智数汽车大数据麦克恒通汽车轻量化在线
查看: 2047|回复: 0
收起左侧

[分享] 高效、快速的自动化升级改造

[复制链接]
发表于 2015-9-5 21:17:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
<

亲,赶快注册吧,有更多精彩内容分享!

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?立即注册

x
       

高效、快速的自动化升级改造

高效、快速的自动化升级改造

        图1  一汽大众焊装车间中的焊接机器人

        为了应对汽车行业日益严峻的竞争态势,使生产线具备灵活性和可扩展性,一汽大众不断吸纳与融合各种最新技术,并将其引入到汽车生产线中,在最短的时间内完成了改造和生产爬坡。在此过程中,宜科公司提供了大量帮助。
        多年来,一汽-大众汽车有限公司(以下简称为“一汽大众”)一直持续对焊装、总装等车间进行自动化升级改造,始终保持企业处于集成自动化技术的最前沿,这些车间的自动化程度、复杂难度均为国内顶级水平,多项技术在国内首次应用。作为与一汽大众共同打拼多年的合作伙伴,宜科(天津)电子有限公司(以下简称为“宜科公司”)提供了大量帮助。
        在设计和实施每一次技术革新时,一汽大众的第一要务便是确保系统切换顺畅,生产效率不断提升。作为技术革新的持续推动者,一汽大众轿车一厂总装车间、焊装车间的技术骨干们一直致力于改善生产过程的灵活性、快速性和可靠性,他们在不断探索新的方案,每次改进都力求将生产的自动化水平提升到一个新的台阶。其结果是,一汽大众拥有着代表国内外最先进的生产设备,生产的自动化程度、复杂程度均为国内最顶级水平,多项技术均在国内首次应用。
       

高效、快速的自动化升级改造

高效、快速的自动化升级改造

        图2  宜科公司产品应用于一汽大众工厂各处

        先进机器人和控制系统
        继承了德国的先进汽车制造工艺和技术,通过多年来的合作,一汽大众逐步引进和采用了当今国际先进的生产设备和生产线。一汽大众使用了大量的机器人,以轿车一厂奥迪A4L焊装车间为例,在激光钎焊、等离子钎焊和康采恩框架等方面,机器人被应用于每一个地方(见图1),从而在焊接的高强度、高精度和美观性方面树立起业界标杆水准。
        据了解,目前其焊装车间的主焊线引进国际先进的激光钎焊技术,利用激光将焊丝融化进行车身顶盖与侧围间的缝隙填充焊接。应用于奥迪A4L顶盖的激光钎焊通过Nd:YAG固体激光发生器产生高频率激光,并积聚了大量的能量,热度集中,光斑上的功率密度可达到3kW。激光焊接速度快、焊接变形小,可实现薄板的快速焊接,例如顶盖和侧围的板厚仅0.7mm,用时仅25s,大大提高了劳动生产率。同时激光焊接具有较高的质量保证,提高尺寸精度。采用激光焊可使车身强度提高近30%,车身安全系数大大提高。
        奥迪A4L还在国内首次使用了等离子钎焊技术,这种先进的焊接技术通过产生强有力的等离子束,充分熔化材料,零件变形小,可以有效保证车身表面的平度质量。这样的直接效果是进一步提升了车辆表面的平整程度,同时车身强度得到加强。奥迪品牌作为高档车国产先行者,在外观做工方面有口皆碑,归根结底正是来源于这些领先技术的应用。值得一提的是,通过采用新技术,侧围线焊装工位用工数由原先的160多人大幅度减少至10多个人,劳动效率大大提高。
       

