【案例】多可协作机器人在汽车行业的新应用

2023-05-24

      汽车行业通过近 50 年的自动化发展,机器人替换人的简单劳动已基本完成,后期减员增效的措施之一就是通过协作机器人的应用,想方设法去分解人类复杂劳动、应变操作及降低操作综合难度,理想的状态是“人”做综合感知类质量判断,而“机”做高质量及重复性要求的动作,达到人机协同工作的目的。根据 MIT 研究人员在 BMW 工厂的一项研究,人类与协作机器人共同工作效率会比人或机器单独工作要高,而且能减少 85%的工作空闲时间。

      协作机器人是“中国制造 2025”和德国工业 4.0 共同关注的方向,也被誉为工业机器人 2.0,机器人在汽车生产工人的身旁协同工作,机器人负责做,人负责检查,从而产生极高效率的“人机协作”,这将是未来汽车生产减员增效的发展方向。从2021 年起,汽车行业对协作机器人的需求持续上升,在协作机器人应用行业占比近 1/3。

     多可协作机器人在汽车行业中积极布局,在汽车流程的多个工艺环节中持续发力,目前协作机器人系列产品已应用于汽车零部件机床加工上下料、螺丝锁附、拧紧、外观检测、机油加注、喷涂、吹水等多个工艺流程中。


机油自动加注

应用背景

汽车发动机在组装完成后,有一序工作需对发动机的油底壳注入机油,机油用于润滑、清洁、防腐、密封作用,一般有产线上的工人持注油枪来完成,来满足后序车辆发动做一系列的测试。

客户痛点

目前汽车行业竞争较为激烈,各个车企都在考虑降本,首先考虑的就是减人工,主要将产线上一些较为简单的工作由机器人完成,从而替代原工位上的工人,既能排除人的不确定因素,也能稳定生产,机油加注属于产线上固定工位,操作相对简单,完全可以替换工人。

解决方案

结合现场的生产情况,考虑到工位需在线边作业,初步选用负载14公斤1400mm臂展的GCR14-1400协作臂,一方面可以很好满足工作距离,另一方面末端携带夹爪和注油枪。在评估了注油启动瞬间的冲力情况后,为客户设计了完成的工作流程:线上发动机流到注油工位,线体顶升定位机构会将发动机停下,此时机器人夹爪夹住注油口盖,将其旋出,由注油枪插入注油口开始注油,定量注油完成后,油枪口自动枪盖闭合,防止机油滴落,整个工作完成后,发动机继续向下流动。

实际收益

产线正式生产工位一天需要三个班次工人,轮流作业,而一台协作臂就可以完全替代三个工人作业,实现一年时间回本。长期来看,帮助企业降低了很大的劳动成本,同时也消除了工人辞职、招工难等不确定的问题,是目前车企都在急需解决的问题。

自动吹钉拧紧应用

客户痛点

由于拧紧工位很多,需要很多工人在各序工位上做拧紧工作,工作内容简单重复,车企在减人降本环节上,优先考虑的就是拧紧工位,用机器人来替代人工,机器人能够更好的保证装配合格,避免工人重复工作疲劳,出现遗漏或装配失误等情况,同时机器人可以24小时不间断的持续工作,提高生产效率。

解决方案

通过现场评估螺栓的大小,发现该场景适用自动吹钉拧紧。首先将螺栓放置到供料机中,由振料盘依次将螺栓整齐的筛选出来,再由吹钉设备将每颗螺栓通过管道吹到拧紧枪末端,再由拧紧枪批头顶出,对发动机的侧面进行拧紧作业,自动吹钉拧紧适用小螺栓,可实现快速拧紧,省略提前上螺栓的步骤,配合多可协作臂可实现多角度、多姿态、小空间的拧紧作业,根据现场空间自由部署机器人,既能保证装配精度,也能保证工作节拍,保证企业生产稳定、生产安全、生产高效、生产品质。

实际收益

该方案可替换三个生产班次工人,帮助企业节省了人工成本,解决招工困难、保证生产稳定等,同时也节省了生产节拍,促进整体产能提升。由于协作臂的安全性,也帮助企业降低了生产事故,提高企业自动化程度,保证产品的质量可控。生产稳定、生产安全、生产高效、生产品质。

涡轮增压器质检

应用背景

在人力成本的不断提升的时代背景下,大部分传统企业面临的竞争环境越来越激烈,对产品的质量要求越来越高,企业想在日益激烈的竞争中利于不败之地,就必须进行转型,提升自动化、数字化和智能化,来提升产品力和自身的核心竞争力。目前很多企业在产品的检测环节还大量的依靠人工进行,由于人工存在一定的主观性,个人之间也存在差异性,以及疲劳会导致产生检测出现错误或误差,很难保证产品的质量和一致性;而机器人能够很好的克服这一缺陷,因此机器人视觉检测已经成为广泛的应用。

项目难点

该项目是涡轮增压器自动化生产线的终检工位,工位作业空间十分狭小,对机器人的柔性和灵活性要求极高,并且产品的检测项比较多,如产品是否有划伤、螺钉是否漏装等,检测位置分布在产品周围,且多角度,因此需要对产品的各个方向进行拍照检测,如果采用机构形式,机械结构设计会非常复杂,且不能涵盖所有的检测点,大大增加的检测的难度。

解决方案

在对产品检测需求和项目难点进行全面分析后,方案最终采用新松多可®GCR5-910协作机器人搭载视觉系统化身为“质检员”,代替人工进行产品的下线终检工作,为生产保驾护航。

实际收益

  1. 取代人工,实现了产品终检的自动化,提高生产效率;

  2. 确保产品的质量和一致性、产品数据可追溯;

  3. 3.投资回报周期为6个月。

方向盘发泡件脱模剂喷涂

应用背景

汽车行业方向盘生产,汽车方向盘由金属骨架和外圈的发泡注塑组成,发泡过程需要在上下模具上进行喷涂脱模剂防止粘黏,来方便发泡完将方向盘取出,同时在脱模剂的表面还需要喷涂黑色的油漆,保证方向盘的颜色,整个作业的工艺几乎试用所有车企。

客户痛点

原本方向盘的发泡制造工艺完全由工人生产,现在随着人工成本的增加,以及本身喷涂行业的危害性,生产材料成本的把控,企业开始使用机器人来完成方向盘生产的大部分工作,很好的帮助企业解决了上述的问题。

解决方案

由1台多可GCR14-1400协作臂吊装,末端携带2个喷头和1个夹爪,负责3台发泡注塑机的方向盘骨架上下料,及脱模剂和油漆的喷涂工作。首先由协作臂到达注塑机生产工位,对打开的上下模具进行脱模剂的喷涂,主要喷涂骨架和外圆发泡区域,然后再进行上模油漆的喷涂,喷涂完成后,再由协作臂到工位旁取方向盘骨架,移动放置在下模的工装上,此时机器人到下一工位工作,注塑机开始合模发泡方向盘,由于发泡时间较长,所以协作臂可以同时完成3台注塑机的生产动作。

实际收益

  1. 节省原有工人1名,协作臂可以24小时生产,可节省2个班次的工人工时;

  2. 对比原有人工作业手动喷涂作业,现在自动化控制喷涂,在喷涂燃料上可以做到定量控制,节省了喷涂燃料的使用成本;

  3. 从安全生产的角度考虑,原来工人作业需佩戴口罩、眼罩,防护脱模剂及油漆的雾气,现在协作臂只需外表套防护衣就可以作业,在防护用品的使用上节省生产成本,同时在工人的健康保护上也有很大收益,员工的健康是企业的最大收益。

上海市浦东新区金沪路358弄4号楼

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