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非标工 业机器人在汽车行业的应用与发展分析

浏览:22 作者: 来源: 时间:2019-02-24 分类:技术支持

以艾展 电子提供的非标生产线中的工业机器人广泛应用于制造业。其中,有接近 一半的机器人应用于汽车工业,包括汽车零部件行业。其次是 机器人应用的第二大板块,约18%的机器 人应用在电气和电子工业。再次是 塑料和化工行业,约占10%。金属和机械行业约占9%。汽车行 业一直是机器人的最大用户,因此,汽车行 业不仅影响机器人的发展,还影响 机器人应用的发展。


一、汽车工业

在汽车工业中,机器人 最早被用于点焊,将各个 冲压件拼焊成车身。机器人 具有很好的重复性和灵活性,使大部 分手工焊接工作站实现了自动化。机器人 焊接发展源于手工焊接,因此,它们通 常都包括将工件在焊接工作站之间移动的输送装置,而每一 个焊接工作站则由多个操作焊枪的机器人组成,机器人 点焊装备基于手工焊接包,包括外 置的变压器和笨重的电缆,它们为焊枪提供电源。为了提 供足够大的负载,早期的 机器人均采用液压驱动,尽管它 们很快就被电动伺服机器人所替代,因为电 机驱动具有更好的性能和重复性。随着电 机驱动机器人的负载能力的提升,变压器 和焊枪集成在一起,从而不 再需要那么多笨重的电缆。因为电 缆磨损不像之前那么快了,所以这 些技术的进步提高了机器人焊接的可靠性。


最近,在焊接单元内,机器人 被用来搬运工件,主要是 搬运一些子部件,要么利 用固定焊枪形式,要么其 他机器人安装焊枪。这种方 案提升了系统的柔性,也扩大 了机器人的数量。这种新 方法的驱动力是更短的汽车设计生命周期和同样的设备生成更多种不同的产品。


焊接装 备的技术和性能也得到了提升。例如,一些工 厂采用了伺服驱动焊枪。这种焊 枪完全由机器人控制。这种机 器的好处是缩短了生产时间,因为焊 钳的打开或关闭操作可以在机器人到达指定位置之前开始,焊钳开 闭的大小也可由特定的焊接工序来控制。类似的操作,如自冲 铆钉和螺柱焊接,在使用机器人后,大部分 都实现了自动化焊接。除此之外,工业界 对激光焊接表现出越来越高的兴趣。虽然机 器人激光焊接成本较高,但是在某些情况下,性能和 焊接质量更车胜一筹。专门的 激光焊接机器人被开发出来,提供激 光焊接的整体解决方案,提升了可靠和性能。


机器人 在汽车总装中的应用要慢于车身车间的应用,这多半 是因为所操作工件的难度和在车身内部作业的需要等因素。然而,现在许 多应用都具备使用机器人实现自动化作业的潜力。公司在流程方面(例如,手工作业、半自动 化或使用机器人的全自动化)的决策 基于成本因素而非技术障碍。


相似地,在发动 机装配中一开始就使用的机器人并不多。装配操 作通常都由专门的设备来完成,实现更 大的产量和更高的刚性自动化。由于柔性需求的增加,机器人 在现代化的发动机装配厂正在被大量地使用。除了常 见的搬运操作和机床之间输送工件外,机器人 应用还包括装配和去毛刺。


二、汽车零部件

汽车零 部件行业紧跟汽车工业,使用了大量的机器人。它们使 用机器人技术作为提升质量和生产柔性的手段,以满足用户的需求。由于所 生产的工件差别很大,机器人 在不同行业的应用也千差万别。在大多数情况下,机器人 工作站是独立的,而不是 作为另一个更大自动化系统的部件,因为生 产一个完整的组件只需要较少的操作。这些应 用大概可以分成几类:塑料、金属加工、电气和电子,以及装配。


车辆上 有大量的塑料工件,包括内饰件(如仪表盘)和外饰件(如保险 杠门把手和扰流板等)。在这些 工件的生产过程中,机器人 被用于注塑机下料、清理、水切割、装配(包括粘接和焊接)和喷涂。金属加 工应用包括生产车身的子部件,以及其 他一些大型工件,如排气系统等。在车身子部件方面,如悬挂系统,机器人 应用包括压机上下料,以及点焊和弧焊。弧焊是 机器人在排气系统制造中的主要应用领域,用于组 装排气系统的各个工件,如排气管、法兰、安装支架、消音器和催化转化器。需要指 出的是汽车零部件的弧焊作业主要是在零部件供应商处完成而不是在总装厂。许多机 械工件装配在一起才能变成汽车的动力部件。这些机 器人应用包括机床上下料、磨削、去毛刺 和其他金属抛光应用。类似地,车灯、空调单元、电子和 其他车内子部件由多种机器人来完成装配和测试。


三、其他领域

近些年,电气和 电子行业见证了机器人使用量的大幅增长。许多专用机器被使用,例如用 于制作印刷电路板的机器。然而,机器人 被用于印刷电路板的上下料、测试、装配更大组件,以及许 多其他应用领域。电子行 业机器人快速增长的主要动力是消费电子产品的产量增加,比如手 机和平板电脑等。电子行 业的机器人主要应用在亚洲。


食品工 业一直被认为是机器人应用的一个主要潜在增长点,主要是 因为这个行业包括了大量的手工操作。然后,这个行 业还没有大量使用机器人,我们仍 面临着许多挑战。首先,这个行 业的人工费用低于其他行业(比如汽车行业),使得自 动化的经济性不高。其次,产品往往是有机物,难以操作。除此之外,产品在 尺寸和外形上也不均匀。还有卫生管理规定,特别是 那些操作裸露食物的规定,也对自 动化设备提出了特殊要求,比如冲洗,会增加设备成本。最终的 目的是建立一个全自动化的食品工厂,能提供 更好的卫生条件,因为这 样可去除最大的污染源——操作人员。


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