北汽涂装厂里的ABB机器人--控制网

北汽涂装厂里的ABB机器人
企业:ABB机器人部 日期:2016-06-17
领域:工厂信息化 点击数:289

    北汽(广州)汽车有限公司的涂装分厂内,一辆辆车身经过由ABB机器人组建的底涂站、中涂站、色漆站、清漆站的全自动化喷涂,变得光彩照人,整洁美观,而且色彩稳定不易腐蚀。每年,从这条ABB机器人组成的生产线走向市场的汽车超过10万台。

2014年,上海ABB工程有限公司为北汽(广州)汽车有限公司(北汽广州公司)的涂装分厂组建的全自动化喷涂生产线正式投入生产。这条生产线上共有46台ABB机器人,包括打胶机器人、喷涂机器人、开门机器人和开盖机器人,主要承担SUV、MPV车身的涂装生产,设计车身最大尺寸为5000mm×2150mm×1700mm。机器人的工作涉及PVC底涂、焊缝密涂、中涂、面涂等工序,以及油漆材料和产品涂层的检验。

全自动喷涂

ABB为北汽广州公司提供了完整的喷涂解决方案,包括内外喷在内的PVC喷胶系统、中涂离子风、中涂机器人喷漆、色漆鸵鸟毛擦净及离子风、色漆机器人喷涂、清漆机器人喷涂系统的设计、制造、安装、调试、陪产、售后服务。除了机器人本体,ABB为北汽广州公司提供的中涂、面漆机器人喷涂系统还包括高压静电雾化器、工件识别、自动控制、上位监控、信号连锁、安全防护等喷涂设备。另外,生产线上还配备了车型自动检测、识别系统,实现车体到位自动喷涂的功能。

据北汽广州公司的涂装分厂厂长朱鸿岸介绍,整个生产流程从人工涂胶开始,经过烘干工序后,车身被运送到中涂站。中涂站使用1k水性漆,配置4台外喷机器人。内喷站则配置7台机器人,汽车内外表面都喷涂一遍成膜。中涂工序为车身喷涂底漆,保证车身表面填充均匀,在后道色漆喷涂工序更容易上色,且成色后不易腐蚀。

经过中涂站及烘干工序后,车身被运送到色漆站。色漆外喷站配备8台6轴喷涂机器人,色漆内喷站配备4台6轴喷涂机器人,4台带导轨的开门机器人,2台6轴开盖机器人。输送模式为全部连续式输送。

完成色漆喷涂工序后,车身进入清漆站。清漆站使用2k溶剂型漆,同样配置4台外喷机器人,7台内喷机器人,表面一遍成膜。经过清漆喷涂工序后,整个喷涂流程正式完成,喷涂完毕的车辆表面最终成色美观大方,色牢度进一步加强,不易腐蚀掉色。

节能 高产 环保

ABB机器人自动喷涂项目上线之后,只经过一个月的调试,就成功将北汽广州公司涂装厂的产量迅速提升到5000台,工艺优化之后合格率持续稳定于95%以上。经过两年的生产,目前机器人内、外喷项目运行稳定可靠,生产节拍和产品质量都达到了设计要求,面漆返工率低于5%,一次交验合格率超过85%。

ABB机器人帮助北汽广州公司涂装厂显著提高了生产效率,降低了成本,同时产品质量得到保证。与人工喷涂相比,内喷单车油漆消耗量降低了25%~35%,这是因为产线配备了ABB最新一代RB1000-EXT高流量外加电雾化器,有效提高了喷涂效率,减少了油漆用量。另外,使用机器人对喷房内通风要求下降了50%,节省电费30%~40%。喷涂机器人IRB 5500的壁挂安装方式和臂展长达6米的特性,使喷房宽度至少缩短1米,有效减少了喷房占用场地面积。色漆站使用1k水性漆,平均节拍时间为102秒,换色时间为15秒,每小时生产35.3台车身。

使用机器人进行喷涂还节省了人工成本。朱鸿岸说:“使用人工喷涂,我们这样一条10万台的生产线,单班至少需要20个人,对这20个人的技能要求也比较高,需要他们对油漆的喷涂技能掌握得非常熟练,才能达到质量要求。从综合效率计算,我们在这样一条生产线上投入机器人,所有成本三年左右可以收回。”

