移動機器人在汽車四大生產工藝的應用與發展
http://www.debgrams.com 2022-12-15 09:51 來源：新松機器人
汽車行業可以說是我國移動機器人最早落地應用的制造行業，可以追溯到1991年新松自主開發了第一臺合裝型移動機器人并在沈陽金杯客車公司投入實際應用，填補了國內市場空白。汽車行業高度標準化的生產工藝特征以及豐富的物流場景，為移動機器人的快速發展提供了優渥土壤。歷經30多年發展，應用于輔助裝配，以及各類物料存儲、揀選、輸送、上線作業場景的牽引式、潛伏式、料箱式、叉車式等各類型移動機器人廣泛應用，各類移動機器人技術、產品及解決方案創新不斷加速。
新松移動機器人在金杯客車公司投入使用
新松機器人是汽車行業移動機器人發展的推動者與見證者。在日前的采訪中，新松移動機器人BG市場執行總監盧玉峰先生詳細介紹了汽車四大工藝中的移動機器人應用與發展情況。
一、在總裝車間
對于汽車自動化柔性生產而言，總裝車間的移動機器人應用是最成熟的，其應用場景也是最豐富的。總裝車間內，內飾線、底盤合裝線、最終線等裝配主線，以及發動機分裝、儀表分裝、前段模塊、前后懸分裝等分裝線體，均可以采用移動機器人作為裝配工件的載體。而物料存儲、揀選、搬運的移動機器人也已經廣泛應用，其中替代傳統主線的AGV柔性裝配線的創新與應用尤為值得關注。例如：
底盤合裝。底盤合裝AGV是國內移動機器人在工業場景中的“首秀”，早在1991年，新松自主開發汽車行業第一臺磁條引導的AGV車，用于發動機輔助裝配，AGV將流水線上幾百公斤的發動機抬起，再由工人將發動機安裝到汽車底盤上。AGV底盤合裝系統具有最高柔性，可以根據工藝需要對AGV線路進行靈活調整；尤其能夠滿足汽車廠多種車型混線的需要。目前的底盤合裝AGV產品類型豐富，按照舉升機數量可以分為單舉升、雙舉升、三舉升、四舉升等。其已經成為了汽車底盤合裝的優選方式。
新松底盤合裝移動機器人在美國某用戶現場
物料搬運、存儲、揀選。在總裝車間，各類物料上線輸送也是移動機器人的主要應用場景之一。2010年新松開發牽引式AGV，通過尾部自動掛接和脫扣機構實現料車自動牽引，主要用于SPS配送上線；2013年后，牽引式AGV在汽車行業逐步實現了標準化、規模化應用；2015年后，類KIVA小車開始出現，主要應用于物料的入庫、倉儲、貨到人分揀及配送上線，并正在逐步替代牽引式AGV成為主流應用。
新松移動機器人在用戶現場
AGV柔性裝配線。傳統汽車總裝生產線都采用板鏈、拖鏈運輸，由于汽車工廠組裝不同車型，節拍變化比較多，采用AGV柔性裝配線不需要進行土建施工；可以隨著車型變化靈活調整產線布局；可以記錄各種車型參數，在信息化方面具有優勢；可以與機器人等自動化設備更好地配合。在乘用車領域，采用AGV車替代原有內飾線、最終線的趨勢明顯。在商用車領域也是如此：2017年新松打破國外企業壟斷，給商用車用戶提供了國內首條雙車聯動AGV柔性裝配線。目前AGV柔性裝配線已經在更多重型卡車工廠展開了應用，為商用車行業提供了新的裝配方案。
新松雙車聯動移動機器人在正在進行柔性生產作業
二、在沖壓車間
沖壓是汽車生產中的“龍頭”工藝，在沖壓車間，一張張鋼板將完成其向車身部件的蛻變。目前移動機器人在沖壓車間的應用場景主要分為三個：一是沖壓板料上線：需要將成摞鋼板輸送到壓機，通常重量達數十噸；二是壓機壓出汽車零部件后，從線末端叉取料車到物料暫存區，三是沖壓模具檢修、換膜作業，沖壓模具重達數十上百噸；傳統作業模式下存在工人勞動強度大、輸送效率低、安全性差等諸多弊端。
新松20噸重載移動機器人完成沖壓線上料及空托盤回收作業
早在2014年，新松為用戶沖壓車間線末端收料定制了40臺AGV，并定制開發了控制器和復雜調度系統，實現了高節拍、高可靠性的要求。2020年，為某德系車企沖壓車間的沖壓板料上線、沖壓磨具檢修、換模作業定制開發了適用于20噸、60噸沖壓板料及模具搬運的重載型AGV。自此，新松形成了完整的沖壓車間智能輸送解決方案。
新松60噸重載移動機器人完成沖壓模具的檢修作業
另外從2019年至今，華晨寶馬集團多個沖壓車間，均采用新松的拖車AGV，潛入頂升式AGV進行側圍，門線，Crossbar等部件的物流轉運。尤其是5噸拖車AGV實現了與現場U-Frame連接整體轉運3套料架，有效提高了部件運輸的相關效率。
新松5噸重載移動機器人在現場實現智能物流作業
三、在焊裝車間
焊裝車間的工作主要是將沖壓車間生產的車身零部件和其它板件焊接拼裝成完整車身。該車間生產線主要包括有：四門、車架、前蓋、后蓋、翼子板、地板、左右側圍等焊接線。
新松焊裝車間轉運移動機器人正在調試中
焊裝車間對載重要求相對不高，節拍根據現場生產需求有快有慢。目前移動機器人的主要應用場景為：
四門兩蓋及翼子板等部件從焊接線下線后，根據生產車型的需求，AGV自動將對應車型的零部件轉運至調整線進行裝配，AGV采用滑槽的形式實現零部件托盤的自動移載，可以實現多車型混線生產的需求。
車架及左右側圍等部件以AGV作為移動載體，根據工藝需求，在各焊裝工位進行轉運，AGV進入工位后地面加緊機構對托盤進行二次定位，實現機械手對工件的自動抓取。
值得關注的是，與總裝車間AGV柔性裝配線類似，越來越多的工廠正在嘗試采用移動機器人根據生產工序，依次承載夾具到點焊自動站、螺柱焊自動站及弧焊自動站等，逐步完成所需的工序焊裝，提高了車身鈑金件搬運的效率與水平，進而取代傳統的焊接線體。
四、涂裝車間
涂裝車間主要是將涂料涂覆于（基地表面）物面上，經干燥成膜的工藝，或將涂料在涂物表面擴散開的操作。涂裝過程包括清洗、電泳、色漆、清漆等步驟。
目前涂裝車間生產已經實現高度自動化，對柔性需求相對較弱，而且在噴漆車間應用的AGV對防爆、可靠性要求極高。AGV在轉運中，出入噴涂車間，難免接觸油漆，所以AGV需要具有一定的耐油漆、耐溶劑性，便于清理，保持清潔。
2020年美國某車廠引進了多臺新松的物流轉運AGV，實現了數百米長距離的運輸及高度穩定對接工作。通過智能化物流系統對AGV進行調度管理、對涂裝機器人的噴涂工藝環節精準有效對接，可滿足多品種車身柔性化生產的需求提高生產效益。
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