矩器等部件的齒輪和其他重要零件都必須在一個狹小的空間里以非常高的精確度進行對中，這樣單調(diào)的多次重復(fù)動作會使工人容易疲勞，并會降低產(chǎn)品質(zhì)量，工作效率無疑也會受到影響。如果機器人操作可以達到人工操作同樣水平，這將使自動化在這個領(lǐng)域中的應(yīng)用前景非常廣闊。 為了讓機器人能夠模仿人類在裝配線上的工作，機器人需要有對力的感覺能力和順從性。機器人必須有一種控制方法能夠?qū)α土剡M行控制，并能夠?qū)佑|的信息作出反應(yīng)。ABB新型機器人的力控制技術(shù)可以做到這一點。
具有位控制功能的機器人所面臨的問題
如果一個具有位控制功能的機器人試圖把兩個齒輪對準，而它的控制程序?qū)X的位置卻沒有精確的信息，這時，機器人唯一的選擇只能是反復(fù)進行試對中和找錯，一直反復(fù)進行，直到找對了齒的相對位置為止。機器人試圖把兩個齒輪裝配起來，如果沒對準，就會使一個齒輪緊緊地壓住另一個齒輪，并產(chǎn)生很大的接觸力。為了便于安裝，即使我們把齒輪的齒進行倒角處理，但對不準仍然會產(chǎn)生很大的側(cè)向應(yīng)力，因為機器人總是盡量讓齒輪沿著預(yù)先制定的路線向被插入物的中心線移動。不僅如此，這種做法有時甚至會使齒輪發(fā)生卡死現(xiàn)象，除非事先已采取了某些機械順從性措施。
RCC（遠程中心順從性）裝置就是為解決這一問題而開發(fā)的。安放一些抗剪彈性墊塊可以減小齒輪接觸時的接觸力，并能使裝配機器人補償因振動或公差不合適而引起的定位誤差。當順從性中心接近接觸點時，被插入的外凸形的零件因受到強大的接觸力而能自動對準凹形零件，而這個接觸力是由于沒對準而產(chǎn)生的，所以，無論是零件還是工具，都不會受到損壞。
不幸的是，像RCC裝置這樣有用的設(shè)備卻不能廣泛應(yīng)用于汽車廠里的所有裝配作業(yè)上。這里有幾個原因：首先，裝配零件的幾何形狀很復(fù)雜而且差別很大，因而需要頻繁地從一個零件的專用裝置換成另一個零件的專用裝置；此外，由于這種裝置本身不能使零件彼此進行定位并產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，因而裝配所需時間比較長。所有這一切，使發(fā)生故障的風險都比較高。
近年來，隨著全球汽車生產(chǎn)向著多品種、小批量方向發(fā)展，工業(yè)機器人在汽車工業(yè)中的應(yīng)用越來越普遍，其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：
在汽車裝配線上，幾乎所有的工位均可應(yīng)用機器人來提高裝配作業(yè)的自動化程度，如：車門的安裝、儀表盤的安裝、前后擋板的安裝、車燈的安裝、汽車電池的安裝、座椅的安裝以及發(fā)動機的裝配等。
此外，在汽車裝配線上還可以利用機器人來填充液體物質(zhì)，這些液體物質(zhì)包括剎車油、離合器油、熱交換器油、助力液、車窗清洗液等，機器人可以精確地控制這些液體物質(zhì)的填充量，并能減少污染物的排放。
機器人向人類學習
面對復(fù)雜零件的裝配問題，人類的思維和行動的敏捷性是驚人的，我們可以在適當?shù)牡胤? 在零件發(fā)生卡死之前產(chǎn)生并施加一個插入力。人類能夠“本能地”學會最合理地使用順從性，感受到力和力矩以及零件邊緣和邊界的接觸情況，并能盡快獲得所希望的結(jié)果。人類區(qū)別于工業(yè)機器人的一個明顯的特點就是我們具有觸覺并能對它作出反應(yīng)。因此，如果要求機器人模仿人類的行為，他們也需要具有類似的觸覺能力和順從性，還要能夠用一種控制方法對力和力矩進行控制，并對接觸的信息作出反應(yīng)。所有這些都需要對傳統(tǒng)機器人的定位控制技術(shù)及規(guī)范進行一次徹底的變革。
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