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  • 機器人技術

    汽車制造的核心技術:四大工藝與機器人

    轉載 :  zaoche168.com   2021年10月26日

           對于汽車工業來說,在進入新能源時代后,由于不需要變速箱等傳統汽車行業所需的原材料和零部件,造車難度便有所降低。而作為最早開始運用機器人的工業場景,飛速發展的汽車制造業不僅僅是對工業機器人有所需求,更多的反而是為工業機器人的發展提供反向的技術提升和創新迭代。

    對于整車廠來說,只有四大工藝是核心內容,也就是沖壓、焊接、噴涂和總裝。而工業機器人在這些工藝中,主要擔當上下料、焊接、噴漆涂裝、打磨,以及碼垛搬運工作。


    第一步:沖壓

           相較于其他工藝,是最簡單的一個。多種車型都可以在一條沖壓線上完成生產制造。首先借助2臺六軸工業機器人或5臺七軸工業機器人,將鋼板送入清洗機、開卷機、進料、傳輸系統,將鋼板進行清洗、開卷、還原和粗剪。即便是粗剪的精度也有0.1毫米,與一根頭發絲直徑相當。待鋼板被切割成大小合適版塊后,進行沖孔、切邊,方可進入沖壓工序。

           在這個環節里面,搬運機器人為沖壓零件提供上下料的搬運,零件尺寸不斷變化變化以及受上下料空間限制,還需要考慮運動半徑等因素,所以具有多關節、長距離、高負載等特點。

           ABB的七軸機器人,就應用于自動沖壓生產線,能夠滿足板料的堆垛、各工序之間的沖壓、沖壓作業的傳遞、線端作業的輸出等。

     

    第二步:焊接

           將沖壓好的鋼板,進行焊接。即將車身板件進行局部加熱、或同步加熱、加壓合成一起,直到形成車身總體形狀。焊接也是機器人應用最廣泛的步驟。焊接機器人在汽車制造中發揮著不可替代的作用。

           在汽車車身制造中應用最廣的是點焊,焊接的好壞直接影響了車身的強度。據統計,每輛汽車車身上,大約有3000—4000個電阻點焊焊點。其中有60%是點焊機器人負責 ,尤其是在大批量汽車生產線上,所用點焊機器人數量能達到150多臺?;『笝C器人多數應用在多塊金屬連續結合處的焊縫工藝 ,可以完成自動送絲 ,熔化電極并能在氣體保護條件下進行焊接。比如庫卡KR IONTEC六軸負載機器人,就可以通過搭載激光焊接應用、配合通快雙環形激光焊接工藝,實現高質量焊接工藝。日本安川電機的點焊用機器人中,通過電纜內置防止干涉并確??蓜臃秶?SPAN lang=EN-US>SP225H中空手臂機器人,采用扁平馬達設計、搭配C型焊鉗、中空管線包,進而減少與本體、工件的干涉,實現高品質焊接。

     

    第三步:涂裝

           涂裝屬于表面處理,酸洗后的電泳技術就可以解決車身大面積的涂裝,目前較為流行的汽車噴涂工藝就是3C1B工藝,而在電泳涂層后,那些不能覆蓋到的死角,就會由工業機器人來完成。完整的機器人噴涂系統一般由系統集成商對各功能模塊進行組合而成?;旧隙际轻槍我卉囆投ㄖ频?。噴涂工藝需要大型傳送裝置和電泳槽,同時還需要ISO7-8級無塵室,基建成本較高。電泳噴涂消耗電力很高,是汽車四大工藝中電力消耗最高的工藝,平均每輛車在噴涂環節耗電高達900-1200度。是運營成本最高的環節。日本發那科能夠提供全套機器人噴涂系統,由于性價比高且大部分零件在國內生產,使得發那科在噴涂機器人領域市場占有率第一,噴涂機器人的價格也遠比焊接機器人要高,通常是它的2-3倍。發那科的P-250iB機器人就兼具噴涂和開關門功能較常規方案能節省多臺開門機器人,降低了成本。

           而從電機開始做起的日本安川得機器人負載大穩定性高,而且體型較小,如MPX3500掛壁式噴涂機器人,擴大工作范圍同時縮減了工位整體尺寸,白車身內外板可以同時噴涂作業。


    第四步:總裝

           總裝工藝所用到的設備主要有地面輸送機、懸掛輸送機、板式輸送機、裝調工具、檢測設備、AGV車。剩下的內飾安裝工作主要還是以人工為主,因此,工業機器人在該工藝中所用不多。但是總裝在所有工藝中占據最大的空間,年產20萬輛的總裝車間占地面積大約8-9萬平方米。

     

           汽車制造業與工業機器人的發展相互影響,汽車制造業在不斷邁向自動化、數字化、而工業機器人也在不斷地創新,機器人勞動力的比例也越來越高,裝配效率也越來越高。當人類的創造力和靈活性與機器人的精度相結合時,汽車生產的極限就會變得無極限。

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