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汽车行业里的工业机器人

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-07-09  来源:中国汽车制造网  作者:佚名  浏览次数:12
核心提示:汽车生产的多品种、小批量趋势,使得工业机器人在点焊、弧焊、喷漆、装配、搬运、冲压等领域的应用越来...
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汽车生产的多品种、小批量趋势,使得工业机器人在点焊、弧焊、喷漆、装配、搬运、冲压等领域的应用越来越广泛,这些先进技术的应用,在大幅度提高生产效率的同时,更使汽车产品的质量得到了很大的提升。

目前工业机器人最广泛的应用领域就是汽车行业。其实工业机器人涉足汽车工业领域的历史,追溯起来要与人类的生产力进步、工业革命联系在一起。近年来,随着中国汽车工业的日渐成熟,各厂商越来越关注产能、自动化率、成本等问题之间的矛盾,汽车机器人也越来越多地出现在汽车企业的生产线上。

汽车行业里的工业机器人-汽车制造网

广泛的应用

纵观整个汽车工业的发展现状,不难分析出汽车工业今后的发展趋势为:不断发展的自动化柔性生产系统。而工业机器人因为集自动化生产和灵活性生产的特点于一身,因此近年来,汽车生产中大规模、迅速地使用了机器人。在汽车生产的冲压、焊装、涂装、总装四大生产工艺过程中工业机器人都有广泛的应用,其中应用最多的领域以焊装、涂装为主。

典型的焊接机器人系统有如下几种形式:焊接机器人工作站、柔性焊接机器人生产线、焊接专机。焊接机器人系统一般适合中、小批量生产,被焊工件的焊缝可以短而多,形状较复杂。柔性焊接线特别适合在产品品种多,每批数量又很少的情况下采用。焊接专机适合批量大、改型慢的产品,对焊缝数量较少、较长,形状规矩的工件也较为适用。具体选用哪种自动化焊接生产形式,需根据企业的实际情况而定。在焊接工艺方面,目前生产线上主要使用的是点焊机器人和弧焊机器人。

我国汽车工业的发展和对自动化水平要求的不断提高,为焊接机器人市场的快速增长提供了一个良好的机会,预计国内企业对焊接机器人的需求量将以30%以上的速度增长。从机器人技术发展的趋势看,焊接机器人将不断向智能化方向发展,实现生产系统中机器人的群体协调和集成控制,从而达到更高的可靠性和安全性,而采用焊接机器人的汽车生产企业在高技术、高质量、低成本条件下必将获得高速发展,也必将为汽车产业的发展带来新的生机。

与此同时,随着环境问题的不断被重视,汽车行业正在积极地更新喷涂生产线,手臂型机器人又有了用武之地。由于汽车厂家正忙着把喷涂材料从有机溶剂更换为水性涂料,机器人设备也随之被更新。目前,喷涂用机器人产值约占机器人产业产值的20%,在这一领域,不二越、ABB、发那科、川崎重工业公司等的市场占有率较高。

汽车行业里的工业机器人-汽车制造网
汽车行业工业机器人的大量应用,可以极大地提高产品的质量与生产效率,与传统的机器相比,应用工业机器人,有如下优点:

1、 容易实现生产过程的完全自动化;

2、 对生产设备的适应能力将大大加强;

3、 可以提高产品的生产效率及质量;

4、 可以明显改善工作条件。

相互协作的机器人

虽然在目前的汽车行业,焊接、涂装仍然是机器人的主要应用领域,但是各汽车公司正利用飞速发展的计算机技术不断地扩展机器人的适用范围。一方面,成本的下降使得各汽车公司有能力将更多的机器人运用于生产;另一方面,日益强大的计算功能使机器人能够执行以前甚至连编程设备都无法完成的、特别复杂的工作任务。这些改变无疑将有助于改善汽车制造质量,控制成本。

今天,自动化产品的控制功能日渐强大,再加上编程技术的简化,使得现在将机器人连接起来比过去要简单得多。机器人的协作应用改变了汽车制造的方式,它是汽车制造技术发展的又一个明显的标志。现在,机器人已经可以在完成某个零件上的某项工作后,将其传送给下一个机器人。

