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自动化要以正确的姿势迎接工业4.0
点击数:     更新时间:2018-02-05

今天为大家带来的自新能源汽车制造技术发展趋势下的工艺挑战研讨会的嘉宾——来自瑞博泰克自动化设备(苏州)有限公司总经理胡宇清先生关于生产制造自动化的分享。作为自动化方案提供领域的资深大佬,且看胡先生如何深入浅出的为我们讲解自动化的各个概念!

大家都知道,“自动化”这个概念最早引进汽车制造的是福特T型车,通过对流水线作业的改进,制造效率得到了很大的提升。而现代化的机器人在汽车制造商中的首次应用,是在大众的焊接工艺当中。作为自动化技术的典型代表,如何以机器人的角度来看如何提升生产效率?

图1 工厂的智能化集成

汽车总共一万多个零件,从产品的制作角度来说,是最为复杂,需要用时周期最高的集成产品。当我们对其进行大致的分类,大约可分为发动机、底盘、电子电器、车身内外饰件、模具及工艺件和通用件这几块。而在新能源汽车中,对于发动机的动力总成制造难度是最高的,同样对于自动化来说,动力总成涉及到了机械加工、装配等等,技术含量也同样是最高的。

图2 汽车制造概述

而当我们以自动化的角度来审视产品整个加工过程,并对于一个工厂的制作过程进行细分,实际上它是以制作过程、组装过程、检测过程和传递过程这四块来进行的。

图3 汽车制造流程

机器人技术的应用是现在很热门的概念了。那么我们该如何通过机器人技术去理解工业4.0?其实本质上来说,工业4.0就是当下这些最新技术的集成。像机器人技术目前在制造业也结合的很广,和各个生产环节都能够有不同层次的集成。下面让我们看看都有哪些应用吧!

图4 生产线中的应用

在制造过程中,除了最常见的自动化生产线加工外,还有一种思路的应用——生产单元的集成。

图5 制造单元

如上图所示,客户希望将传统的变速箱管冲床和加工中心加工及打磨过程代替为自动化生产。在设计之初客户提出需要两台加工中心分别完成铣削和钻孔,机器人与三台设备通讯。即流程为进料--冲床--铣削--钻孔--视觉检验--出料。而经过改造后,将原来加工所必须的三个独立工位形成了一个独立的制造单元。同时将工作流程优化为:送料机送料--机器人抓取至冲床冲孔--冲孔完毕后检测--加工中心铣削--冲孔完毕去毛刺--出料。改造完成经过优化后生产节拍已经降低至18.4秒。同时将原本需要三名操作工减少至仅需一名。这对于分散型制造企业来说很有参考价值,因为这样的生产改革能够大幅度提高工厂效益。

图6 运输线

此线性轨道可将多个智能单元集成到此直线系统中,实现生产的自动化。值得一提的是这个概念在欧洲已经相对成熟了。从10年前运用的最多丰田作业模式开始就已经初成雏形。

图7 机台

当机床等生产设备在某些方面无法达到生产要求时,生产单元所配备的机器人可作为机床的衍生,增加相应的功能。上图7所展示的情况,当机床需要加工不同的零件时,采用这种方案可以有效的提高生产效率。

在组装过程中,自动化汽车制造技术做到的是将焊接、螺栓等四大块集成在一起,通过机器换人追求简单、高效。前文也提到机器人最早应用在焊接,当时大众需要解决的问题在于“工业卫生”,为避免焊接产生的化学粉尘对操作工人所带来的危害,所以才想到将机器人引入焊接。而目前除了保证操作员工的安全,对于替代在恶劣环境工作的操作员也有积极的影响。除了在焊接领域的运用,现在也运用到了铸造、锻压等领域中。

图8 恶劣环境作业

而对于传递工程的改善则在于大幅的优化库存与周转时间等等。在传统的机械制造行业中,大家是否忽略了传递过程中传统的物流方式其实占50%以上的时间。其实传递过程中有很多不同的讲究,需要关注的也不仅仅只是机床的上下料。对于检测来说,现在很多的生产要求是100%全检,那么以前很多所谓的“孤岛检测”就要求移到在线检测。移到在线检测所带来最大的转变在于使得很多接触式的检测向非接触式转移,比如现在有很多的视觉检测,而这些机构都需要机器人的有效串联。

除了机器人技术对于汽车制造各项技术带来的变革,制造企业同样关心改造自动化生产车间时的总体流程走向。

图9 总装工艺流程与总装线

而从自动化的角度来说,布线可以多种多样的,关键在于大家如何去做判断,是否存在合理的市场驱动?即为什么需要去做自动化改革?什么样的方式,通过哪一项的改进才会适合自己的生产企业?什么样的工艺,什么样的节拍,需要怎么去做优化才能切实提高工厂效益?那么对于希望改变的你,就必须了解整条生产线的每一道工序每一个设备,每一道物流路线经。这些信息都非常重要,对于企业经营和成本核算有巨大帮助。

图10 成本核算

此文章来源于网络

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