ABB機器人助推企業成長

2018-05-29 09:40:00
陸啟蒙
原創
12248

在競爭日益激烈的市場上,汽車廠商必須時時領先一步,在降低成本、提高產能和優化改進生產工藝等方面,...


在競爭日益激烈的市場上,汽車廠商必須時時領先一步,在降低成本、提高產能和優化改進生產工藝等方面,機器人提供了很多幫助。

如今,汽車廠商探討的重點課題包括:如何增強競爭優勢,如何改進產品質量與生產方式,如何提升生產柔性,如何改良動力總成技術以及從哪里著手。衡量投資成功與否,要看回報時間、回報率及其創造的價值,作為世界領先的機器人制造廠商,ABB致力于提供有針性的解決方案,與客戶共同開發由標準化、可配置化模塊構成的解決方案。


ABB機器人保證沖壓安全、高效


ASAL公司(汽車沖壓裝配有限公司)是印度塔塔集團與西班牙Gestamp Servicios SL公司的合資公司。2008年4月,ASAL公司在印度潘特納加鎮設立了全自動沖壓廠,力求建設一座倡導全自動化的樣板工廠。ASAL公司投資購置的核心設備是6臺ABB機器人,包括1臺IRB 6650和5臺IRB 6600。在一條由4臺壓機組成的生產微型貨車Ace的側圍板、門板和頂板的生產線上,ABB機器人工作站的生產速度高達9~9.5行程/min,比人工作業高一倍。據預測,這批ABB機器人及其配套軟件在3~3.5年內可全部收回投資。


該廠長達30m的自動化生產線僅配備一名監管員,而產能相當的手工生產線需要17名操作工。線首是一垛鋼板坯料,第一臺機器人拾起最上方一張鋼板(厚度檢測傳感器可防止鋼板粘連),放置在首臺壓機旁邊。此時,第二臺機器人拾起板料,投入沖模內。首臺800t壓機完成沖壓動作,板料初具雛形。此后還有3道沖壓工序,分別是切邊、卷邊和沖孔。每兩臺壓機之間均設一臺上下料機器人,最后一臺機器人將成品放入滑槽。所有機器人都采用吸盤式抓料器,不會對工件造成任何損壞或劃傷。機器人還具有安全優勢,不用擔心那些重達13kg的大面板跌落導致工傷事故。目前,從板料到成品的生產節拍為60s,僅為人工作業的1/3。ABB公司有專職人員長駐潘特納加廠,為ASAL公司及其他塔塔子公司提供服務與支持。



圖1 ABB機器人應用于上海匯眾


高柔性的ABB卷邊解決方案


卡塞爾工廠是大眾集團設在德國的第二大分廠,年產手動、自動變速器270萬臺,每年為中檔家用車生產400萬套排氣系統。除此之外,卡塞爾工廠還為停止量產的車型制造車身面板備件。隨著備件需求的走旺,如何改善質量、提高效率和擴大產量,成為了企業關注的焦點。ABB公司向大眾提交了一種前所未有的機器人解決方案,旨在實現車身面板定制的全流程自動化,包括卷邊環節在內。該卷邊機很有特色,將ABB卷邊頭、ABB機器人和配套軟件整合為一體。這套方案融合了ABB公司長期積累下來的卷邊工藝經驗,獲得了卡塞爾工廠的青睞。大眾斥資200萬歐元投建該項目,起初用于生產寶來和途安發動機罩,不久后又增加了高爾夫5和路波兩種車型。這些車型的前翼板生產采用基于Flexicell的ABB標準解決方案。


