用于焊接機(jī)器人應(yīng)用的創(chuàng)新

根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)，世界上有50％的機(jī)器人用于焊接。此外，BCC Research最近的一份報(bào)告顯示，2021年全球自動(dòng)化/焊接機(jī)器人配件部門(mén)將達(dá)到28億美元，高于2016年的20億美元，五年復(fù)合增長(zhǎng)率為6.9％。

為什么這些數(shù)字如此令人印象深刻，只需看一下典型的汽車(chē)廠。例如，在本田的英國(guó)斯溫頓制造工廠，超過(guò)300臺(tái)機(jī)器人可以幫助每個(gè)車(chē)身提供2200個(gè)點(diǎn)焊。每85秒生產(chǎn)一輛車(chē)身，每轉(zhuǎn)換650只白身（BIW）。

本田的過(guò)程開(kāi)始于右側(cè)和左側(cè)車(chē)輪房屋被焊接到下面的儀表板和前部艙壁上，形成完整的發(fā)動(dòng)機(jī)艙。然后將其與前后地板組件組合以完成地板。

右側(cè)面板和左側(cè)板被分組并轉(zhuǎn)移到“通用焊機(jī)”（GW）。這是該部門(mén)的核心部分，在各個(gè)地區(qū)（側(cè)面板，地板，屋頂，上面和后面的包裹托盤(pán)）上生產(chǎn)的部件聚集在一起，由GW焊接以生產(chǎn)完整的機(jī)體。

BIW機(jī)器人
的大訂單這樣一個(gè)過(guò)程的要求顯然需要效率和重復(fù)性，隨著機(jī)器人在這兩個(gè)方面的交付，重大的訂單繼續(xù)被放置。例如，ABB最近向Valmet Automotive交付了250臺(tái)機(jī)器人，用于芬蘭Uusikaupunki的梅賽德斯 - 奔馳GLC SUV車(chē)身車(chē)間。這項(xiàng)投資是芬蘭最大的工業(yè)機(jī)器人合同，將Valmet Automotive公司的ABB機(jī)器人總數(shù)翻了一番，達(dá)到500多臺(tái)。

新生產(chǎn)線由主線和子組裝電池組成。據(jù)ABB介紹，額外的機(jī)器人將提升汽車(chē)供應(yīng)商的靈活制造能力，通過(guò)提高生產(chǎn)率和縮短交貨期來(lái)提升運(yùn)營(yíng)水平。


該訂單包括IRB 6700系列機(jī)器人，ABB表示更強(qiáng)大，節(jié)能15％，并需要比前代更簡(jiǎn)化的維護(hù)。此外，IRB 8700系列機(jī)器人也是訂單的一部分; 這些距離達(dá)到3.5米，能夠處理高達(dá)800公斤的有效載荷。

對(duì)于BIW生產(chǎn)，無(wú)障礙，高速運(yùn)行是圣杯。然而，這些屬性必須與靈活性相匹配，這是適當(dāng)設(shè)計(jì)和配置的輸送機(jī)系統(tǒng)可以幫助的。

Kuka的KS PULSE（推進(jìn)使用線性同步能源）是一種基于托盤(pán)的運(yùn)輸系統(tǒng)，可以通過(guò)BIW焊接和裝配線的各個(gè)工作站移動(dòng)各種主體部件，從而減少非生產(chǎn)性停機(jī)時(shí)間。系統(tǒng)的主要部件是機(jī)箱。使用各種運(yùn)輸平臺(tái)，稱(chēng)為滑行裝置，該托架通過(guò)線性同步電動(dòng)機(jī)沿著線路移動(dòng)單個(gè)主體部件。

由于運(yùn)動(dòng)部件數(shù)量很少，系統(tǒng)對(duì)故障的敏感性低，而在循環(huán)時(shí)間方面，滑軌是可以互換的，可以在同一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)多個(gè)型號(hào)。

在其他地方，塔塔鋼鐵公司在其在日內(nèi)瓦的汽車(chē)中心推出了新的機(jī)器人焊接生產(chǎn)線，據(jù)說(shuō)這是在英國(guó)最大的。該系統(tǒng)使該網(wǎng)站能夠?yàn)槠?chē)門(mén)板生產(chǎn)定制焊接坯料?；贏BB機(jī)器人技術(shù)，每小時(shí)可以焊接超過(guò)一千輛汽車(chē)零件，鋼鐵運(yùn)往英國(guó)的汽車(chē)制造商，目前在德國(guó)，法國(guó)和荷蘭獲得新的訂單。

焊接在一起
即使在較低的數(shù)量是規(guī)范，自動(dòng)化仍然是有吸引力的。例如，以商業(yè)車(chē)輛專(zhuān)家Meiller的捷克Slaný設(shè)備為例。Meiller作為自卸車(chē)車(chē)身和拖車(chē)的設(shè)計(jì)師和制造商。

通過(guò)與HGV制造商的緊密合作，底盤(pán)和車(chē)身必須得到最佳匹配。為了有助于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，Meiller公司共運(yùn)營(yíng)六臺(tái)自動(dòng)化系統(tǒng)，其中包括八個(gè)焊接機(jī)器人和由Cloos提供的300多個(gè)焊接電源。最新的系統(tǒng)使用Cloos'Tandem Weld焊接工藝來(lái)焊接側(cè)傾體。