此外,使用机器人喷涂后,还减少了在喷涂过程中有害物质对人的污染。由于工人调离了喷涂岗位,喷漆中的有害物质不再对他们的健康直接构成影响,改善了工人的工作环境。

柔性化解决方案

北汽广州公司项目是ABB打造的国内首条连续式自动内喷生产线,实现了无人化全自动机器人喷涂。目前,该应用已经成功推广到北汽其他生产基地和国内其他汽车公司。

ABB提供柔性化的汽车生产解决方案,可以提高产品质量和生产效率,保证安全、稳定的生产。北汽广州公司项目使用了ABB的IRB 5500喷涂机器人和IRB 5350开门机器人。IRB 5500喷涂机器人的最大工作范围可达6米,其手臂可在喷涂物体表面平行于纵向和横向自如地移动,结合ABB高流量的雾化喷涂装置以及ABB独有的集成过程系统(IPS)技术,实现了高速度和高精度的闭环过程控制,最大限度消除了过喷现象,显著提高了喷涂品质。其壁挂安装方式的优点不仅缩短了喷房宽度,有效减小喷房安装场地面积,同时也为客户节省能耗,更减少了在喷涂过程中对机器人的污染。

IRB 5350是ABB在中国本土研发的紧凑型开门机器人,于2012年推出,主要应用于汽车制造的内饰喷涂环节,配有特殊设计的开门夹具并内置搜寻传感器和力反馈传感器,可在3秒内完成开门节拍,确保作业效率的最优化,是内饰喷涂区不可或缺的效率助推器。另外,IRB 5350装配紧凑型手臂、底座和导轨系统,可轻松“嵌入”狭小的喷房;其专用导轨系统支持落地和壁挂两种安装方式,增强了喷涂机器人的柔性。

喷涂机器人是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人,1969年由挪威Trallfa公司(后并入ABB集团)发明。从20世纪90年代起,汽车工业开始引入喷涂机器人来代替喷涂机械,提升了喷涂质量和材料使用率,到今天已经成为很多汽车生产车间的标配。

ABB是全球领先的工业机器人供应商,提供全面的机器人产品、系统和服务,致力于帮助客户提高生产效率、改善产品质量、提升安全水平,ABB是截至目前唯一一家在华开展机器人从研发、生产、销售、工程、系统集成到服务全价值链业务的跨国企业。此外,ABB还是唯一家能够提供汽车生产全部四大工艺(冲压、白车身、涂装、总装)的机器人解决方案的供应商。

2010年,ABB喷涂机器人生产线从挪威搬迁至上海,该项目顺利完成后,ABB全系列喷涂机器人实现了本地化生产,上海也成为ABB集团全球唯一的喷涂机器人生产基地。同年,ABB机器人喷涂实验中心在上海ABB工程有限公司内正式落成,该实验中心是中国首个,也是惟一一个机器人整车喷涂实验中心,该中心占地面积约500平方米,可以完整再现整个汽车喷涂生产线的工艺流程,包括车底打胶和涂装前的车身擦净等,客户可在此对汽车喷涂工艺进行全面测试和模拟,同时了解ABB绿色环保的喷涂理念。同年10月,ABB喷涂实验中心顺利完成中国首台应用无中涂工艺的整车喷涂测试,这一成功使中国整车喷涂技术实现了质的飞跃。

链接采访

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上海ABB工程有限公司涂装技术自动化业务中心负责人 陈喆

Q:ABB近年来在汽车行业发展情况如何?

A:作为机器人技术的开拓者和领导者,ABB是目前全球唯一一家完整拥有汽车制造四大工艺技术的机器人厂家,覆盖冲压、焊接、喷涂和总装。ABB在中国服务的客户涵盖绝大多数中外合资汽车制造企业,如宝马、奔驰、大众、福特、通用、沃尔沃,国内主要自主品牌汽车生产企业,如北汽、上汽、一汽、东风、广汽、长城和吉利。此外,ABB机器人技术还广泛服务于全球领先的汽车零部件生产企业,如海斯坦普、本特勒、博泽、佛吉亚、汇众等。

1995年,ABB在中国率先在汽车生产总拼工位上使用机器人;2005年,成功打造中国第一条汽车底盘件自动化焊装线;2011年,成为中国第一家提供汽车远程激光焊接技术的机器人厂商;2012年,成功打造中国生产节拍最高的高柔性化白车身自动化产线;2013年,成为中国第一家独立完成纯铝车身焊接工艺的机器人厂商;2015年,成为中国第一家为汽车零部件企业提供液压成形自动化线的机器人厂商;2016年,成功打造中国第一条汽车行业机器人连续模式自动化冲压线。

创新是ABB的DNA,ABB在上海拥有全球两大机器人研发中心之一。我们一直不断加大在机器人研发方面的投入,以期更好地帮助客户提高生产效率和产品质量,提升市场竞争力。ABB坚持“在中国,为中国也为世界”的战略,不断推出新应用、提出制造工艺新思路,突破既有技术,提出创新的应用方案解决本地客户和市场需求。作为最早向中国引进工业机器人、实现工业机器人本地化生产的跨国企业之一,ABB机器人是始终助力中国产业、经济转型的跨国企业。ABB机器人不是简单地将工业机器人视为一种产品,而是作为提高中国生产效率、降低能源消耗的有效手段,成为中国经济可持续发展的强大助力。

Q:汽车行业正在发生着哪些变化,呈现出哪些特点?

