電動(dòng)汽車(chē)的起搏器

電動(dòng)汽車(chē)對(duì)汽車(chē)行業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)相對(duì)較新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，所以這里特別適合另辟蹊徑。為此自動(dòng)化專(zhuān)家 SAR 公司開(kāi)發(fā)了一條完整的電子組件生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線借助 KUKA 公司的 11 臺(tái)機(jī)器人采用全自動(dòng)化方式生產(chǎn)出電動(dòng)汽車(chē)的核心部件。

電動(dòng)汽車(chē)控制元件的自動(dòng)化生產(chǎn)

電子組件是每臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)的核心部分。這個(gè)裝置外觀相對(duì)不起眼，尺寸比鞋盒略大一些，重量約 12 千克，它作為車(chē)輛中的中央控制元件，將電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電。然后發(fā)動(dòng)機(jī)才可利用這種零排放能源進(jìn)行工作并且將其轉(zhuǎn)化為動(dòng)力。即使電動(dòng)汽車(chē)蓬勃發(fā)展：但是對(duì)汽車(chē)工業(yè)而言，該項(xiàng)技術(shù)在原型樣車(chē)的生產(chǎn)和研發(fā)經(jīng)驗(yàn)方面仍比較新。

因此，需要合適的電動(dòng)汽車(chē)智能生產(chǎn)方案并將其整合到生產(chǎn)流程中。供應(yīng)商在此發(fā)揮至關(guān)重要的作用，在這種情況下，他們不僅要像現(xiàn)在多數(shù)情況那樣提供預(yù)裝定制的單個(gè)部件，還將積極參與到研發(fā)過(guò)程中。例如來(lái)自巴伐利亞州丁戈?duì)柗业淖詣?dòng)化專(zhuān)家 SAR 就是如此。這家企業(yè)主要為汽車(chē)行業(yè)及其合作伙伴開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)制造解決方案。

精確裝配：一臺(tái) KR CYBERTECH 將電子內(nèi)部工作元件裝入電動(dòng)汽車(chē)的控制單元中。

借助 KUKA 機(jī)器人打造出汽車(chē)的核心部分

按照一級(jí)供應(yīng)商的訂單，電動(dòng)汽車(chē)電子組件的生產(chǎn)線也是如此。這就像心臟手術(shù)一樣絕非易事。“我們的目標(biāo)是運(yùn)用機(jī)器人這項(xiàng)工具尋求傳統(tǒng)方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)的智能解決方案”，SAR 銷(xiāo)售總監(jiān) Georg Dullinger 解釋道。這種情況就意味著建立自動(dòng)化生產(chǎn)，不僅要組裝電動(dòng)汽車(chē)的安裝零件，而且控制和監(jiān)控所有工藝步驟，涵蓋從單個(gè)零件的標(biāo)簽到擰緊和粘合任務(wù)，再到中間步驟以及最終成品的測(cè)試和檢查。

接近完工：在自動(dòng)裝配好蓋板后，電動(dòng)汽車(chē)的控制單元就完工了。

自動(dòng)化：以高度靈活性為基本條件

“將機(jī)器人單元相連接是不夠的”，Dullinger 說(shuō)道。“這些流程既沒(méi)有藍(lán)圖，也沒(méi)有進(jìn)行足夠的實(shí)踐。” 為此，早在制造商的原型樣車(chē)準(zhǔn)備量產(chǎn)之前，SAR 已經(jīng)針對(duì)自動(dòng)化的所有單個(gè)步驟開(kāi)發(fā)出解決方案，還有整體方案的智能化連接。“挑戰(zhàn)在于獲得高度靈活性：在整個(gè)開(kāi)發(fā)階段，最終的原型總是會(huì)發(fā)生變化。只有汽車(chē)的安裝尺寸是固定不變的。而內(nèi)部世界卻不斷重塑。”

在 SAR 丁戈?duì)柗覐S試運(yùn)行期間，采用各種機(jī)器人單元進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)和裝配。

即使是生產(chǎn)線上的汽車(chē)部件也會(huì)發(fā)生變化，對(duì)此需要迅速作出反應(yīng)。簡(jiǎn)而言之：開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)非常敏捷。這可能也是為什么某汽車(chē)集團(tuán)的技術(shù)總監(jiān)會(huì)親自上門(mén)來(lái)了解自動(dòng)化狀況的原因。“對(duì)我們這種規(guī)模的企業(yè)來(lái)說(shuō)，這很不尋常”，SAR 的項(xiàng)目主管 Franz Steinbauer 笑著說(shuō)道。

汽車(chē)裝配自動(dòng)化：一臺(tái) KR QUANTEC 機(jī)器人正在檢查裝配好的電動(dòng)汽車(chē)控制單元的功能和密封性。

工業(yè)機(jī)器人確保電動(dòng)汽車(chē)的準(zhǔn)確裝配

但長(zhǎng)期研發(fā)工作的成果最后不僅僅是給總監(jiān)留下深刻印象：當(dāng)前生產(chǎn)線配置中，28 臺(tái)機(jī)器人投入使用，其中 11 臺(tái)來(lái)自 KUKA。它們負(fù)責(zé)所有相關(guān)的自動(dòng)化任務(wù)，以便用螺栓擰緊 47 個(gè)單獨(dú)的車(chē)輛部件并進(jìn)行粘合、測(cè)試，最終將其與汽車(chē)相連接。自動(dòng)化水平鮮有其比。

