工業(yè)機(jī)器人傳統(tǒng)的應(yīng)用是在危險(xiǎn)和精度要求較高的工業(yè)現(xiàn)場,如汽車生產(chǎn)線的噴漆、焊接等場合。然而,隨著中國制造業(yè)人工成本的不斷升高、市場對于產(chǎn)品質(zhì)量和效率的要求愈加苛刻等綜合因素,制造業(yè)對于自動化的需求更加廣泛,加之機(jī)器人應(yīng)用的逐漸成熟、企業(yè)的認(rèn)知程度的不斷提高也直接促進(jìn)了工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。
根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會的預(yù)測,2012至2014年,北美、中國及東南亞地區(qū)將成為工業(yè)機(jī)器人的主要需求市場,而中國市場的需求將保持年均18%左右的增長。預(yù)計(jì)到2012年,中國運(yùn)行中的工業(yè)機(jī)器人可達(dá)到60,400臺,平均每年安裝將近8,000臺。按照每臺機(jī)器人平均6-8萬美元的價(jià)格計(jì)算,中國未來幾年每年的市場規(guī)模將有5-7億美元,即40億人民幣以上。
機(jī)器人在汽車領(lǐng)域“大顯神威”
目前,國際上工業(yè)機(jī)器人技術(shù)在制造業(yè)應(yīng)用范圍越來越廣闊,但汽車工業(yè)仍是工業(yè)機(jī)器人的主要應(yīng)用領(lǐng)域。可以說,汽車工業(yè)開啟了機(jī)器人時代,是工業(yè)機(jī)器人最傳統(tǒng)的應(yīng)用行業(yè)。據(jù)了解,美國60%的工業(yè)機(jī)器人用于汽車生產(chǎn);全世界用于汽車工業(yè)的機(jī)器人已經(jīng)達(dá)到總用量的37%,用于汽車零部件的工業(yè)機(jī)器人約占24%。
ABB機(jī)器人為阿斯頓?馬丁“增光添彩”
4臺掛壁式ABB IRB 5500機(jī)器人進(jìn)駐阿斯頓?馬丁,承擔(dān)起面漆和罩光漆噴涂任務(wù),力助該品牌提升車輛涂裝品質(zhì)。這批機(jī)器人工作范圍廣,適合整車涂裝,噴涂范圍涵蓋底盤和前后保險(xiǎn)杠。“IRB 5500是整車噴涂的理想機(jī)型。”ABB機(jī)器人英國分部客戶經(jīng)理Robert Low介紹說,“在項(xiàng)目進(jìn)行的前3個月,ABB特別派遣了一名現(xiàn)場工程師為阿斯頓?馬丁的生產(chǎn)人員開展深度培訓(xùn),并提供現(xiàn)場技術(shù)支持。”
“在同類機(jī)器人中,IRB 5500的工作范圍最長,配合完美的高精度路徑和ABB RB 000靜電式旋杯霧化器,實(shí)現(xiàn)了整車表面的均勻涂覆,達(dá)到了穩(wěn)定一致的高涂裝品質(zhì),并最大限度地降低了涂料消耗。”ABB集成工藝系統(tǒng)(即閉環(huán)過程系統(tǒng)IPS)實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人動作與噴涂過程控制兩者間的精準(zhǔn)協(xié)調(diào),進(jìn)一步確保涂裝質(zhì)量的最優(yōu)化。面漆噴涂采用彈匣式旋杯RB1000霧化器,可對直接施于水性涂料的高壓電提供有效絕緣。該系統(tǒng)確保每只彈匣精確填充必要用量的涂料,從而將涂料浪費(fèi)減至最低。
“IRB 5500機(jī)器人與RB1000霧化器配套使用,為滿足阿斯頓?馬丁的生產(chǎn)需求提供了最佳解決方案。”Low評論道,“ABB業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)切實(shí)保證了阿斯頓?馬丁世界一流的涂裝品質(zhì)。”
發(fā)那科機(jī)器人在上海通用東岳汽車大顯神通
2011年12月,上海通用東岳汽車三期擴(kuò)建項(xiàng)目首輛車在新總裝車間成功下線,作為煙臺汽車產(chǎn)品集群的龍頭企業(yè),通用東岳基地落戶煙臺7年以來,發(fā)展迅猛,目前產(chǎn)品涵蓋雪佛蘭景程、樂風(fēng)、樂騁、新賽歐三廂、兩廂共5大系列26 款車,深受市場和消費(fèi)者的歡迎,產(chǎn)銷量逐年遞增。
在產(chǎn)銷量猛增的同時,東岳汽車也面臨著成本的增長和市場競爭激烈的影響,特別是人工成本的逐年提高和汽車產(chǎn)品品質(zhì)要求的不斷提升,智慧型機(jī)器人作為一個新興快速發(fā)展的產(chǎn)業(yè),在通用東岳汽車生產(chǎn)線上大顯身手,不僅降低了生產(chǎn)成本而且提高了產(chǎn)品品質(zhì)。以東岳汽車雪弗蘭汽車拼裝線為例,愛唯歐車身拼裝采用了發(fā)那科機(jī)器人所組成的全機(jī)械化的多層組裝(Layer Build)工藝生產(chǎn)線,其機(jī)器人的型號、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、制造工藝均采用通用全球工廠相同標(biāo)準(zhǔn)。每條生產(chǎn)線設(shè)備由內(nèi)、外總拼,共24臺身披黃色戰(zhàn)袍的發(fā)那科機(jī)器人組成,12秒鐘即可完成不同車型模具之間的切換,每51秒便有一臺車身下線。多層組裝(Layer Build)設(shè)備采用先進(jìn)的中頻直流焊接技術(shù),焊接精度非常高,誤差可穩(wěn)定控制在±0.1 mm之間,與成年人的頭發(fā)直徑相當(dāng)。
