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智造-汽車行業(二)| 佳順智能賦能汽車沖壓車間智能升級應用分享

發布時間:2021/11/08
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專注智能機器人領域,讓工作生活更輕松愉快


佳順智能agv


之前汽車智造分析中我們提到汽車產業是世界上規模最大的產業之一,汽車產業也是AGV的最早、最大應用場景。


汽車的整車制造分為四大工藝:沖壓、焊裝、涂裝、總裝,而在不同的工藝環節中,AGV機器人發揮著不同的作用,幫助實現物流搬運的自動化以及智能化。那么AGV在汽車生產車間里是怎么運用的呢,今天主要講下AGV在汽車沖壓工藝環節中的應用。



汽車沖壓車間  



汽車車體由多塊形態各異的鋼板構成,沖壓車間的任務就是把成卷的鋼板展開,送進沖壓機,沖成一個個車體所需的部件。



汽車沖壓車間一般工藝流程:



原材料(板料和卷料)入庫→開卷線→大件清洗涂油、小件開卷剪切→沖壓生產線→安裝模具調試首件合格→投入批量生產→合格件防銹→入庫→.....



汽車沖壓工藝流程,佳順智能解決方案


傳統沖壓車間


沖壓車間物料體積大、重量高,傳統的沖壓車間在開卷、上料、零件沖壓、行車吊運、物料裝箱、物料配送等環節,以人工為主,再配備叉車運輸,最終沖壓零件料箱運輸到庫房。隨著汽車市場的飛速發展,自動化生產生產已經廣泛應用到了汽車沖壓車間,隨著未來汽車的發展,自動化、信息化、數字化、智能化才是汽車沖壓車間未來的升級發展方向。


佳順智能汽車沖壓車間解決方案,沖壓車間進料環節



汽車沖壓車間智造需求



隨著沖壓工藝的完善、材料的變革,企業對沖壓車間智能制造的要求越來越高,工廠的智能化也越來越受到重視,也是汽車品牌取得競爭優勢的著力點之一;


在車企沖壓車間智能制造改造中,同樣存在產線導入改造周期長、成本高、運行維護復雜、停線影響大、整體物流布局柔性化及拓展性低。



01產線單一,適應性差

要求每一道工序的節拍統一,否則就會因任何一道工序的停頓耽誤而影響整條生產線的進程,如缺料、缺件、廢品或出現意外問題。

佳順智能能汽車沖壓車間解決方案,沖壓車間產線單一



02占地大,場地成本高

要求廠房很大很長很高(總裝車間線體長度一般在300米以上),土建成本高,并且需要提前設計設備地坑(深2米左右)。


佳順智能能汽車沖壓車間解決方案,沖壓車間產線成本高



03通道狹窄,交通擁堵

連續的生產線隔斷了通道,造成供應線路長,人和車輛過往不方便。


佳順智能能汽車沖壓車間解決方案,沖壓車間產線擁堵



04運輸距離長運,維護難

設備的布局與導入不可逆,后期改造困難;輸送設備長,跨區域后聯動維護不便??罩芯€需設計制作大面積空中鋼平臺以及維修平臺,維護難度大。


佳順智能能汽車沖壓車間解決方案,沖壓車間產線運輸距離長


智能制造沖壓車間


汽車沖壓智能制造應用中,目前主流觀點是分為自動化、信息化、數字化、智能化四個階段,利用信息化、數字化、智能化的技術研究提高沖壓車間整體效率、提升沖壓件的質量水平、降低沖壓件成本、縮短新產品調試周期的工藝技術應該是努力的方向,利用這些新的技術與傳統的沖壓各工序相結合,對工藝流程智能化升級:

包括沖壓線、機器人、模具、端拾器、輸送線、自動上下料裝置、自動換模裝置,實現沖壓過程、機器人運行軌跡、端拾器連接及取件、自動取料、自動裝箱、自動化換模的生產過程智能化。




AGV應用效益  



AGV的在沖壓車間的布局不僅僅是搬運物料,AGV為在產線中的布局是一套完整產線智慧物流解決方案,AGV系統可以與沖壓MES系統等進行數據交互,整套方案具備物料跟蹤、倉儲管理、與各種生產系統接口對接的能力,為企業實現信息化、數字化、智能化全面智能制造提供了有效的保障。


