汽车制造中机器人蓝牙通信技术的运用分析

韩智斌 金倚天

重庆金瓯科技发展有限责任公司 重庆 400039

引言

当前我国人口红利正在逐渐消失，制造领域人工成本剧增，这对于汽车制造业来说造价管理工作影响空前，为了压缩人力成本，提高企业利润空间，实现汽车制造业的转型升级是必然，加上信息技术的发展，利用机器人替代传统的人工制造是关键，也是高强度加工作业模式转换的根本途径和措施[1]。由于机器人的大范围使用，加上机器人操作过程和作业流程的复杂化，使得原有的工作车间布局不能够适应大量繁重工作的运行和管理。如果对整个车间进行空间化改造，则会对企业的正常运营产生较大的影响，若在车间内加装机器人，则会对总线控制系统造成干扰，例如出现走线困难，控制线路混乱等现象发生，对于车间秩序的影响较为严重，检修的难度和检修精确度影响也较大，而且总线控制体系会出现失效的现象。鉴于此，国内外相关研究人员，积极开展无线传感器网络的相关研究，利用蓝牙技术，构建了机器人控制管理系统，促进工业机器人在汽车制造业中的广泛应用。

1 机器人蓝牙通信技术

当前，在汽车制造大环境的影响下，先进的生产技术应用越来越广泛，主要涉及机器人、蓝牙通信技术等。机器人蓝牙通信技术优势是能够支持自动操控、蓝牙通讯操控及自动编程控制等，此款机器人蓝牙通信技术的应用，还可在汽车通信及维修等领域中进行推广，例如汽车机械关节的机械臂，具有机械度高、可按照指令操控，通过机器人自身的灵活控制能力，完成汽车制造，以满足汽车制造过程中自动化技术的要求[2]。

其次，在低能耗、短距离条件下，可采取蓝牙通信载体技术，由于两者之间无须线缆，可节约成本，降低能耗，并能够实现蓝牙技术的稳定性和可靠性。至今，蓝牙技术广泛应用于汽车制造领域中，通信范围也不断扩大，距离可扩大到200m，并且数据包的遗失或者产生丢包现象较少，并且能够较强的实现抗干扰[3-4]。此外，蓝牙通信管理技术的实现，使得通信模块系统的重量仅仅为0.7g，功耗为1mW。

2 基于汽车制造的机器人蓝牙通信系统设计

2.1 系统硬件

蓝牙内嵌模块体系中，需要植入芯片，其中此芯片主要包含有无线设备、处理器即基带电路系统，并能够有效运用CMOS处理工艺，将其尺寸设计为0.35um。此时，外部FlashROM包含蓝牙协议，为了能够获取高效的兼容化数据信息，实现语音通信管理信息得到广泛应用，要提高主板的设计质量，最大限度减少汽车制造业作业成本。

蓝牙嵌入式模块组件中，主要涉及串口所接收到的相关数据信息，并要求其能够符合和满足蓝牙协议运行管理需求，并按照既定的设计思路，实现数据传输到其他的蓝牙设备等，组建形成串口结构，并传递到相应的设备系统中[5]。对于蓝牙嵌入式模块系统来说，其可通过串口线与电脑进行连接，不仅能够有效的规定和设置波特率、加密密码及绑定蓝牙等参数，同时在实际的应用过程中，还可与电路进行有效的连接，实现模块开机系统与设备的自动连接，确定串口操作蓝牙系统嵌入式的模块中。

在蓝牙嵌入式模块系统中，外围电源系统主要包含有TXD和RXD引脚，其中对应的串行数据是参数输入和输出的主要途径，并且蓝牙嵌入模块中的RTS及CTS引脚可发送请求及消除发送引脚等，因此具体的操作过程中不涉及流量的控制，基于此，RTS和CTS可接入到1K电阻，因此为自握手管理模式。

2.2 系统软件

机器人蓝牙通信系统中的软件涉及连接、数据信息传输、接收等，其中蓝牙主机、蓝牙模块系统中，主要涉及的交互作用包含有HCL分组，并包含有相关的指令信息、指令分组及管理等，通过建立复位管理信息，优化查询管理模式，建立数据发送信息等，需要技术人员进行充分的理解和控制，这样才能够保证蓝牙通信系统和通信模块的管理模式化，简化机器人通讯数据的开发作用和简化开发流程等[6]。技术人员可对简单的数据进行帧格式的完善，并基于数据包信息，最大限度地提升蓝牙模块系统结构的透明度，并提升数据传输的效率和传输功能等，这样能够优化串口结构与机器人之间的双向数据的收发功能实现。