多臺FANUC機(jī)器人對車體進(jìn)行焊接操作質(zhì)。
先進(jìn)的拼裝和焊接工藝增強(qiáng)了車身整體強(qiáng)度,使得在同樣強(qiáng)度要求下,車身重量下降15%。通過由機(jī)器人實(shí)行的全自動化操作,不僅避免了傳統(tǒng)拼合過程中對底盤部件的碰擦,同時避免了因裝配不到位引發(fā)的車輛抖動、跑偏等問題,令整車尺寸更加穩(wěn)定。整個焊接車間共采用260多臺發(fā)那科機(jī)器人組成,其中不乏明星產(chǎn)品,比如發(fā)那科的FANUC R-2000iB/170CF緊湊型機(jī)器人,是著名的“萬能選手”,可以單獨(dú)完成焊接、搬運(yùn)等各項(xiàng)任務(wù);而FANUC M-900iA智慧型機(jī)器人,可以搬運(yùn)260公斤至600公斤的重物,完成上下料,焊接等工序。另外發(fā)那科噴涂機(jī)器人、沖壓機(jī)器人等在各項(xiàng)工序中都有相應(yīng)的應(yīng)用。截止至2011年,東岳基地總產(chǎn)銷整車32.2萬輛、發(fā)動機(jī)79.4萬臺、變速箱52.1萬臺,同比增長16%、20%、25%,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值300億元,東岳汽車的累計(jì)產(chǎn)量已突破90萬輛。
機(jī)器人焊接技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用代表了焊接工藝的一個新發(fā)展方向,而中國汽車工業(yè)使用機(jī)器人焊接系統(tǒng)時間不長,應(yīng)用面還不廣,還有待于在實(shí)踐中結(jié)累更多經(jīng)驗(yàn)。區(qū)別于其他主要機(jī)器人供應(yīng)商多采用OEM的方式組裝機(jī)器人,發(fā)那科自主設(shè)計(jì)和制造機(jī)器人的所有主要部件,從而在產(chǎn)品的相容性及品質(zhì)的可回溯性方面有著無可比擬的優(yōu)勢,先進(jìn)的技術(shù)和完善售后服務(wù)使得發(fā)那科機(jī)器人全球累計(jì)銷售超過25萬臺以上,心無旁騖,專注于機(jī)器人和智慧型機(jī)器的研發(fā),這種專注能確保發(fā)那科在技術(shù)、研發(fā)和產(chǎn)品等方面均處于領(lǐng)先地位,做到專業(yè)而深入的“機(jī)器人專家”,為不同的用戶提供快捷周到的服務(wù),靈活回應(yīng)客戶的定制需求。
金石機(jī)器人為汽車零件打造自動化生產(chǎn)線
汽車活塞加工有八大工藝,是多年來活塞加工行業(yè)通過多次的驗(yàn)證修改最終獲得的智慧的結(jié)晶。在追求高效率的今天,活塞加工的自動化成為一種必然趨勢。然而國內(nèi)目前并沒有活塞自動化加工的案例,而引進(jìn)國外的自動化生產(chǎn)線存在成本過高、后期調(diào)試維護(hù)費(fèi)用高等缺點(diǎn)。針對國內(nèi)多家活塞加工企業(yè)的需求,金石機(jī)器人在技術(shù)、生產(chǎn)等多個部門的合作努力下,成功解決了輕負(fù)載機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)的高速性、活塞孔高精度穿銷機(jī)械手技術(shù)、機(jī)器人運(yùn)動控制技術(shù)、物流系統(tǒng)上下料位置準(zhǔn)確定位技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)難題,并在活塞自動化加工生產(chǎn)線中實(shí)現(xiàn)了多個創(chuàng)新:在活塞加工的過程中有一道工序,需要在夾具與活塞之間穿入一根特制的鋼銷,鋼銷與孔之間的間隙為0.01 mm。自主研發(fā)的高精度傳銷機(jī)械手,通過在手爪上增加浮動裝置,有效的解決了精密穿銷的難題;其次,采用的機(jī)器人控制技術(shù)是基于CoDeSys的運(yùn)動控制模塊,其良好的運(yùn)動控制性,能夠保證機(jī)械手各軸高速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的運(yùn)動。金石機(jī)器人已經(jīng)為山東某活塞加工企業(yè)裝備自動化生產(chǎn)線,截至2011年9月已經(jīng)成功配備了活塞加工工序中最重要的一套上下料系統(tǒng),目前該系統(tǒng)運(yùn)行良好。該項(xiàng)目的其余部分將在2012年6月全部完成,這是目前國內(nèi)首條汽車活塞的自動化加工生產(chǎn)線。