高效、快速的自动化升级改造

高效、快速的自动化升级改造

        图3  焊装车间的实时监控系统截屏

        康采恩框架技术是当前一汽大众最新广泛应用的技术。该技术在机器人自动操作系统的操控下,自动化程度相当高,是目前国内最先进的生产线;同时,在主焊线使用的康采恩框架技术使同一平台下的多种车型混合生产变为可能,在短时间内可切换至少两种以上的车型,是国内首条应用于中高级轿车混线生产的生产线。系统结构复杂,采用了多种先进技术:机器人、中频焊、变频器IPOS定位技术、Interbus总线网络及网络切换等。康采恩框架技术的使用使生产节拍进一步加快,产能得以进一步提高,同时又保证了车身焊接尺寸的精度,实现尺寸精度可达到±0.1mm。
        毋庸置疑,机器人是工厂级体系结构的一个关键部分,然而控制系统才是掌控这一切的中枢神经。一汽大众的主要目标是快速高效地生产汽车,这需要精准的控制。可以说,工厂级的体系结构是建立在控制系统之上的,PLC是工厂用于完成主要指令和车间工作的大脑。一汽大众实现了高度的自动化,用于完成从金属车体焊接到总装的所有工作,以及这些过程中需要的物料运输和夹持工作。
        同时,自动化技术还被应用于一些与质量控制相关的作业。当整车组装完毕之后,必须经过100%整车检测线才能够正式下线。奥迪品牌检测线包括多达10道检测程序,其中的转毂测试能在有限的空间里测试车辆实际行驶的参数效果,对交付使用后可能出现的问题做到早发现和及时解决。其他测试还包括定位仪检测、0.033MPa/min的淋雨测试、在三色灯下的车身检测、12道电气检测、零部件与整车的密码匹配(防盗系统检测)以及尾气排放检测和路试等,此外还会通过专门的底盘举升装置对底盘进行全方位的人工检测。只有经过这些重重关卡,才能确保交付到用户手中的新车的安全与可靠。
       

高效、快速的自动化升级改造

高效、快速的自动化升级改造

        图4  一汽大众针对总装悬链的部分安装标准

        高性能传感器和实时监控
        安全协议的核心是传送和接受安全信息的方式,而不是传输信息的媒介。将安全功能整合到现场总线上完全可行,这点经过了充分的验证。
        一汽大众在控制系统与安全系统的结合上,选择了使用一条总线承载两者的方式。集成安全系统,其实和其他的控制系统一样,包含传感器、逻辑单元和制动单元,同时还集成了I/O端子,并且通过网络和软件连接在一起。传感器虽小,但在整个系统中起到不可或缺的作用,随着传感器功能的改进,冗余和故障安全系统的设计进一步降低了安全系统的风险。一汽大众生产线中重要的传感器和总线I/O模块均指定使用宜科公司的高精尖、高附加值的产品(见图2)。
        什么样的传感器才是对特定应用合适的传感器?这取决于对精度、可重复性、速度、预算、连接性、环境和位置的要求。随着焊装、涂装和总装等生产线技术水平的提升,人们更需要能够满足新工艺和不断提高的自动化程度下的新型高精度位置检测传感器,例如在整个焊接过程中要经历3000~5000个点焊步骤,这就要求使用大量多样化、高可靠性的电感式接近开关作为现场设备的检测元件。宜科的传感器不仅具有较高防护等级,还可满足现场各个区域检测多样化的需求,具有很大的安装自由度,确保在各种安装条件下应用。一汽大众认为,在苛刻的工厂自动化环境中,传感器最重要的因素是产品的可靠性和耐用性,甚至于超过速度和精度。在焊装车间中安装的接近开关,不仅能够为橇体检测提供超大的检测距离,保证在橇体在行进中震动和偏斜时也能确保检测的可靠性。
        除了必备的高性能传感器之外,汽车行业在寻找电子化制造工厂解决方案时,面临越来越多的挑战,比如当装配工艺令生产节拍进一步提高之后,如何保证生产高质量的稳定运行,尽量减少停机台时便成为难点之一。
        根据一汽大众轿车一厂的战略规划要求,两条总装生产线要同时进行混流生产,奥迪混流生产线实现生产节拍2min/辆,而新宝来/捷达生产线实现节拍75s/辆,并且两条装配线均是按照三班生产,300工作日/年计算。这样的总装车间采用了国际上处于领先地位的模块化装配方式以及多种车型混流生产的形式来提高劳动生产率,从而促进整车装配质量的提高,这同时也为系统的维护维修任务提出了更大的挑战。
        同时,在竞争激烈的汽车制造业,保持安全工作环境的同时,降低成本、提高生产率非常关键。担当维护维修重任的是宜科公司为一汽大众打造的实时监控系统(见图3),它由数据采集系统、Audi整车车身工艺装配线、车门分装线、仪表板分装线、动力总成分装线、捷达/新宝来整车车身工艺装配线、各种单机工艺设备和各种介质加注设备等组成。经过一段时间的运行,维修工程师可以直接从中央控制室迅速对总装线及分装线和现场工艺设备进行故障诊断,查找出故障点,调动维修人员,根据初步统计,平均处理一个故障节约8min时间,设备开动率至少提高1%,间接费用降低了20%,停工时间降低了15%,缩短新产品推向市场的时间,降低了成本。
       