機器人自動化顯著簡化了卷邊工藝,大幅提高了標準化程度?,F場設兩個生產區,出于安全原因,均裝有有機玻璃防護罩。工作站外面的操作員將面板送上托盤,供機器人拾取。此后的流程全部實現了自動化,依次包括底面涂粘合劑,定位支承框架,將總成送入卷邊模卷凸緣,使兩塊面板永久結合。隨后,發動機罩成品被送往出料區,等待堆垛、發運。上述過程的核心環節——卷邊,所用時間僅1min。這套系統很快就達到了卡塞爾工廠的生產標準,運行十分穩定,不管怎么頻繁地更換面板型號,ABB系統尤其是卷邊系統,都不需要工人對機器人作任何調整,工作量比以前大幅減少。雖然這種卷邊頭是一種全新技術,但編程很容易。


定制、便捷的ABB焊接機器人

上海匯眾汽車制造有限公司(以下簡稱“上海匯眾”)是中國最大的汽車零部件制造商,為各大汽車廠商供應底盤及其他車用零件,除此以外還生產轎車、大客車和重型卡車。上海匯眾于2005年開始使用ABB焊接機器人,現在共擁有包括IRB 2400L、IRB 1410等型號在內的60多臺機器人,另有IRBP500R、IRBP750R等型號的變位機,這些設備均投入到了福特和通用汽車部件的生產中。


圖2 IRB 5500機器人測量漆膜厚度


2005年,上海匯眾承接了福特副車架生產項目,開發副車架這類產品通常需要10~12個月,而該項目必須在5個月內完成。上海匯眾在多方考察后,最后敲定由ABB公司提供4套(總計7臺)焊接機器人(見圖1)。ABB公司不但提供了出色的機器人,更同本地供應商合作,提供了優質的夾具,保證了定位精確,大幅提高了零部件生產的可靠性,項目按期完成。不久后,隨著福特擴大生產規模,上海匯眾又訂購了一批ABB機器人。在忙碌的車間里,已有14臺機器人分布在7個工作站中,各個工作站承擔著不同的焊接任務,一個班次總計可生產110臺副車架。上海匯眾對ABB機器人出色的用戶友好性也非常滿意,操作面板經過升級換代,配備了中文界面的觸摸屏,讓使用者感到非常方便。繼福特項目取得成功之后,上海匯眾再次聯手ABB公司,順利拿下了通用汽車的H-Car項目。在該項目中,上海匯眾負責后橋和副車架的生產,調配了40多臺ABB機器人參與生產。


ABB機器人降低涂裝成本

普瓦西工廠是PSA標致雪鐵龍公司設在巴黎郊外普瓦西的一家分廠,也是標致車最重要的制造基地之一。該工廠在法國率先采用緊湊型水性涂料工藝,并由ABB機器人擔任“質檢員”。該工廠的傳統涂裝程序依次包括噴涂保護性電泳層、密封膏和紅色底漆,紅色底漆具有保護電泳涂層免受紫外線損傷的功效,再加上兩道色漆和一道罩光漆。每道噴涂結束,車身需要烘干后才能進入下一道。采用新式緊湊型解決方案后,普瓦西工廠砍掉了保護性底漆這道工序,不過兩道色漆都添加了固化劑,烘干時間稍微延長,最終的保護效果與以前一樣。取消底漆噴涂環節后,普瓦西工廠噴房和烘干爐各減少了一個,雖然在色漆中加入固化劑增加了一些成本,但省下了底漆費用,隨著該工藝在全公司的普及,隨著生產規模的增大,成本還會進一步下降。


新技術能否達到傳統工藝的涂裝質量,上色漆環節十分關鍵。色漆必須達到足夠的厚度,才能保護電泳層免受紫外線的損傷,如果厚度小于22mm,涂層就會剝落。普瓦西工廠在3條涂裝線上均安裝了ABB 5500機器人,負責在閃蒸后立即測量漆膜厚度(見圖2)。ABB公司提供的天棚安裝解決方案能承受重17kg的傳感器,而且ABB 5500機器人具備足夠的柔性,可以配備Phototherm激光傳感器,對全車18個點進行測量,一旦厚度不達標,問題部位將重新砂磨,車身退回重噴。試運行取得成功后,這種新式的緊湊型工藝于2008年11月正式投運,3條涂裝線均已裝備ABB機器人及新系統。

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