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造车的四大工艺与汽车工业机器人

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放大字体  缩小字体 发布日期:2017-08-16   浏览次数:357
核心提示:  对汽车工业来讲,可以分为欧美和日本两年夜派别,日系是垂直供给链,以丰田最为典范。丰田旗下的电装、爱信、爱知制钢、丰田纺织、丰田分解、JTEKT都是全球前30年夜汽车零部件企业,假如不计轮胎营业(小我以为

  对汽车工业来讲,可以分为欧美和日本两年夜派别,日系是垂直供给链,以丰田最为典范。丰田旗下的电装、爱信、爱知制钢、丰田纺织、丰田分解、JTEKT都是全球前30年夜汽车零部件企业,假如不计轮胎营业(小我以为,轮胎属化工领域,不克不及算汽车行业),电装与爱信分离在全球汽车零部件企业中排名第二和第四。不只是下游零部件,像原资料,如钢铁,丰田所属的三井财阀不只具有年夜量铁矿石矿山和壮大的远洋运输团队,还具有全球第一年夜汽车钢板供给商新日铁住金,这家企业的中国市场占领率跨越60%。垂直供给链包管了产物品德和利润率。欧美则是平行供给链,除动员机外简直一切症结原资料和零部件都外购。而动员机的原资料和零部件天然也是外购,而日系可以做到在一个团体外部完成。

  汽油机的门坎现实上是不高的,具有自立动员机更轻易下降整车本钱和掌握机能,是以中国今朝年夜多半车厂都自立临盆动员机,而且进一步延长,开端自立临盆变速箱。进入新动力车时期,因为机电是高度成熟的工业产物,门坎很低,加上新动力车不须要变速箱,这就让新动力造车门坎年夜幅度下降,一切的症结零部件都可以拜托内部开辟并推销。

  关于整车厂来讲,只要四年夜工艺是其焦点内容,这就是冲压、焊接、喷涂和总装。因为冲压工艺简略,尺度化水平高,一条冲压线可以多种车型,今朝冲压范畴也涌现了自力厂家,为多个厂家供给冲压件。不外焊接、喷涂和总装临盆线定制化水平极高,一条线根本上只能对应一种车型,不年夜能够涌现自力厂家。

  汽车范畴有个专门的术语叫JPH,可以称之为每小时产量。汽车行业年夜量应用工业机械人,如许做的利益是高品德与高效力,缺陷是缺少灵巧性。简略地说,应用工业机械人越多,效力与品德就越高,以国际德系合伙厂而言,JPH年夜约为48,也就是75秒临盆一辆车;日系厂可以做到60,也就是1分钟1辆车;韩系可以做到65,不到1分钟临盆一辆车;自立车厂比拟差的是30,也就是2分钟1辆车。平日1年任务日是250天,天天任务8小时,JPH30的话,年产能就是6万辆。临盆线的最好颐养方法是:一向坚持过度运转。假如长时光停止的话,忽然投入临盆,可以会产生各类种样的毛病,如部件老化掉效、光滑油泄漏、工位调适欠妥、工人操作掉误等带来的一系列成绩。所以,普通整车厂即便旺季也要造车,即便明晓得库存满手也不能不持续造车。

  我们以不雅致汽车为例,下表为不雅致汽车1-6月产量,不雅致汽车的临盆线为36JPH,也就是说单班制的话,天天临盆288台。

  很显著,进入2017年后,不雅致的偶数月产量极低,奇数月为正常临盆,偶数月为“颐养式”运转。直到本年6月,连这类根本的运转也有力承当了,爽性停产。3-6月,不雅致只临盆了2709辆,也就是说开工不到10天。可是工人4个月的工资,还有五险一金,少一毛钱也不可;还有临盆线可没停,临盆线的运转本钱可是不低的。不雅致的吃亏也就不奇异了。

  所以汽车行业,假如你要应用机械人的话,最低的门坎也是年夜约年产能5-6万辆。

  第一个是冲压车间,冲压是一切工序的第一步。先是把钢板在切割机上切割出适合的年夜小,这个时刻普通只停止冲孔、切边之类的举措,然落后入真实的冲压成形工序。每个工件都有一个模具,只需把各类各样的模具装到冲压机床上便可以冲出各类各样的工件,模具的感化长短常年夜的,模具的质量直接决议着工件的质量。冲压工序可分为四个根本工序。