高效、快速的自动化升级改造

高效、快速的自动化升级改造

        图5  焊接车间中的宜科机柜

        再短的停产都会带来巨大的经济损失,通过实时监控系统,只要发现报警,技术人员立即可以查询到问题所在,快速解决故障,重新开始工作。
        模块化和标准化
        总装是汽车制造的最后一道工序,主要工作是将汽车各部位的零件组装在一起,新车经过100%整车检测线之后,就可以正式下线了。在此过程中,总装车间将数字化管理理念渗透到了总装生产的各个环节:柔性化的数字化生产、有序高效的物流和更为可靠的数字化质保,真正将汽车生产带入一个更高效、更精准和更环保的境界。
        近几年来,一汽大众不断追求高标准工艺,建立科学质量控制体系,整合硬件带来的效率提升,保证生产的集成自动化水平始终位于技术的最前沿。模块化是近年来汽车生产的一个话题,将整车清晰地分为几大模块,更利于提升制造效率,容易做到多车型混线柔性生产。一汽大众的动力系统和前后桥总成安装工序,已实现全自动化,体现出大众车系超高的模块化程度,然而实现模块化的必要前提首先是标准化。
        总装车间布置比较紧凑,需要尽量提升利用率。总装车间完成的一件核心任务就是技术标准化,然后才开始聚焦于标准化技术之后的过程,以及技术如何应用到工厂车间。总装车间从整个网络的角度入手,做到规范化、标准化,通过现场安装的标准照片和实例(见图4)告知工程团队,以后都按照这种标准化的安装来进行生产线的改造,比如我们对总装悬链部分的安装标准,包括照明灯具的高度、位置、与产线的关系、网络布线的连接和安全开关的连接等,都已经做到了标准化,保证整洁、有序。正是这些看似细小的地方反映了安装的质量和水平,并会对维修人员今后的工作带来极大的便利。
        总装车间的两条生产线采用DeviceNet技术,并和上层FIS系统进行了集成。网络模块、I/O和传感器,都选用了宜科公司的产品。今年2月,因为牵扯到奥迪C7车型的引入,一汽大众停产4周进行改造,在宜科公司工程师及安装队伍的大力协助下,确保了生产线的改造按时、保质和保量完成。停产后经过3天的生产爬坡,不仅满足了生产要求,3月份奥迪的产量还超产了1000台。同时,宜科公司还准时、保质地完成了现场的实际安装调试指导、后续的生产陪伴、售后服务维修和技术支持等工作,出色地完成了这次一汽大众历史上停产时间最长的改造任务。
        在焊装车间,宜科公司也给予了同样的支持。焊接车间中的宜科机柜如图5所示。在执行奥迪A4L/ Q5(X88)产能提高项目时,宜科公司提前介入配合车间实施设备安装调试,解决焊钳和夹具的通过性问题,为奥迪A4L和Q5的产量爬坡打下了坚实的基础。除此之外,在奥迪C7机械化项目中的电控系统、奥迪C7总装配线改造电控工程等项目中,宜科公司都提供了卓越而优质的服务支持和全套的高集成自动化系统,成为一汽大众最可信赖的合作伙伴之一。
        结语
        多年来,宜科公司专注于工业自动化控制产品的研发、制造和销售及工厂工业自动化系统的升级改造,在提供多系列产品线的同时,还拥有强大的系统集成能力。一汽大众之所以选择宜科公司来构建其生产线自动化的核心,主要因为宜科公司能够提供全方面电气和控制系统工程服务,不仅是编程技能、搭建技能和布线技能,而是完整的工程能力。在最近一次协助一汽大众改造时,宜科公司投入了220名工人和12名施工管理人员,用了10套PLC通过DeviceNet连接上千节点,共有850台机械化输送滚床,每台设备进行了重新安装,包含旧设备的接线、开关和机械模块的更新,全部工作在20天内完成,体现了其优秀的工程和服务能力。一汽大众还在不断地将各种最新技术引入到汽车生产线中,其吸纳与融合的速度超乎想象,宜科公司作为系统集成的坚实后盾,必定不断为一汽大众的价值链持续增值。
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则