作為從事機器人行業(yè)的小伙伴來說
不止一次被問到:“你是做什么工作的?”
“做機器人的!”
“哦!這么高端,你們機器人都在做什么?”
我大致跟20多個出租車司機解釋:“你這臺汽車所有的車身焊接都是機器人做的,你這臺汽車出廠前就是一堆白鐵皮。如果你看過焊裝線剛下來的白車身,你一定會感覺這玩意100%不是很安全?,F(xiàn)在的汽車廠人已經不是很多,基本都是機器人完成各類工作?!?br />
汽車白車身加工演示工作站
今天我們來扒一扒,一個汽車廠到底有多少工業(yè)機器人。
當前世界最壯觀的全機器人生產線,就是汽車焊裝生產線了。
汽車焊裝線
曾經人滿為患的汽車廠經歷了多年的發(fā)展之后,到底還剩下多少人?一個汽車產線到底擁有多少臺工業(yè)機器人?
年度工業(yè)增加值11.5萬億的中國汽車產業(yè)
汽車的產業(yè)鏈是當前工業(yè)領域最長的產業(yè)鏈之一,2019年中國汽車工業(yè)增加值達到11.5萬億人民幣。同期統(tǒng)計的房地產行業(yè)增加值也僅有15萬億,與我們息息相關的家電市場工業(yè)增加值是1.5萬億。
這種比較你是否能否更為清晰的明白,汽車產業(yè)鏈的龐大!甚至有工業(yè)從業(yè)者將汽車比作國民工業(yè)的基石,其實并不為過!
在汽車產業(yè)鏈中,我們常將汽車零部件,與汽車廠分開來介紹。汽車廠也就是我們常說的主機廠。
汽車零部件包括汽車電子,汽車內飾件,汽車座椅,汽車車身覆蓋件,汽車電池,汽車輪轂,汽車輪胎,以及減速箱,傳動齒輪,發(fā)動機等等,多達上千個部件。這些都是汽車零部件廠商在生產。
那么汽車的主機廠到底在生產什么?所謂的汽車主機廠,也就是汽車主體結構的生產,以及總裝,最后測試并順利下線,送到消費者手中。
主機廠的汽車車間主要分為四大車間:
汽車廠四大生產線
那么一個汽車廠到底有多少機器人?這里需要針對汽車廠做一個較為合理的界定,我們就按照年產10萬臺的產能作為一個單獨的汽車廠的標準,同時我們限定只生產一款車型。那么我們分別來看主機廠的四大產線上面的機器人數(shù)量。
一、沖壓線:30臺機器人主機廠的沖壓線是第一個車間,也就是你到汽車廠之后,你會看到第一個廠房非常的高。那是因為第一個車間安裝的是沖壓機,沖壓機本身比較大,且比較高。一般情況下汽車產能在5萬臺/年的產線,會選著較為便宜,速度略慢的液壓機產線,液壓機的速度一般只能做到每分鐘5次,高端一些的汽車產商或者年產量要求在10萬臺左右的汽車產線,會使用伺服壓力機,伺服壓機的速度能夠做到11-15次/分鐘。
一條沖壓線是5臺壓力機,常規(guī)的第一臺是用于拉伸工藝的液壓機或者是伺服壓力機,后面四臺是機械壓力機或者伺服壓力機(一般有錢的主才會使用全伺服壓力機)。
沖壓線的機器人主要是送料的功能,工藝動作相對簡單,但難點在于速度要求較快,穩(wěn)定性要求極高。要保證沖壓聯(lián)線的穩(wěn)定運行,同時人工干預的程度較低。如果做不到穩(wěn)定的運行,那么就必須要做到有維護人員實時待命。這是一個停機就會按小時來罰款的產線。曾經有設備商說過停機一小時600塊罰款。這就是穩(wěn)定的代價。
一條沖壓線從開頭到結尾,有6臺機器人,根據(jù)車身側圍結構件的大小和重量,基本都會采用165kg,2500-3000mm左右臂展的七軸機器人。
常規(guī)狀態(tài)下,一個產能10萬臺/年的主機廠,如果采用高端的伺服壓力機,根據(jù)結構件的不同需要5-6條沖壓線。
在不計算車身沖壓件倉儲立庫的使用機器人的狀態(tài)下,一個沖壓車間機器人數(shù)量是30臺。