  冲裁:使板料完成分别的冲压工序(包含冲孔、落料、修边、剖切等)。

  曲折:将板料沿曲折线成必定的角度和外形的冲压工序。

  拉深:将立体板料酿成各类启齿空心零件,或把空心件的外形、尺寸作进一步转变的冲压工序。

  部分成形:用各类分歧性质的部分变形来转变毛坯或冲压成形工序(包含翻边、胀形、校温和整形工序等)。

  包含车门、顶盖、侧翼板、立柱、动员机罩等等,车身70%以上的零部件由冲压装备冲压而成。冲压机的压力使钢板产生拉伸或硬压,为钢板开孔,并切失落无用的部门。作为汽车四年夜工艺之首,冲压线又被称为“印钞线”,属汽车制作设备的症结装备。关于占汽车车身10%的超年夜型冲压件,普通采取总吨位6000t以上的冲压线;25%阁下的年夜中型冲压件,采取4000t阁下冲压线;25%阁下的中型冲压件,采取2500t阁下冲压线;其他40%阁下中小件,根本采取1000t以下临盆线。平日采取6序或5序冲压机设置,即一台年夜吨位冲压机以后交由4到5台小冲压机。

  以一汽年夜众成都厂为例,共有5条冲压线,个中德国米勒万家顿4条,分离为310/320/340/350,个中:310/320/350线同是8100吨年夜线,均为6序,头台压机公称压力2100吨,后续五台压机公称压力1200吨;340线为5200吨小线,共有5序,头台压机公称压力2000吨,后续四台压机公称压力800吨。330线是济二制作的国产全主动化压机临盆线,于2012年8月经由过程96%功效验证,2013年7月经由过程终验收。共有5序,头台压机公称压力2100吨,后续4台压机公称压力1200吨。最年夜整线临盆节奏可达15次/分钟,全主动换模时光仅为6分钟。国际除日系和德系厂家,根本都选择济南第二机床厂的冲压机,济南第二机床厂的冲压机涓滴不次于德国的米勒万家顿,高端产物上,价钱乃至略高于德国厂家,在北美福特车厂一样是采取济南第二机床厂的冲压机。美系国际厂家简直全体都是济南第二机床厂的冲压机。日系则多用小松和富士。

  在冲压之前,须要对钢板停止清洗、开卷、复原和粗剪。即使是粗剪的精度也有0.1毫米,与一根头发丝直径相当。这就须要SMT清洗机、开卷机和一套进料与传输体系。横杆双臂传输线是今朝主流,平日要用到2台六轴机械人和5台七轴机械人。为了包管车间的高整洁度,年夜厂家会采取无尘室。汽车工业用百万级无尘室就足够了,制药厂平日是十万级无尘室,而半导体最高可达千级。无尘室会增长很多基建本钱和运营本钱。一条年产量6万辆汽车的冲压临盆线投资年夜约2-2.5亿国民币。

  第二个车间是焊接车间,冲压好的车身板件部分加热或同时加热、加压而接合在一路构成车身总成。在汽车车身制作中运用最广的是点焊,焊接的利害直接影响了车身的强度。汽车车身是由薄板组成的构造件,冲压成形后的板料经由过程拆卸和焊接构成车身壳体(白车身),所以装焊是车身成形的症结。装焊工艺是车身制作工艺的重要部门。汽车车身壳体是一个庞杂的构造件,它是由百余种、乃至数百种(例如轿车)薄板冲压件经焊接、铆接、机械联络及粘接等办法联络而成的。因为车身冲压件的资料年夜都是具有优越焊接机能的低碳钢,所以焊接是古代车身制作中运用最普遍的联络方法。

  焊接工艺的最初还包含机械人涂胶,普通采取涂胶体系,应用摄像头去监控涂胶地位和宽度,包管涂胶质量。经由过程在板件之间涂覆密封胶和构造胶可以或许加强整车的密封机能和构造强度。还有激光检测,采取激光在车身上打出光点,应用摄像头去检测光点的地位,检测出车身响应地位的尺寸能否相符请求。

  焊接是机械人应用最多的车间,对国际厂家来讲,年产能20万辆的焊接车间,晚期平日应用60-80台机械人,如奇瑞A3临盆线62台机械人,江淮乘用车79台机械人。2014年后则年夜幅度晋升,如江铃小蓝二期基地为60台(年产能10万辆),吉祥宝鸡基地采取128台焊接机械人,广汽菲克广州则高达440台,长城徐水二期基地也是年夜约300台。国外比例更高,特斯拉Model3的年产能年夜约25万辆,应用年夜约420个焊接机械人。长安福特杭州厂产能为25万辆,应用503个日本川崎重工的机械人。宝马铁西工场,年产能30万辆,应用685个工业机械人,一汽年夜众佛山厂年产能36万辆,应用842个焊接机械人,效力高达72JPH。广汽菲克的主动化率最高,达98%。

