【东风汽车报讯】一个个零部件被不间断地送入机器,机械臂挥舞,焊接、涂胶、喷漆……每个机械臂各司其职、井然有序地配合人工操作完成指定工序。
走进东风鸿泰旗下武汉燎原模塑有限公司,越来越多的协作机器人与人在生产线上协同作战,伴随汽车零部件工艺愈加复杂和制造持续更迭升级,这种合作也越发紧密。
依靠创新驱动,加快形成新质生产力,协作机器人的应用成为企业降本增效一大重要工具,助推企业向自动化、智能化方向发展。
项目组在讨论新产品设计中的间隙面差问题
人机协作实现高效生产
在武汉二工厂的粘胶机器人工位上,取胶、压胶、剥离……一台配备8个触手的六轴机械臂在程序控制下,精准而灵活地移动着,触手间默契协作,麻利地抓取胶块,准确无误地依次粘贴在指定粘合点上。机械臂左右两侧依次作业,无缝衔接。
“要保证零件的粘合度,胶块间距至少相隔10厘米,粘贴量较大。以往人工粘贴一个胶块至少需要5秒,使用这套设备粘贴一个胶块在2秒以内,效率提升了60%。”武汉燎原模塑有限公司技术中心副主任王浩介绍。
该设备搭载的汽车外饰件生产制造柔性化3M胶块自动粘贴系统,由武汉燎原公司自主研发。系统投入使用后,实现机器人全自动上胶块并压平,粘胶位置无偏差、平整无空隙,单件生产节拍节约1分钟,岗位用工从至少两人缩减为一人。该系统在国内首次实现了厚度3毫米以上胶块的自动粘贴,目前已成功获批专利,并荣获2023年度东风制造最佳实践三等奖。
“传统的卡接、铆钉的连接方式导致的外观缺陷,客户能直观感知,随着行业的发展和新能源车对外观的要求逐渐提高,零件粘连是保证产品外观效果、减少产品缺陷和满足个性化需求的最好方式,应用会越来越广泛。”工业化主管田正凯说。
武汉燎原公司武汉工厂生产线
粘胶工序自动化的成功实现,既有效提升了生产效率,又彻底消除了因单调重复劳作可能引发的产品功能性的潜在质量风险。
技术与设计贯通,创新与发展随行。作为一家以生产彩色保险杠等大、中、小型汽车外饰件注塑、涂装为主要产品的专业化公司,武汉燎原公司始终致力于自动化、智能化水平的不断提升,将先进技术与行业发展趋势、客户需求紧密结合——
AGV自动化物流仓储让厂内物流智能化周转及产品仓储点位及数量信息可视化;多品种产品三工位共线生产涂胶平台,实现了小批量多产品共线机器人自动化涂胶;单品种高量产品转盘式涂胶平台的应用,使生产效率提升了3倍;双头柔性化焊接机器人,不仅实现了2台机器人同时焊接工作,还通过胎模快换,实现了不同产品灵活切换。
攻坚克难突破关键技术
从研发到实际应用,并不是一帆风顺。
汽车外饰件生产制造柔性化3M胶块自动粘贴系统的成功研发经历了重重考验。项目实施初期,项目组成员在设计方向确定后,很快遭遇了首个挑战——“撕胶”。这个简单的手部抓取动作,对机械臂来说却相当复杂,而这个动作恰恰是设计的起点,也是实现自动粘胶工序的关键所在。
王浩回忆道,当时项目组成员在工作之余经常开会讨论,每当有新的想法闪现,都会立刻尝试。期间,研发一度陷入僵局。但是,组员们一次无意的发现,给研发带来了转机。他们注意到,物流发送打包时所使用了透明胶带切割器,只需一扯一拽,胶带便轻松断开。
多品种产品三工位共线生产涂胶平台
这个看似平常的设计给项目组带来了灵感,受此启发,项目组设计出一个辅助剥离的装置来帮助机器人完成“撕”的动作,既不会影响粘贴,保证了胶块的完整性,也避免了因吸力导致的零件变形。“我们也尝试了多种方法来确定最佳的运动方式,确保只剥离需要的面,这个过程就花了两三个月。”王浩说。
关键点的成功突破,为项目组注入了继续下去的动力。然而,研发过程中仍出现了吸附胶块后无法剥离、胶带断了、粘贴未完全等一系列问题。“其中涉及多种作用力和相应的力度控制,包括压实的力度、对抗胶块粘性的力度等。确实蛮难实现的。对我们来说,完成这项工作既枯燥又考验毅力。”王浩感叹道。
一遍又一遍地试验,一项关键点、一个细节地去解决,去努力寻找最佳的均衡值,成为项目组的日常。项目组成员田正凯说:“就像预分离,让机器人触手以最小的力和最方便的方式完成‘撕’的动作,力度、运转的角度都是经过无数次的试验得出的。”
工艺总监牟必山作为编写程序的主要负责人,为了让机械臂精准而流畅地完成动作,他一站就是一整天,仔细分解每一个动作进行编程。其中,力度是否达到设计数值,动作如何走,角度如何转,他经过了一周反复调整才最终完成。
2022年,试验成功后的系统正式投入日常生产。项目组不仅精心设计了粘胶机器人专用3M胶块的规格,还通过自动识别技术和换胎膜,以不同产品对应不同的编程序号,完成长度在1.6米以内各种零件的粘胶工作。田正凯说,“我们在零件设计时,就充分考虑到粘胶的最佳位置,一旦程序选定,机械臂自动完成粘胶工作。”
2024年,王浩所在的项目组正积极申报用于保险杠生产的一体化焊接技术专利,田正凯也将目光放到穿刺焊接的工艺自动化上,他们都坚信,以智能制造改善产品的品质和生产效率,进而优化客户体验,增强客户满意度,实现客户需求与产品设计、生产计划的实时匹配,提供差异化的产品和服务,是企业在激烈的市场竞争中获得生存和发展优势的关键。
不断加强科技赋能,武汉燎原公司积极推进“制造”向“智造”的转型升级,荣获国家级和省级专精特新“小巨人”企业、瞪羚企业等殊荣,被湖北省、武汉市列为重点支持发展的汽车零部件企业。
(记者 赵璠 通讯员 王芬 饶晓明 责任编辑 龚开哲)