工業(yè)機器人的四大家族，ABB、KUKA、FANUC、YASKAWA占有全球機器人市場75％以上。其中汽車和3C行業(yè)作為工業(yè)機器人應(yīng)用的主要賽道，占有全球機器人市場三分之二的份額，光汽車行業(yè)的占比就高達(dá)35%。汽車領(lǐng)域的工業(yè)機器人，除了四大家族的布局，還有意大利菲亞特克萊斯勒旗下的COMAU（柯馬）、日本的NACHI、川崎重工、韓國的現(xiàn)代重工等企業(yè)值得一提。

 

整個汽車工業(yè)可以分為歐美和日本兩大主流。

 

日系車以豐田為代表，旗下的電裝、愛信、愛知制鋼、豐田紡織、豐田合成、JTEKT都是全球前30大汽車零部件企業(yè)，其中電裝與愛信分別在全球汽車零部件企業(yè)中排名第二和第四。

 

歐美系車與日系車最大的區(qū)別是除發(fā)動機外幾乎所有關(guān)鍵原材料和零部件都外購，當(dāng)然，發(fā)動機的原材料和零部件也是需要外購的。

 

整個車廠工藝核心，在于沖壓、焊接、噴涂和總裝四大步。

 

1沖壓

 

沖壓工藝作為汽車生產(chǎn)的四大工藝之首，是汽車制造裝備中最關(guān)鍵的設(shè)備。

 

當(dāng)前已經(jīng)投產(chǎn)的自動化沖壓生產(chǎn)線上基本都是標(biāo)準(zhǔn)的六軸工業(yè)機器人，相比近期的七軸機器人，六軸機器人成本更低，不管是后期的維護(hù)上還是柔性化上都很具有優(yōu)勢，但沖壓工藝上需要180度的水平旋轉(zhuǎn)，就導(dǎo)致了對機器人運動復(fù)雜度具有更高的標(biāo)準(zhǔn)，因此七軸機器人技術(shù)才能很好地克服這些問題。

 

在汽車沖壓生產(chǎn)線上，某個工廠使用的六臺ABB機器人，其三臺六軸機器人用于拆垛、線首上料和線尾下料，三臺7軸機器人進(jìn)行壓機間零件傳輸。通過這六臺機器人配置是整線機器人，不僅達(dá)到了告訴與柔性的完美結(jié)合，而且速度快，總耗時在120秒以內(nèi)，大大提升了生產(chǎn)效率。在沒有任何人工參與的情況下，在一定程度上保障了安全性。

 

2焊接

 

焊接是繼沖壓之后的第二大步驟，是車身制造工藝的主要部分。

 

汽車的車身是薄板構(gòu)成的結(jié)構(gòu)件，通過沖壓成型的板料來裝配焊接成汽車車身，因此，焊接的好壞最大程度影響汽車車身的強度。

 

焊接是機器人使用最多的車間，汽車焊接機器人的發(fā)明讓焊接技術(shù)有了進(jìn)一步的提升，可以在工作時間內(nèi)完成包括焊接在內(nèi)的搬運、安裝、焊接以及卸料等多個環(huán)節(jié)的工作任務(wù)。在此工作的環(huán)節(jié)中，焊接機器人可以根據(jù)事先設(shè)定的工作程序以及任務(wù)性質(zhì)，能夠達(dá)到自動更換手腕工具，在規(guī)定的有效時間內(nèi)完成設(shè)定的所有工作任務(wù)。因此，焊接機器人的發(fā)展，對于工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，具有極大促進(jìn)作用。

 

對于一些國內(nèi)產(chǎn)家來說，每年要生產(chǎn)20萬臺汽車的焊接車間一般最少也需要60－80臺焊接機器人。據(jù)悉，奇瑞A3汽車生產(chǎn)線上，擁有62臺焊接機器人；江淮汽車生產(chǎn)線上，擁有79個焊接機器人；江鈴小藍(lán)二期汽車生產(chǎn)線上，擁有60個焊接機器人；吉利寶雞汽車生產(chǎn)線上，擁有128個焊接機器人；廣汽菲克廣州汽車生產(chǎn)線上，擁有440個焊接機器人；長城徐水二期汽車生產(chǎn)線上，擁有300個焊接機器人；特斯拉Model3汽車生產(chǎn)線上，擁有大約420個焊接機器人；長安福特杭州廠使用了503個日本川崎重工的焊接機器人；寶馬鐵西工廠使用了685個焊接機器人；一汽大眾佛山廠使用了842個焊接機器人。

 

3噴涂

 

最早汽車涂裝主要依靠人工噴涂進(jìn)行，但噴涂的漆料一般都是含有大量的苯、甲苯、二甲苯等具有較強危害性的化學(xué)成分，對噴涂人員的身體健康造成較大的影響。而采用機器人噴涂，不僅可以避免工作人員直接接觸大量化學(xué)物質(zhì)，還在很大程度上彌補人工噴涂的劣勢，提高工作效率和噴涂質(zhì)量，同時也降低人力物力資源的浪費，幫助企業(yè)更好的進(jìn)行成本預(yù)算控制，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利潤，因此，噴涂機器人是降低成本，提高工作效率的重要途徑。

 

我國早期主要使用的噴涂機器人是以日系工業(yè)機器人為主，這種工業(yè)機器人雖然能夠完成汽車涂裝工藝的基本工作任務(wù)，但是其系統(tǒng)控制精確度不高，隨著現(xiàn)代汽車工藝質(zhì)量的不斷精細(xì)，這種日系工業(yè)機器人也逐漸被淘汰。

 

目前，我國汽車涂裝則主要依靠新一代的涂裝多軸機器人來完成，相對于傳統(tǒng)工業(yè)機器人，涂裝多軸機器人的工作效率和噴涂質(zhì)量有了更大的提高。

 

例如ABB的新一代涂裝機器人能夠通過ABB集成過程系統(tǒng)的精確控制，實現(xiàn)閉環(huán)回路式調(diào)節(jié)及高速涂料控制于空氣流量調(diào)節(jié)，除此之外，ABB集成過程系統(tǒng)還能夠有效避免過噴問題的出現(xiàn)，確保汽車噴涂表面能夠均勻一致，避免由于厚度不一致出現(xiàn)美觀度降低的問題，大大提高了涂料和溶劑的利用率。

 

一般噴涂機器人的價格遠(yuǎn)比焊接機器人要高，通常是焊接機器人的2－3倍。

 

4總裝

 

裝配機器人是柔性自動化裝配系統(tǒng)的核心設(shè)備，由機器人操作機、控制器、末端執(zhí)行器和傳感系統(tǒng)組成。與一般工業(yè)機器人相比，裝配機器人具有精度高、柔順性好、工作范圍小、能與其他系統(tǒng)配套使用等特點，主要用于汽車制造行業(yè)。

 

目前汽車廠商一般使用的裝配包括地面輸送機、懸掛輸送機、板式輸送機、裝調(diào)工具、檢測設(shè)備、AGV車等等。

 

文章出處：【微信號：ofweekgongkong，微信公眾號：OFweek工控】