锻造自动化 | 一个汽车厂到底有多少台机器人?

作者:捷米机器人 / 来源:捷米机器人 / 发布时间:2020-05-15

 

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不止一次被问到:“你是做什么工作的?”
“做机器人的!”
“哦!这么高端,你们机器人都在做什么?”
我大致跟20多个出租车司机解释:“你这台汽车所有的车身焊接都是机器人做的,你这台汽车出厂前就是一堆白铁皮。如果你看过焊装线刚下来的白车身,你一定会感觉这玩意100%不是很安全。现在的汽车厂人已经不是很多,基本都是机器人完成各类工作。”

 

 

 

 

 

汽车白车身加工演示工作站
 
今天我们来扒一扒,一个汽车厂到底有多少工业机器人。
 
当前世界最壮观的全机器人生产线,就是汽车焊装生产线了。

 

 

 

汽车焊装线
 
曾经人满为患的汽车厂经历了多年的发展之后,到底还剩下多少人?一个汽车产线到底拥有多少台工业机器人?
年度工业增加值11.5万亿的中国汽车产业
 
汽车的产业链是当前工业领域最长的产业链之一,2019年中国汽车工业增加值达到11.5万亿人民币。同期统计的房地产行业增加值也仅有15万亿,与我们息息相关的家电市场工业增加值是1.5万亿。
 
这种比较你是否能否更为清晰的明白,汽车产业链的庞大!甚至有工业从业者将汽车比作国民工业的基石,其实并不为过!
 
在汽车产业链中,我们常将汽车零部件,与汽车厂分开来介绍。汽车厂也就是我们常说的主机厂。
 
汽车零部件包括汽车电子,汽车内饰件,汽车座椅,汽车车身覆盖件,汽车电池,汽车轮毂,汽车轮胎,以及减速箱,传动齿轮,发动机等等,多达上千个部件。这些都是汽车零部件厂商在生产。
那么汽车的主机厂到底在生产什么?所谓的汽车主机厂,也就是汽车主体结构的生产,以及总装,最后测试并顺利下线,送到消费者手中。
主机厂的汽车车间主要分为四大车间:

 

 

 

汽车厂四大生产线

 

 

 
这里需要针对汽车厂做一个较为合理的界定,我们就按照年产10万台的产能作为一个单独的汽车厂的标准,同时我们限定只生产一款车型。那么我们分别来看主机厂的四大产线上面的机器人数量。
 
一、冲压线:30台机器人
 
主机厂的冲压线是第一个车间,也就是你到汽车厂之后,你会看到第一个厂房非常的高。那是因为第一个车间安装的是冲压机,冲压机本身比较大,且比较高。一般情况下汽车产能在5万台/年的产线,会选着较为便宜,速度略慢的液压机产线,液压机的速度一般只能做到每分钟5次,高端一些的汽车产商或者年产量要求在10万台左右的汽车产线,会使用伺服压力机,伺服压机的速度能够做到11-15次/分钟。
 
一条冲压线是5台压力机,常规的第一台是用于拉伸工艺的液压机或者是伺服压力机,后面四台是机械压力机或者伺服压力机(一般有钱的主才会使用全伺服压力机)。
 
冲压线的机器人主要是送料的功能,工艺动作相对简单,但难点在于速度要求较快,稳定性要求极高。要保证冲压联线的稳定运行,同时人工干预的程度较低。如果做不到稳定的运行,那么就必须要做到有维护人员实时待命。这是一个停机就会按小时来罚款的产线。曾经有设备商说过停机一小时600块罚款。这就是稳定的代价。
 