Kuka已經(jīng)快速采取了工業(yè)4.0考慮其摩擦焊機(jī)
在串聯(lián)焊接中，兩根內(nèi)聯(lián)線同時(shí)進(jìn)料并熔化成兩個(gè)弧。由于兩個(gè)電路的分離，可以嚴(yán)格控制電弧。據(jù)說(shuō)，高效率，低熱輸入，良好的焊縫質(zhì)量和高沉積速率是主要優(yōu)點(diǎn)。

據(jù)該公司介紹，該工藝在商業(yè)車(chē)輛結(jié)構(gòu)中焊接薄，輕質(zhì)部件時(shí)實(shí)現(xiàn)了特別高的速度。這種類(lèi)型的部件正在日益增加的需求，因?yàn)橛行лd荷優(yōu)化的貨車(chē)可以運(yùn)輸更多的運(yùn)費(fèi)，節(jié)省燃料和減少運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)。

MeillerSlaný工廠的程序員和設(shè)計(jì)師Andrej Stary表示：“在Meiller，我們?cè)絹?lái)越多地使用輕量級(jí)組件。“我們的自卸車(chē)車(chē)身側(cè)板由2.5mm細(xì)粒鋼制成。此外，該組件以前由三個(gè)單獨(dú)的元件組成，而今天的側(cè)板由單件形成，使得每側(cè)僅需要焊接一個(gè)接縫。由于焊接數(shù)量的減少，組件比以前輕得多，這給我們的鏟車(chē)帶來(lái)了巨大的好處。“

防止連接機(jī)器人
的停機(jī)時(shí)間機(jī)器人在BIW中產(chǎn)生質(zhì)量差的焊縫的問(wèn)題對(duì)于最終組裝可能是災(zāi)難性的，當(dāng)工作人員解決問(wèn)題時(shí)停止輸出。然而，現(xiàn)在可以使用實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視和診斷來(lái)防止意外停機(jī)。

思科表示，它已與Fanuc和羅克韋爾自動(dòng)化公司合作，為五個(gè)國(guó)家的27家通用汽車(chē)工廠創(chuàng)造了數(shù)千臺(tái)機(jī)器人解決方案。Fanuc被稱(chēng)為“零停機(jī)時(shí)間”（ZDT），該解決方案在發(fā)生問(wèn)題之前向工作人員提供警報(bào)，以便他們可以在計(jì)劃停機(jī)窗口中安排維護(hù)。思科公司說(shuō)，除了診斷和主動(dòng)維護(hù)計(jì)劃之外，這種遠(yuǎn)程監(jiān)控功能通過(guò)'1 + 1 + 1> 3'集成了每個(gè)公司帶來(lái)的功能和專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

“通過(guò)Fanuc ZDT解決方案，機(jī)器人通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和工廠內(nèi)的思科數(shù)據(jù)采集器連接到思科云，所有這些都產(chǎn)生了強(qiáng)大而安全的端到端解決方案，”高級(jí)總監(jiān)Bryan Tantzen說(shuō)，思科IoT垂直。“通過(guò)將設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸?shù)交谠频钠脚_(tái)，我們正在建立一個(gè)制造數(shù)據(jù)公路，使通用汽車(chē)能夠與其大型設(shè)備供應(yīng)商合作，更輕松地執(zhí)行預(yù)防性分析和優(yōu)化。

Fanuc America董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官Rick Schneider補(bǔ)充說(shuō)：“從機(jī)器人收集數(shù)據(jù)并在云中分析數(shù)據(jù)的能力 - 在停機(jī)發(fā)生之前預(yù)測(cè)潛在的設(shè)備問(wèn)題 - 使我們能夠主動(dòng)滿足客戶需求。通過(guò)ZDT，我們還可以利用從機(jī)器人收集到的數(shù)據(jù)，通過(guò)降低能耗和延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命以及改善周期時(shí)間和質(zhì)量來(lái)優(yōu)化通用汽車(chē)的制造系統(tǒng)。通過(guò)ZDT減少停機(jī)時(shí)間已經(jīng)證明對(duì)通用汽車(chē)的性能有直接和積極的影響。“

創(chuàng)造摩擦
“摩擦焊接有時(shí)會(huì)過(guò)時(shí)，”Kuka Industries先進(jìn)焊接解決方案部門(mén)負(fù)責(zé)人Walter Weh說(shuō)。“然而，技術(shù)只不過(guò)是在Kuka，我們以市場(chǎng)需求為指導(dǎo)，與時(shí)俱進(jìn)。”

例如，Kuka已經(jīng)很快地采用“工業(yè)4.0”來(lái)考慮其摩擦焊機(jī)。將機(jī)器完全集成到生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中可以實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)率。由于采用數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)流程，因此可以制造具有更高靈活性，節(jié)能和定制的產(chǎn)品，同時(shí)減少對(duì)資源的影響。

來(lái)自Kuka PCD（過(guò)程控制和文檔）控制器的所有過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字監(jiān)控和電子存檔。然后，此信息可用于在基于云的系統(tǒng)中進(jìn)一步分析，例如，這也有助于確?？勺匪莸馁|(zhì)量和數(shù)據(jù)透明度?？紤]到這一點(diǎn)，安全地處理大量數(shù)據(jù)的能力起著基本的作用，就像系統(tǒng)接口上的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)一樣。據(jù)Kuka介紹，這一原則的實(shí)施不僅限于新產(chǎn)品和解決方案; 已經(jīng)在運(yùn)行的機(jī)器人，小區(qū)和系統(tǒng)也可以以相同的方式聯(lián)網(wǎng)。