3 汽车制造中机器人蓝牙通信技术的运用

3.1 机器人控制模式

在汽车企业的制造过程中，为保证焊接效率，由于焊接要求较多，选取使用电焊机器人系统，其中点焊机器人的通讯管理系统中，主要包含有现代化的工业总线光纤通信功能，其中在机器人的具体操控过程中，应基于多套工具进行反复使用，这样能够保证光纤的接口处能够减少磨损，提高通信系统的使用稳定性[7]。为了解决存在的相关问题，可使用蓝牙通信技术，不断的优化机器人控制管理模式，例如使用无线传感器网络系统，如机器人、无线传感器节点控制器或者蓝牙适配器设备等，通过这些装置的协同工作，提高了机器人的控制效果。

3.2 蓝牙无线传感器

中国汽车制造业是国民经济的重要支柱产业之一，是各类先进装备和技术的前沿试验基地。制造企业越来越意识到机器人制造加工在生产效率、成本和效益方面的巨大优势。它不仅可以降低人工成本，显著提高生产效率和质量，也很好地契合了当前个性化定制和柔性生产的发展方向[8]。基于此，企业应依据自身生产需求，结合市场供应需求等，引进机器人设备及系统等，抢占战略制高点，并能够为后期汽车制造业的发展提供先进的技术保障。在汽车制造行业，应用最广泛的是焊接机器人。

上汽大众汽车有限公司汽车车身制造车间中，可大量使用电焊机器人控制技术，实现焊接技术和焊接工艺的优化。点焊机器人原有的通讯方式是基于现场工业总线的有线凤凰光纤通信。机器人在工作过程中需要频繁地在两套工具之间切换，导致通信光纤接口磨损，通信不稳定。为了获得稳定的通信，机器人的控制方式通过使用无线蓝牙技术优化改进，其中从网络配置的角度进行分析，无线蓝牙传感器系统中的网络结构如下图1所示。

图1 蓝牙传感系统实物图

其中，蓝牙无线传感器节点结构的主要组成部分中，含有机器人传感单元系统、信号调节管理系统、微型控制器管理系统及蓝牙模块处理系统等，其中蓝牙模块主要采取的是蓝牙通信模块，且其型号及相关的规格参数主要见下表1。

表1 FLMBTBS3蓝牙模块规格参数

另外，蓝牙传感器主要作为Ad-ho工作，蓝牙传感器与其技术相互结合，不仅取代了传统的线缆连接模式，同时也创新汽车生产过程中的焊接机器人控制及数据通信管理体系，但是由于蓝牙通信技术具备小型化、组网形式灵活性高、成本优化等特征，因此在蓝牙通信技术控制的过程中，能够更加高效的实现汽车制造安装管理，并能够优化改造升级，真正从效率的角度提升汽车制造业的生产效率。无线蓝牙通信技术具有成本低、小型化、组网灵活、易于扩展等优点。因此，基于无线蓝牙技术的机器人制造技术易于在制造车间安装机器人，改进和升级制造工艺。

3.3 机器人蓝牙通信各项技术的应用

蓝牙通信技术应用于汽车制造行业领域中，首先需要解决和设计的便是编程技术。在机器人在参与汽车制造生产的过程中，由于会受到环境的影响，自动系统的编程程序的控制与应用就显得尤为关键。例如，汽车制造生产的各个环节中，机器人在特定的环境和程序控制状态下，能够按照需求及时全面的调控[9-10]。尤其是针对小批量、多品种的汽车制造和生产，要通过智能化控制技术，促进其应用优势的加强。其次，机器人通过自动编程系统的控制能够实现仿人设计，一些行为和操控过程与人的行为是高效匹配的，例如行走、抓取物体等与人类活动的外表极为相近。此类拟人化的功能可利用机器人的专用端进行驱动和管理，各个终端系统可紧密联系，促进编程系统的优化，实现机器人使用功能的逐步健全。

4 结束语

在以上理论论述的过程中，我们明确了蓝牙通信技术在汽车制造机器人生产和操作环节中的应用机理、应用趋势和管理模式等，这是行业发展的基本趋势，也是行业创新管理的主体技术。机器人蓝牙通信管理技术的应用不仅能够促进信息技术的实现，节省生产成本，同时能够不断地提高企业经济收益，保障汽车制造生产成本的精准化，真正推动汽车行业的快速发展。