25台KUKA机器人零缺陷组装
2015-12-8 作者: 来源:汽车电子应用
坐落于中国惠山区的一座新工厂以125000台的年产量为重载型柴油发动机的制造设立了全球性标准。来自奥格斯堡的机器人被广泛应用于这座工厂的各项任务中,其中最重要的应用为:KUKA KR1000巨人机器人搬运700千克的发动机缸体。

KUKA机器人的使用为中国重载型柴油发动机的制造设立基准

坐落于中国惠山区的一座新工厂以125000台的年产量为重载型柴油发动机的制造设立了全球性标准。来自奥格斯堡的机器人被广泛应用于这座工厂的各项任务中,其中最重要的应用为:KUKA KR1000巨人机器人搬运700千克的发动机缸体。

在欧洲还很少有人知道中国一汽集团是中国最大的汽车制造商之一。2012年2月,一汽集团的全资子公司一汽解放汽车有限公司无锡柴油机厂开始在惠山运营一个生产重载型柴油发动机的工厂。这项开创性的投资又一次凸显一汽解放品牌在生产现代重型卡车方面的经验。与此同时,中国内燃机工业已然为全球竞争做好了充分准备。

从一开始,一汽的目标就是想通过在中型到重型商用车的生产过程中设置一个标杆来获得威望。其生产以最先进的制造工艺、最前沿的生产设备和最严格的质量保障措施为特征。所有生产线均具有出众的灵活性、高效性、自动化适用性和持续的信息流。组装线上的机器人和设备均按照“高可靠性、高灵活性、高效能和高盈利能力”原则严格选择。锡柴惠山工厂是世界上重载型柴油发动机的领先生产厂之一。

机器人辅助搬运发动机缸体

重达700千克的6DM柴油发动机缸体在组装过程中需要旋转(例如,气缸组、曲轴和油底壳的组装),这就给组装线带来了严峻挑战。传统方法——采用旋转和举升装置并配以足够的人力——由于受空间限制,加上缺乏效率,因而不能实施。“为了保障产能和质量,必须用机器人来完成此项工作。执行搬运气缸体的工作任务中,一台机器人就可以取代至少4台旋转举升装置和所有的人员。”组装线的总承包商天永机械电子(上海)有限公司的工程总策划师You Xuejun说。

面对一个重量在500千克和700千克之间的工件和一个200千克的夹具组合时,只有负荷1000千克的重载型机器人可以列入这项工作的考虑范围。奥格斯堡机器人制造商KUKA公司的KR 1000 titan机器人是此项工作的理想型号。这台高科技机器是目前市场上最强壮的六轴机器人。KR 1000型机器人的最大工作半径为3202 mm,重复定位精度±0.1 mm,有效负荷范围达到了1000千克,是工业机器人中的世界冠军。其工作空间达到78m³,这也同样理想地满足了此项应用要求。该型机器人的性能与一辆中级尺寸的轿车相当。

机器人被应用于各种不同的任务

如今总共有5台KUKA机器人在这个柴油发动机组装线上执行任务。KR 1000 titan型机器人旁边有两台KR 16s型机器人正在进行极具挑战性的密封任务,而一台KR 210和一台KR 500负责重物搬运和组装操作。这些机器人毫无疑问是组装线上的亮点:它们灵活、高效且可靠地完成任务。以飞轮的安装为例:六轴KR 210机器人有效负荷能力210千克,可达距离2700mm,能以同步交换的方式快速、准确地将飞轮安装到位而不损伤任何表面。KR 500的任务还包括精确地安装重载型柴油发动机庞大的曲轴。

锡柴惠山工厂里真正吸引眼球的是KR 1000,凭借其尺寸和独有的性能从专用岛站上搬运发动机缸体。安装前重达500千克的缸体一到达岛站,titan机器人就在传感器的引导下将其拾起并放到一个工件输送机上。随后缸体经过几个工序,包括连杆、缸、油底壳等部件的安装。在这项组装工作中,机器人必须在一个指定点将缸体准确旋转90度。完成后的缸体重达700千克,被送回岛站后KR 1000将其拾起并旋转180度放到工件输送机上。缸体随后继续它在组装线上的旅程。

高效的大容量组装

尽管要求较短的节拍和较高的动态性能,机器人仍能够精确、仔细地工作。“尤其是在飞轮和曲轴的安装过程中,所要求的精度极高。机器人必须安装重部件,有时还要用极大的力,同时不能让这些重要部件受到任何损伤。KUKA机器凭借精湛的性能能够成功地完成这些挑战性任务。使用这些机器人使我们的生产线获得零缺陷这样的高质量水平。”You Xuejun说。

带有KUKA岛站(在一个双X设计中)的智能系统配置令整条组装线的路径更短,从而减少了输送机的数量,提高了组装线的效率,降低了投资成本。锡柴惠山厂这一创新的组装线是中国重载型发动机生产中自动化程度最高的组装线。而且,随着一段时间的优化,另一个极致目标也已达到:现在组装线年产量已经达到 125000台,远远超过原计划的100000台。对一汽解放来说,这意味着在世界重载型柴油发动机制造商中,该生产线已经具有最高的产能和最短的节拍。

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