得益于 KUKA 機(jī)器人，我們可執(zhí)行任何程度的擴(kuò)展，直到完成最終的生產(chǎn)。

SAR 銷(xiāo)售總監(jiān) Georg Dullinger

裝配的各個(gè)步驟一開(kāi)始聽(tīng)起來(lái)并不惹人注意：工業(yè)機(jī)器人將各種電子部件裝入電動(dòng)汽車(chē)控制單元的外殼中。它們進(jìn)行清潔和檢查、分類(lèi)或再加工。基本方案大體是這樣。但是，核心部件不僅高度敏感，而且對(duì)電動(dòng)汽車(chē)原型成品至關(guān)重要，各個(gè)裝配步驟需要相應(yīng)仔細(xì)準(zhǔn)確地執(zhí)行。

機(jī)器人技術(shù)：在無(wú)塵室條件下擰緊電動(dòng)汽車(chē)的螺栓

例如：這說(shuō)明在制造過(guò)程中應(yīng)先清潔粘合部位。為此，KUKA 的 KR AGILUS 機(jī)器人使用等離子噴槍跟蹤這些部位并使用 30,000 度的熱電離氣體去除污垢顆粒和其他污染物。然后機(jī)器人將涂抹密封膠。 KR CYBERTECH 會(huì)將各種部件裝入外殼中。“即使是微小的電流也會(huì)損壞靈敏性部件”，F(xiàn)ranz Steinbauer 說(shuō)，“這就是電磁兼容性在此至關(guān)重要的原因。”

然后機(jī)器人將組件螺接在一起。“我們總共使用了八個(gè)不同版本的 158 個(gè)螺栓”，項(xiàng)目主管解釋道。“該設(shè)備通過(guò)一根軟管每四秒送入一根螺栓。”這聽(tīng)上去平平無(wú)奇，但在實(shí)踐中卻復(fù)雜許多：因?yàn)檫@些螺栓作為散裝物料進(jìn)行交付并且該包裝方式會(huì)使單個(gè)金屬部件之間自動(dòng)產(chǎn)生磨損，所以分料器會(huì)借助壓縮空氣將螺栓與灰塵分離。實(shí)際上，這個(gè)裝配過(guò)程是在無(wú)塵室條件下進(jìn)行的。

用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化裝配：一臺(tái) KUKA 機(jī)器人將密封膠涂抹在半殼體上。

先裝配，后檢查：一臺(tái) KUKA KR QUANTEC 機(jī)器人在檢查電動(dòng)汽車(chē)的控制單元。

水和電在生產(chǎn)中無(wú)法相容，難道不是嗎？

“我們?cè)谡麄€(gè)裝配過(guò)程中會(huì)采集每個(gè)工件所謂的數(shù)據(jù)樹(shù)形圖。這就意味著，小到螺栓，大到電動(dòng)汽車(chē)的外殼蓋，我們都可以準(zhǔn)確地跟蹤它們的來(lái)源和加工方式。“如果電動(dòng)汽車(chē)駕駛員發(fā)生了事故，我們很快就可以從中得出可能的結(jié)論”，銷(xiāo)售總監(jiān) Georg Dullinger 解釋道。

期間，不斷對(duì)車(chē)輛進(jìn)行反復(fù)的密封性檢查和功能測(cè)試，以確保加工的高質(zhì)量。最后一環(huán)特別精彩：一臺(tái) KR CYBERTECH 機(jī)器人將完工的電動(dòng)汽車(chē)控制單元從傳送帶上取出并且為其注滿水。“水、電和數(shù)據(jù)處理技術(shù)本來(lái)應(yīng)該永遠(yuǎn)不會(huì)相遇，”SAR 項(xiàng)目主管 Franz Steinbauer 說(shuō)。“但在這種情況下，我們會(huì)在大約 100 秒內(nèi)將這一切聚集在一起，水用于之后步驟的冷卻。”

什么程度的自動(dòng)化？

KUKA 機(jī)器人將控制單元置于高低壓絕緣測(cè)試中。這里的交流電最終將流經(jīng)電動(dòng)汽車(chē)“芯線”。然后電子核心部分將加載他們的操作系統(tǒng)，也可以比喻成注入生命力。在所有測(cè)試均呈現(xiàn)良好表現(xiàn)并且水排空之后，該控制單元才會(huì)作為汽車(chē)核心起搏器，喚醒動(dòng)力準(zhǔn)備就緒。

短小精悍！借助 KUKA 機(jī)器人制造電動(dòng)汽車(chē)的控制單元。

目前工人仍然會(huì)參與生產(chǎn)線上的相關(guān)工作，并且在最后會(huì)取下電動(dòng)汽車(chē)的控制單元成品。但是，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這個(gè)過(guò)程步驟也可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。“借助無(wú)人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng)，我們現(xiàn)在已經(jīng)可以從一家指定的超市取走各種電子部件并將它們帶到站點(diǎn)”，Georg Dullinger 說(shuō)道。“該解決方案具有很大的可擴(kuò)展性并且可進(jìn)行個(gè)性化調(diào)整。”

例如，可以建立不同階段的生產(chǎn)線，其中一部分的零件甚至可以讓供應(yīng)商使用。“得益于 KUKA 機(jī)器人，我們可進(jìn)行任何程度的擴(kuò)展，直到完成最終的生產(chǎn)”，Dullinger 說(shuō)道。“我們實(shí)施什么程度的自動(dòng)化完全取決于我們的客戶(hù)。”