A:目前国内汽车行业发展已开始趋于平稳,但工业机器人在该行业的应用深度、广度和成熟度还有很大的进步和提高空间。大规模生产布局基本完成,同时由于车企对生产效率和产品品质的要求在不断提高,改造升级项目大量存在。未来,中国汽车市场会继续增长,机器人的应用会进一步扩大,原因在于:中国是世界制造业基地,依靠工业机器人提高竞争力是关键因素之一;国家产业升级战略要求中国企业越来越多地利用工业机器人提高生产效率和工艺质量;劳动力等成本的上涨使得工业机器人在中国拥有广阔的市场前景。

面对不断增长的中国汽车市场,ABB机器人将继续增加对产品和解决方案的投入,帮助客户从规模制造和低成本扩张转向创新、服务与制造协调发展,ABB机器人将进一步完善工业机器人的服务体系,加大工业机器人领域的本土人才培养。

Q:ABB能够为汽车行业信息化、智能化改造提供哪些产品或者解决方案?这些产品和解决方案具有怎样的特色?核心优势是什么?

A:ABB在中国市场装机总量已经超过50,000台,全球超过30万台——数量的积累是我们质量和技术的可靠性和稳定性的坚实基础。目前,ABB旗下有30余款机器人产品和解决方案,广泛应用于汽车制造等众多行业的焊接、装配、搬运、喷涂等不同作业环节。我们积累了四十余年的技术经验,拥有强大的独一无二的本地研发团队,具备强大的行业应用经验和系统集成能力。ABB是与中国企业合作最为紧密的工业机器人制造企业之一。2010年,ABB机器人喷涂实验中心在上海ABB工程有限公司内正式落成,该实验中心是中国首个也是惟一一个机器人整车喷涂实验中心;2012年,ABB在上海成立全球首个机器人质量中心,确保向客户交付的每一款机器人产品完美无瑕。

此外,绿色环保是ABB机器人多年来关注的重点。2013年,ABB成为国内第一家提供水性胶系统解决方案的机器人供应商,为沃尔沃汽车集团在成都新建的生产基地提供了集喷涂、打胶及擦净于一体的机器人喷涂应用整体解决方案。水性胶是一种环保水性液态隔音降噪材料。水性胶打胶工艺的难点在于水性胶具有较高磨蚀性,对温度和压力较为敏感,需要耐磨的管路材料、合理的管路布局和胶温控制。沃尔沃汽车利用ABB机器人将水性胶喷涂于汽车内部的车身底盘等部位,待其凝固后可以有效降低汽车整体运行中产生的噪声和振动,为车主创造安静舒适的驾驶环境;同时还能大大减少车内挥发性有机化合物的含量,将对环境的污染和对人体健康的损害降到最低,提高车内空气质量。2013年12月13日,应用ABB机器人解决方案的沃尔沃汽车S60L新车型实现量产并正式投放中国市场。

Q:针对ABB在汽车行业的自动化、智能化实践情况,您认为从技术角度来看,未来发展具有怎样的趋势?需要克服的问题是什么?

A:工业机器人技术的核心是高精度和稳定的运动控制。未来技术发展的关键在于机器人与其他自动化系统的无缝集成和控制。

无论是驱动系统还是运动控制,创造小、轻、快、安全和更智能、更柔性的机器人将是未来主流技术发展趋势;同时,机器人也将融入“物、服务与人的互联”的概念中,从而创造更大价值。未来,整车厂将引进精益生产模式,提高柔性、提高生产效率、提升产品质量。

对此,ABB提供柔性化的汽车生产解决方案。比如我们的FlexTrack机器人工件导轨,运用三轴坐标轴定位的原理,最多可以共线生产六种不同车型。这样现代化高科技生产方式的运用,可以帮助车厂节省场地面积,节能降耗,根据实际订单灵活安排生产任务,快速响应市场需求,赢得市场份额。

摘自《自动化博览》2016年6月刊


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