從整個沖壓線來說,確實不需要人,本身沖壓就是一個噪聲較大,并且危險系數(shù)比較高的工作。因此汽車側圍覆蓋件沖壓實現(xiàn)全自動化已經有20年以上的歷史。
沖壓線機器人
二、焊裝線:80臺機器人沖壓完成的汽車側圍覆蓋件,從沖壓車間出來之后就直接進入白車身焊接組裝生產線。有一些車企在沖壓件出來后會有一個倉儲立庫,這里我們不做細致的討論。我們直接說沖壓件出來就進入焊裝線的情況。
焊裝線是整個汽車產線中工藝最復雜,自動化程度最高的一條產線。這條線不是沒有人,而是人可以立足的地方。
整個焊裝線工藝結構非常緊密,包含點焊、CO2焊、螺柱焊、凸焊、壓合、涂膠、調整、滾邊,共計8種工藝。
汽車焊裝線工藝分解
整個汽車的白車身焊接,壓合,滾邊,以及點膠都是由機器人完成。有大量的人問:“我們的汽車發(fā)動機,變速箱等等都是國外產的,怎么能叫自主品牌呢?”其實這里就可以回答這個問題的一部分內容。從實際的情況來說,即使給你所有的零部件,如果不掌握工業(yè)化的加工工藝,你仍然做不到汽車的商業(yè)性生產。或許有牛人確實可以自己組裝汽車,但是那不是商業(yè)化產品。全球手工汽車只存在于勞斯萊斯這種奢華產線中。想做到10萬以下的汽車產品,就必須要掌握這種自動化的生產工藝。
汽車焊裝車間
三、涂裝線:32臺機器人涂裝生產線包括電泳,噴涂兩個車間。噴漆要經歷中涂、色漆噴涂、清漆噴涂三大環(huán)節(jié)。油漆本身對人體的傷害就非常大,因此整個涂裝產線是全無人的生產線。從單個產線的自動化程度來說,基本實現(xiàn)了100%自動化。人工的工作主要在調漆環(huán)節(jié),和產線監(jiān)控及設備保障服務。
汽車涂裝線:噴涂機器人四、總裝線:6+N臺六關節(jié)機器人,20臺AGV機器人
總裝線是當前汽車廠人工最多的領域,由于裝配的零部件較多,且工序多達13個環(huán)節(jié),其中有多個環(huán)節(jié)需要檢測,因此當前的自動化程度在四大生產工藝中屬于最低的一個。
汽車總裝工序:一次內飾裝配——底盤裝配——二次內飾裝配——CP7調整和檢查——四輪定位檢測——燈光檢測——側滑試驗——轉轂測試——淋雨——路試——尾氣分析測試——CP8——整車商品化交車。
6臺六軸機器人主要應用于車門安裝中的搬運等使用?!癗”這個數(shù)字是由于協(xié)作機器人進入總裝線,造成了數(shù)量的不確定性。有不少汽車廠商,尤其是外資品牌,例如奧迪,奔馳等外資品牌的總裝線開始使用協(xié)作機器人同人工配合進行內飾件,汽車電子的安裝工藝。
協(xié)作機器人由于安全性較高,但是價格較貴,因此不少企業(yè)從經濟成本的角度,還是主要采用人工總裝。因此,我們此處暫且不計算協(xié)作機器人的數(shù)量。
總裝線必然要使用的AGV轉運平臺,在裝配中非常的重要,有部分企業(yè)也會在沖壓環(huán)節(jié)使用到AGV機器人,但數(shù)量并沒有總裝線多。這里我們也只計算總裝線的AGV機器人數(shù)量。
汽車總裝線AGV機器人歸納總結:一個年產10萬臺車的汽車廠,需要沖壓車間使用30臺六軸機器人,焊裝車間使用80臺六軸機器人用于弧焊,點焊,滾邊,涂膠等工藝。涂裝線使用32臺機器人應用于噴涂??傃b線使用28臺機器人(包括AGV),累計數(shù)量達到170臺機器人。通過數(shù)字化及信息化的手段,控制170臺機器人進行環(huán)環(huán)相扣的有序化工作,這是一個科技含量非常高的技術活!這個技術活也是汽車的核心科技之一。