智能AGV 的應用對沖壓車間來說是一次全新的技術變革,也為企業下一步實現智能倉儲體系打下基礎。



佳順智能能汽車沖壓車間解決方案,沖壓車間方案優勢


圖:佳順智能在汽車行業智能化改造方案優勢


提高安全性


沖壓零件生產過程中,料箱的轉運流量不是一成不變的,比如生產側圍零件時,沖壓機線尾物流轉運量非常大,側圍料箱長度尺寸大于3500mm,但轉運空間卻十分有限,叉車轉運時,經常會出現磕碰等情況。采用AGV 后,避免了此種情況的發生,減少了器具的維護成本,同時也減少了可能導致的安全風險。


降本增效


經過汽車領域沖壓車間智慧物流項目實施效果估算,采用AGV可節省約20%的能源消耗。此外,AGV的采用,還節約了物流運營成本。


數字化賦能


智能AGV 系統可以與沖壓MES 系統等進行數據交互,為下一步實現智能化無人沖壓倉儲物流打下基礎,提升了沖壓車間數字化、智能化的能力;





沖壓車間AGV應用注意事項總結  



1.節拍與線路規劃

由于沖壓車間生產不均衡,如料箱轉運,高峰值節拍可達到40s 下線一個料箱,低谷值在300s 一個料箱,所以需要對程序及規劃路線進行設定,系統需要判斷零件的節拍,進行AGV 路線的調節,不同節拍采用不同路線、不同速度,從而優化AGV 的數量。


2.減震

AGV 走輪為剛性較強,在AGV 實際運行過程中會產生很大振動,定位銷每次在與托盤車掛靠的過程中,也會產生振動,需要采用緩沖機構,減輕定位銷的沖擊,同時,多定位銷定位,可以提高定位銷與托盤車的匹配性,減少匹配過程中的擺動,分擔作用力。所以選擇AGV 時需要考慮采用彈簧減振,減小振動幅度,從而降低故障率、提高定位精準性。


3.配重

沖壓車間地面一般為鋼纖維耐磨地面,AGV 在牽引1 噸左右的沖壓件在地面行車時,會出現打滑脫離磁條軌道的情況。需要在AGV 前后預留配重空間,進行配重調整。同時,需要選擇大功率舵輪,避免后續由于配重調整導致動力不足。


4.偏載

由于AGV 搭載的托盤為通用托盤,因此一般按照最大尺寸進行設計,為了保證料箱與擺件人員距離最小,料箱會放置在通用托盤的一側而非正中心,因此運行過程中會出現偏載的情況。需要通過合理布置腳輪、AGV 配重,程序補償,來抵消偏載造成的行駛角度不正。


5.轉彎半徑

沖壓線尾空間有限,為了保證不過多占用空間,一般要求雙向牽引式AGV 轉彎半徑小于1.5m,因此需要在布置托盤腳輪過程中一定程度的向中心布置,減少轉彎半徑。


6.舵輪及磁導航傳感器布置

舵輪作為整個AGV 的動力輪,位置十分關鍵,舵輪如果經過磁條路線區域,會對磁條造成破壞,因此要考慮磁導航傳感器偏置,避免舵輪壓過磁條路線。


7.速度選擇

AGV 小車速度不是越快越好,行駛太快會增加剎車距離,同時,慣性可能導致貨物傾倒,存在較大安全隱患。速度過大,還會導致轉彎過程中脫軌,重復加減速,能耗也會增加。根據測試,沖壓AGV 直線速度一般不大于1m/s,轉彎速度不大于0.4m/s,此速度可以保證AGV 穩定運行。


8.運營維護

前期項目規劃時需要綜合考慮AGV 生命周期的監管、維護和備件成本及服務企業服務能力;維護培訓、故障處理等需要及時處理,保證產線正常工作。




項目應用場景


應用案例:沖壓車間 


佳順智能能汽車沖壓車間解決方案,沖壓車間應用案例


方案產品:佳順智能C1潛伏牽引系列 


功能說明: 


    1、實現自動空、滿臺車交換; 


    2、物料信息與臺車通過RFID數據化綁定; 


    3、AGV系統與沖壓機通訊,實時顯示當前生前零件; 


    4、AGV具備全向運行功能。


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