互聯(lián)網(wǎng)+汽車零部件工藝裝備協(xié)同制造平臺

王國山 薛鵬 齊曉圓 張景水 王冠華

摘 要：隨著人民生活水平的不斷提高和汽車保有量日益增長，為了實(shí)現(xiàn)汽車行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，就要進(jìn)一步提高汽車自動(dòng)化生產(chǎn)水平。本文主要對汽車零部件工藝裝備生產(chǎn)進(jìn)行探討，將互聯(lián)網(wǎng)與汽車零部件工藝裝備相結(jié)合，打造完善的協(xié)同制造平臺。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng);汽車零部件;工藝裝備協(xié)同制造平臺

隨著我國經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的快速發(fā)展，以及人們生活水平的提高，汽車產(chǎn)品需求量日益增長，汽車的自動(dòng)化生產(chǎn)也隨之成為汽車生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。針對汽車保險(xiǎn)杠橫梁產(chǎn)品而言，目前也急需一種自動(dòng)化生產(chǎn)裝備保證其產(chǎn)能充足，避免因生產(chǎn)效率低而成為汽車制造過程中的短板，為此我公司決定立項(xiàng)研究互聯(lián)網(wǎng)+汽車零部件工藝裝備協(xié)同制造平臺項(xiàng)目。

本項(xiàng)目圍繞“互聯(lián)網(wǎng)+”協(xié)同制造這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)領(lǐng)域，建設(shè)面向汽車零部件工藝裝備的協(xié)同制造平臺。通過本項(xiàng)目建設(shè)一方面實(shí)現(xiàn)汽車工藝裝備生產(chǎn)過程中的流程化、規(guī)范化和信息化，在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)可顯著提高生產(chǎn)效率，降低人力成本;另一方面能夠推動(dòng)生產(chǎn)制造與經(jīng)營管理向智能化、精細(xì)化、網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)變，并對市場銷售環(huán)節(jié)起到有效的支撐作用，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)問題零部件的可追溯性，促進(jìn)我國汽車零部件工藝裝備乃至整車產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

一、項(xiàng)目概述

該公司基于自身的開發(fā)優(yōu)勢為德國Waldaschaff Automotive GmbH公司設(shè)計(jì)、加工、制造的互聯(lián)網(wǎng)+汽車零部件工藝裝備協(xié)同制造平臺項(xiàng)目。該項(xiàng)目應(yīng)用SIMOTION運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)控制XYZ三個(gè)方向高精度、可靠、精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)各種角度的鉆孔和銑削，大大優(yōu)化加工工藝及工裝結(jié)構(gòu)，其技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平”。

預(yù)期目標(biāo)：機(jī)器人拆垛自動(dòng)校正技術(shù)與傳統(tǒng)方法相比，抓取角度誤差保證在±0.1°內(nèi)。

項(xiàng)目建成后將打開我公司在北美及歐洲的汽車工藝裝備市場，利潤率可達(dá)28%，擬帶動(dòng)出口額3500萬元，稅收700萬元人民幣，成為高新信息技術(shù)研發(fā)和先進(jìn)成型工藝及技術(shù)開發(fā)的產(chǎn)業(yè)化成功范例，將促進(jìn)汽車智能裝置技術(shù)、汽車零部件工藝裝備拉彎技術(shù)的進(jìn)步，帶動(dòng)區(qū)域特色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

為更好的實(shí)現(xiàn)汽車工藝裝備生產(chǎn)過程中的流程化、規(guī)范化和信息化，計(jì)劃設(shè)計(jì)開發(fā)以產(chǎn)品為中心的開發(fā)研制平臺，初步分為以下幾類：

車身密封件開發(fā)研制平臺，車身不銹鋼外飾件開發(fā)研制平臺，車身鋁合金外飾件開發(fā)研制平臺，車身結(jié)構(gòu)件開發(fā)研制平臺和自動(dòng)化集成開發(fā)研制平臺。

根據(jù)產(chǎn)品和客戶的不同可進(jìn)行統(tǒng)一的開發(fā)研制流程，非標(biāo)設(shè)備的模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了非標(biāo)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化。

二、采用的工藝技術(shù)路線與技術(shù)特點(diǎn)

（一）工藝技術(shù)路線

1、工藝流程圖

2、工藝流程簡述

3、工藝流程說明

上料：采用機(jī)器人碼垛，機(jī)器人抓取工件時(shí)相機(jī)進(jìn)行定位，根據(jù)工件的情況自動(dòng)調(diào)整角度和位置以實(shí)現(xiàn)順利抓取。

拉彎：拉彎工序中力傳感器監(jiān)控拉彎過程中的實(shí)時(shí)受力情況。

鋸切銑削沖切：鋸切銑削工序采用西門子SIMOTION系統(tǒng)控制XYZ三個(gè)方向高速、可靠、精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)各種角度的鉆孔和銑削。

激光打碼：二維碼中包含所有的產(chǎn)品信息，方便追溯，打碼產(chǎn)生的廢氣由設(shè)備自帶煙霧凈化設(shè)備處理后以無組織排放。

DM掃描：對工件進(jìn)行三維數(shù)據(jù)檢測，確保各個(gè)尺寸特征是否合格。

自動(dòng)碼垛：采用機(jī)器人碼垛，相機(jī)檢測料箱，防止碰撞，保證工件在卸料過程中午損壞。

（二）產(chǎn)品主要技術(shù)性能指標(biāo)

該生產(chǎn)線的cycletime 為24s。

該生產(chǎn)線的加工精度可以高達(dá)0～+0.08mm。

（三）技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

實(shí)現(xiàn)保險(xiǎn)杠橫梁由直型材到成品的自動(dòng)化生產(chǎn)。

拆垛過程中采用機(jī)器人抓取動(dòng)作自動(dòng)校正技術(shù)，機(jī)器人識別產(chǎn)品擺放情況并自動(dòng)調(diào)整抓取夾具，精確完成取料動(dòng)作。

將拉彎成形與壓彎成形技術(shù)復(fù)合運(yùn)用，單序?qū)崿F(xiàn)多維彎曲。

一種柔性打磨輪直徑實(shí)時(shí)監(jiān)測及自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)整磨削進(jìn)給量，無需外界人為操作。

三、與現(xiàn)有技術(shù)比較所具有的優(yōu)勢

實(shí)現(xiàn)汽車保險(xiǎn)杠橫梁的自動(dòng)化生產(chǎn)，由上料到取料全部由機(jī)器人完成，大大降低人的勞動(dòng)強(qiáng)度。機(jī)器人拆垛自動(dòng)校正技術(shù)與傳統(tǒng)方法相比，抓取角度誤差保證在±0.1°內(nèi)。拉彎和壓彎復(fù)合成形技術(shù)將解決一次成形多個(gè)彎曲特征的技術(shù)難題，消除多工序成形導(dǎo)致的產(chǎn)品累積誤差，提高產(chǎn)品合格率。實(shí)現(xiàn)磨輪直徑的自動(dòng)監(jiān)測和自動(dòng)補(bǔ)償，誤差保證在±0.1mm內(nèi)。

該項(xiàng)目主體電氣控制系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試正在進(jìn)行中，已確定界面形式，系統(tǒng)運(yùn)行良好。但物理樣機(jī)反饋出的部分結(jié)果與預(yù)期值有出入，為此我們依據(jù)調(diào)試組提出的問題點(diǎn)在原方案基礎(chǔ)上進(jìn)行了完善和改進(jìn)，目前各個(gè)工序達(dá)到了預(yù)期效果。