如何使用机器人实现耐久性能测试
发布日期:2021.11.05    作者:张帅超

想要使用机器人实现汽车的耐久性能试验,首先我们要分析实验的环境条件、实验的对象、实验的内容。首先根据模拟一个实验内容,例如汽车A需要实现4门实现内开次数20000次、外开次数20000次并且内开外开交替进行。并且其中10000次要在高温60°下进行。如下所示:


常温 高温60°
内开 10000次 10000次
外开 10000次 10000次
实验次数及温度要求


设定好这个实验要求之后我们就需要对次此次实验进行分析,首先如何外开、如何内开。根据“客户”要求可知:

内开是通过内饰板解锁解构解锁然后推动内饰板将门完全打开,等到完全打开后再次通过内把手将门关住。

外开是通过外把手解锁机构进行解锁然后拉动外把手将门完全打开,等到完全打开后再次通过内把手将门关住。

这次我们知道如何开关门了,我们就要开始选择内开和外开机构当然我们可以采用传统电动机构,也可以选择机器人来实现经过对比我们发现机器人和传统电动机构有以下优缺点。


机器人实现耐久实验 传统电动实现耐久实验
优势 灵活可变,通过标定点可以快速针对不同型号的车辆进行适配。 针对不同工况要进行大量修改,对工作人员要求高
缺点 开发周期长,成本高 技术成熟,成本低

经过各种考量我们选用机器人来实现我们的四门耐久性能实验。既然选定了方案我们就开分步来实现,首先我们先做内开。我们看一下汽车的内饰如图所示:



汽车内饰图

经过考核我们发现我们要想实现内开,这就要经机器人放入到车体内部此时汽车座椅、方向盘等成为我们的负担,所有直接将这些遮挡物拆除。然后我们看内开把手位置需要向里面拉一下完成解锁。那么我们就要在机器人头部加上工装用于拉内开把手和用于推开门。如下图所示:




机器人实现内开工装

此时我们就可以控制器机器人来进行内开以及关门操作了,我们根据实际需求设置运动动作 如下流程:

● 标定原点位,设置原点位置

● 标定内开解锁开关位置,设置原点位到内开解锁开关位置运动路线

● 设置机器人向后拉取完成解锁内开操作

● 标定机器人推开门位置,指定机器人从解锁开关位置运动到推开门位置。

● 让机器人施加向外推的力完成内开动作。

现在我们已经完成开门操作了,现在需要将门关闭。

● 我们施加同样的力发现门会停止到固定位置。此时我们需要将机器人标定到关门门把手的位置,并且标定机器人从现有的位置到关门门把手的位置进行移动。

● 给机器人施加回收力带动门完成关闭门动作

● 机器人回到原点位完成整个内开流程

在系统设置中我们发现关门动作在内开和外开是一样的,此时我们在设计系统的时候可以将此流程进行复用只需要重新指定一个外开流程就可以了。因为客户要求要一次执行内开一次执行外开我们就要对每次开门方式进行标记用于判断下次执行那种开门方式。然后我们指定外开流程。

在外开流程之前我们也打算采用机器人这时就需要在外部添加一个新的机器人用于来拉外开门把手。以及头部工装用于可以用来外开。如图所示:



外开机器人

既然外开机器人和头部工装已经准备就绪,此时就需要制作外开流程用于配合内部机器人实现整个外开。

● 标定外部机器人原点位置

● 标定外开把手位置,将机器人从原点位置移动到外开把手位置。

● 机器人向后拉伸完成开锁机构

● 标定机器人的外开完整点,带动门到开门完全点。

● 外开机器人离开外把手并且回到原点位置

● 执行内部机器人关门流程将门关闭完成整个外开流程

然后通过软件进行循环执行流程。虽然根据上面流程我们可以粗糙的完成整个实验需求,但是在实际实验过程中会遇到各种问题,例如以下问题需要思考。

● 机器人在高低温环境下气源怎么提供?

● 气源的流量、压力、杂质怎么处理?

● 如果在开门过程中产生回弹怎么处理?

● 如何判断当前门的位置以及接下来执行的任务?

● 使用何种方式控制机器人中间故障停止怎么处理?

● 如何可以快捷方便的制作新的任务流程?

● 如何控制、读取关门速度、开门速度、执行时间、当前环境温湿度度、当前机器人温湿度等?

以上问题并非全部问在实验过程中才能发现各种问题,针对不同情况的解决方案,逐步完善整个系统。