随着自动化技术的发展,只用一个控制器来控制一个以上的机械手已变得非常简单。这使得在很多领域采用机器人来替代以前必需的特殊工具或人工成为可能。控制器能操纵的机械手和运动轴越多,机械手相互碰撞或发生其他问题的机会就越小。例如ABB公司最新推出的IRC5控制器,通过全新Multi Move功能,能够由一台控制器控制多达4台机器人和总计36个轴,从而可以很容易实现复杂的协调运行。

在运行过程中,一个机器人拿起一个零件,握着它让另一个机器人完成一项给定的任务。对于较复杂的任务,两个或几个机器人一起握住这些零件,与此同时,其他的机器人执行上紧螺栓或将它们焊接在一起的工作任务……总之,在机器人的相互配合下,可以很容易地确定零件的精确位置并高效率地完成预定的工作任务。

让好几个机器人共同完成一项任务,这种协作能力给汽车制造厂家提供了巨大的应用空间。过去,零件必须精确定位——用夹具将零件夹到机器人所要求的准确位置。制造这些夹具是一项费时费力的高标准、高要求的工作,因为这些夹具不仅要保证动作的准确度,而且如果所持零件为重型或大型零件,还要保证零件在焊接、油漆或进行其他操作时纹丝不动。而如果采用机器人来完成,控制起来则要简单得多。

在价格下降而计算能力提高的双重因素的影响下,机器视觉系统在汽车制造领域的使用机会大大增加,而这一系统的使用也有助于取消夹具系统。因为视觉系统可以很容易确定零件所应该放置的精确位置,也可以省去大量的制造、调试那些复杂夹具系统的资金。

取消耗时的夹具系统后的生产制造正好迎合了汽车制造业“准时化”和“精益生产”的发展趋势。汽车生产厂家都在努力使自己在快速应对市场的同时保持较高的制造可靠性,而机器人正好满足了汽车厂家在制造方面的这种需求。

由于产品生命周期的缩短,制造厂家必须具有灵活敏捷的反应机制——这是他们越来越多地使用可编程设备代替单一夹具的主要原因,这种方法使得在生产线上的产品转换更简便,这样,工厂能根据最新的销售趋势来计划每种车型的产量,甚至可将最小的批量设定为1辆。

国内企业的典型应用

2004年,北京现代焊装车间已有机器人160多台,焊接自动化率达到65%,涂装车间装备了27台机器人,可自动喷涂的颜色种类达到13种。2005年,北京现代30万产能的生产线改造完成后,在新的生产线上有约400多台机器人助阵。焊接线上就有342台机器人,自动化率为100%。再加上涂装线上的30多台机器人,北京现代汽车制造线上的机器人数量是全国最多的。即将建成的北京现代二工厂更是设备先进,拥有同时生产3~5款车型的柔性生产线,是目前世界上最先进的汽车制造工厂之一。

而一汽—大众的焊装车间引进了13条先进生产线,其自动化率达80%以上,各条线都由计算机(可编程控制器PLC-3)控制,自动完成工件的传送和焊接。焊接工作由R30型极坐标式机器人和G60肘节式机器人共61台进行,机器人的驱动由微机控制,磁带记录仪输入和输出程序。机器人的动作采用点到点的序步轨迹,具有很高的焊接自动化水平,既改善了工作条件,提高了产品质量和生产率,又降低材料消耗。

长安汽车股份公司也已经在生产线上大量应用了工业机器人。在长安汽车的一条十万辆焊接生产线上,应用了6轴的点焊机器人,突破了原有手工焊接线造成的车架增焊工作和成车增焊工位焊点多、焊接件结构复杂的问题。打破了生产瓶颈,大大地改善了工人的工作条件,降低了劳动强度,减小了设备故障率。应用这条焊接线后,长安汽车的生产节拍大幅提高,单班生产数量大幅增加,达到手工焊接生产量的5倍,整车的质量有了明显的提高,车身碰伤、压伤大为降低,同时也大大节约了人力资源。

随着我国汽车工业的发展,我们有理由相信,工业机器人在汽车行业的应用将越来越广泛。

 
 
本文引用网址: http://www.autohy.com/news/show-69.html
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