  工业机械人范畴有abb、kuka、fanuc、YASKAWA四年夜家族,市场占领率算计跨越75%,这个中日本的FANUC全球第一,YASKAWA全球第三。美国没有年夜的工业机械人制作厂家,由于美国的机械制作也曾经出现空心化,美国对金融和新经济更有兴致。四年夜家族中,KUKA以汽车工业为重要市场,全球汽车工业用机械人市场占领率第一,中国的美的是其第二年夜股东。

造车的四大工艺与汽车工业机器人

  汽车范畴的工业机械人,除四年夜家族外,还成心年夜利菲亚特克莱斯勒旗下的comau(柯马)、日本的NACHI(那智不贰越,为奇瑞供给108台机械人)、日本的川崎重工、韩国的古代重工值得一提。柯马在白车身范畴全球第二。韩国罗普伺达、阿尔帕也为古代汽车供给机械人。另外日本有些厂家如丰田旗下的电装也有才能克己工业机械人。

  机械人临盆线缺陷就是缺少灵巧性,它的掌握体系、夹具、捡具都是专为某一车型定制的,假如车的外型转变,须要先将一切机械人复工,从新设计掌握体系、夹具、捡具。假如是ABB的机械人,须要年夜约半年的时光,乃至时光更长,而这半年内,你依然要给员工发工资。由于对固定焊装线来讲,一旦车身外型要转变,焊装线上的一切点焊工位都须从电极加压体系、气动体系多点焊机应用的液压体系、焊接变压器的二次供电体系——包含焊接变压器的二次侧电缆线焊接变压器的二次侧焊接电流与电压及其它焊接参数的丈量体系、一切电极、焊接变压器外部、焊接主电路中的年夜功率晶闸管等的冷却体系及掌握体系(掌握箱)须全盘更改,这实上是很艰苦的,本钱相当高。

  焊接车间的投资弹性最年夜,就看你要到达多高的主动化率,固然主动化率越高,产物分歧性就越高,质量也越高。现实纯真机械人的价钱也不算太贵,最贵的焊接机械人,ABB年夜约30万一台。但汽车工场的机械人都要针对某一车型零丁开辟掌握和操作体系,还有夹具、检具、供电体系、电脑收集体系、主动检测体系,还须要厂家培训员工。开辟和办事费昂贵。普通来讲年产能6万辆,主动化率45%的焊接车间投资年夜约2亿国民币,主动化率到达75%的话,估量投资须要7-8亿。宝马的铁西工场焊接主动率到达95%,估量投资在20-25亿国民币阁下。

造车的四大工艺与汽车工业机器人

  上图为今朝比拟风行的汽车喷涂工艺流程,也就是3C1B工艺,在电泳涂层后以“湿碰湿”的方法喷涂中涂、金属色漆和罩光清漆,并一次性烘干的工艺称为3C1B的工艺。车身外面喷涂了两层色漆,加厚了色漆厚度,清漆的厚度也有所增长,进步了防腐化才能。喷涂体系异样多采取机械人体系,今朝全球供给全套体系的重要有德国DURR、瑞士ABB、日本发那科、法国SAMES和日本川崎。机械人喷涂体系重要包含机械人手臂、挪动滑轨、高速静电旋杯、集中供调漆及其它帮助掌握体系。所能触及(喷涂)的有用尺寸或笼罩规模受机械人各关节自在度及臂长等参数的限制而有所差别,完全的机械人喷涂体系普通由体系集成商对各功效模块停止组合而成。根本上都是针对单一车型定制的。喷涂工艺须要年夜型传送装配和电泳槽,同时还须要ISO7-8级无尘室,基建本钱较高。电泳喷涂消费电力很高,是汽车四年夜工艺中电力消费最高的工艺,均匀每辆车在喷涂环节耗电高达900-1200度。是运营本钱最高的环节。

  日本发那科因为年夜部门零组件在国际临盆,性价比极高,在喷涂机械人范畴市场占领率第一。普通喷涂工艺须要应用40-60台机械人,喷涂机械人的价钱远比焊接机械人要高,平日是焊接机械人的2-3倍,每一个年夜约50万国民币。长安CS75的喷涂线就应用日本发那科的44台机械人。

  喷涂工艺,年产能6万辆的装备投资年夜约2-2.5亿国民币。

  总装工艺所用昂贵装备不多,简直可以不消机械人,重要装备有空中保送机、吊挂保送机、板式保送机、装调对象、检测装备、AGV车,年产能6万辆的装备投资年夜约0.5亿国民币。总装工艺装备投入不多,症结是总卸车间占空中积比拟年夜。年产能20万辆的总卸车间占空中积年夜约8-9万平方米,是一切车间里占空中积最年夜的,效力越低的总卸车间,占空中积越年夜。

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