一条冲压线从开头到结尾,有6台机器人,根据车身侧围结构件的大小和重量,基本都会采用165kg,2500-3000mm左右臂展的七轴机器人。
 
常规状态下,一个产能10万台/年的主机厂,如果采用高端的伺服压力机,根据结构件的不同需要5-6条冲压线。
 
在不计算车身冲压件仓储立库的使用机器人的状态下,一个冲压车间机器人数量是30台。
 
从整个冲压线来说,确实不需要人,本身冲压就是一个噪声较大,并且危险系数比较高的工作。因此汽车侧围覆盖件冲压实现全自动化已经有20年以上的历史。
 
冲压线机器人
 
二、焊装线:80台机器人
 
冲压完成的汽车侧围覆盖件,从冲压车间出来之后就直接进入白车身焊接组装生产线。有一些车企在冲压件出来后会有一个仓储立库,这里我们不做细致的讨论。我们直接说冲压件出来就进入焊装线的情况。
 
焊装线是整个汽车产线中工艺最复杂,自动化程度最高的一条产线。这条线不是没有人,而是人可以立足的地方。
 
整个焊装线工艺结构非常紧密,包含点焊、CO2焊、螺柱焊、凸焊、压合、涂胶、调整、滚边,共计8种工艺。

 

 

 

汽车焊装线工艺分解
 
整个汽车的白车身焊接,压合,滚边,以及点胶都是由机器人完成。
 
有大量的人问:“我们的汽车发动机,变速箱等等都是国外产的,怎么能叫自主品牌呢?”其实这里就可以回答这个问题的一部分内容。从实际的情况来说,即使给你所有的零部件,如果不掌握工业化的加工工艺,你仍然做不到汽车的商业性生产。或许有牛人确实可以自己组装汽车,但是那不是商业化产品。全球手工汽车只存在于劳斯莱斯这种奢华产线中。想做到10万以下的汽车产品,就必须要掌握这种自动化的生产工艺。
 

 

 

汽车焊装车间
 
三、涂装线:32台机器人
 
涂装生产线包括电泳,喷涂两个车间。喷漆要经历中涂、色漆喷涂、清漆喷涂三大环节。油漆本身对人体的伤害就非常大,因此整个涂装产线是全无人的生产线。从单个产线的自动化程度来说,基本实现了100%自动化。人工的工作主要在调漆环节,和产线监控及设备保障服务。

 

 

 

汽车涂装线:喷涂机器人
 
四、总装线:6+N台六关节机器人,20台AGV机器人
 
总装线是当前汽车厂人工最多的领域,由于装配的零部件较多,且工序多达13个环节,其中有多个环节需要检测,因此当前的自动化程度在四大生产工艺中属于最低的一个。
 
汽车总装工序:一次内饰装配——底盘装配——二次内饰装配——CP7调整和检查——四轮定位检测——灯光检测——侧滑试验——转毂测试——淋雨——路试——尾气分析测试——CP8——整车商品化交车。
6台六轴机器人主要应用于车门安装中的搬运等使用。“N”这个数字是由于协作机器人进入总装线,造成了数量的不确定性。有不少汽车厂商,尤其是外资品牌,例如奥迪,奔驰等外资品牌的总装线开始使用协作机器人同人工配合进行内饰件,汽车电子的安装工艺。
 
协作机器人由于安全性较高,但是价格较贵,因此不少企业从经济成本的角度,还是主要采用人工总装。因此,我们此处暂且不计算协作机器人的数量。
 
总装线必然要使用的AGV转运平台,在装配中非常的重要,有部分企业也会在冲压环节使用到AGV机器人,但数量并没有总装线多。这里我们也只计算总装线的AGV机器人数量。

 

 

 

汽车总装线AGV机器人
 
归纳总结:一个年产10万台车的汽车厂,需要冲压车间使用30台六轴机器人,焊装车间使用80台六轴机器人用于弧焊,点焊,滚边,涂胶等工艺。涂装线使用32台机器人应用于喷涂。总装线使用28台机器人(包括AGV),累计数量达到170台机器人。
通过数字化及信息化的手段,控制170台机器人进行环环相扣的有序化工作,这是一个科技含量非常高的技术活!这个技术活也是汽车的核心科技之一。

 

 

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