電動汽車的起搏器

電動汽車對汽車行業(yè)來說是一個相對較新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，所以這里特別適合另辟蹊徑。為此自動化專家 SAR 公司開發(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 臺機(jī)器人采用全自動化方式生產(chǎn)出電動汽車的核心部件。

電動汽車控制元件的自動化生產(chǎn)

電子組件是每臺電動汽車的核心部分。這個裝置外觀相對不起眼，尺寸比鞋盒略大一些，重量約 12 千克，它作為車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)化為動力。即使電動汽車蓬勃發(fā)展：但是對汽車工業(yè)而言，該項(xiàng)技術(shù)在原型樣車的生產(chǎn)和研發(fā)經(jīng)驗(yàn)方面仍比較新。

因此，需要合適的電動汽車智能生產(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)裝定制的單個部件，還將積極參與到研發(fā)過程中。例如來自巴伐利亞州丁戈?duì)柗业淖詣踊瘜＜?SAR 就是如此。這家企業(yè)主要為汽車行業(yè)及其合作伙伴開發(fā)和生產(chǎn)制造解決方案。

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

借助 KUKA 機(jī)器人打造出汽車的核心部分

按照一級供應(yīng)商的訂單，電動汽車電子組件的生產(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)方式無法實(shí)現(xiàn)的智能解決方案”，SAR 銷售總監(jiān) Georg Dullinger 解釋道。這種情況就意味著建立自動化生產(chǎn)，不僅要組裝電動汽車的安裝零件，而且控制和監(jiān)控所有工藝步驟，涵蓋從單個零件的標(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試和檢查。

自動化：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 說道。“這些流程既沒有藍(lán)圖，也沒有進(jìn)行足夠的實(shí)踐。” 為此，早在制造商的原型樣車準(zhǔn)備量產(chǎn)之前，SAR 已經(jīng)針對自動化的所有單個步驟開發(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：在整個開發(fā)階段，最終的原型總是會發(fā)生變化。只有汽車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)行自動化生產(chǎn)和裝配。

即使是生產(chǎn)線上的汽車部件也會發(fā)生變化，對此需要迅速作出反應(yīng)。簡而言之：開發(fā)和生產(chǎn)非常敏捷。這可能也是為什么某汽車集團(tuán)的技術(shù)總監(jiān)會親自上門來了解自動化狀況的原因。“對我們這種規(guī)模的企業(yè)來說，這很不尋常”，SAR 的項(xiàng)目主管 Franz Steinbauer 笑著說道。

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

工業(yè)機(jī)器人確保電動汽車的準(zhǔn)確裝配

但長期研發(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 臺機(jī)器人投入使用，其中 11 臺來自 KUKA。它們負(fù)責(zé)所有相關(guān)的自動化任務(wù)，以便用螺栓擰緊 47 個單獨(dú)的車輛部件并進(jìn)行粘合、測試，最終將其與汽車相連接。自動化水平鮮有其比。

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 銷售總監(jiān) Georg Dullinger

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

機(jī)器人技術(shù)：在無塵室條件下擰緊電動汽車的螺栓

例如：這說明在制造過程中應(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 會將各種部件裝入外殼中。“即使是微小的電流也會損壞靈敏性部件”，F(xiàn)ranz Steinbauer 說，“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不同版本的 158 個螺栓”，項(xiàng)目主管解釋道。“該設(shè)備通過一根軟管每四秒送入一根螺栓。”這聽上去平平無奇，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使單個金屬部件之間自動產(chǎn)生磨損，所以分料器會借助壓縮空氣將螺栓與灰塵分離。實(shí)際上，這個裝配過程是在無塵室條件下進(jìn)行的。

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

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

水和電在生產(chǎn)中無法相容，難道不是嗎？

“我們在整個裝配過程中會采集每個工件所謂的數(shù)據(jù)樹形圖。這就意味著，小到螺栓，大到電動汽車的外殼蓋，我們都可以準(zhǔn)確地跟蹤它們的來源和加工方式。“如果電動汽車駕駛員發(fā)生了事故，我們很快就可以從中得出可能的結(jié)論”，銷售總監(jiān) Georg Dullinger 解釋道。

期間，不斷對車輛進(jìn)行反復(fù)的密封性檢查和功能測試，以確保加工的高質(zhì)量。最后一環(huán)特別精彩：一臺 KR CYBERTECH 機(jī)器人將完工的電動汽車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)本來應(yīng)該永遠(yuǎn)不會相遇，”SAR 項(xiàng)目主管 Franz Steinbauer 說。“但在這種情況下，我們會在大約 100 秒內(nèi)將這一切聚集在一起，水用于之后步驟的冷卻。”

什么程度的自動化？

KUKA 機(jī)器人將控制單元置于高低壓絕緣測試中。這里的交流電最終將流經(jīng)電動汽車“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。在所有測試均呈現(xiàn)良好表現(xiàn)并且水排空之后，該控制單元才會作為汽車核心起搏器，喚醒動力準(zhǔn)備就緒。

目前工人仍然會參與生產(chǎn)線上的相關(guān)工作，并且在最后會取下電動汽車的控制單元成品。但是，從長遠(yuǎn)來看，這個過程步驟也可以實(shí)現(xiàn)自動化。“借助無人駕駛運(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 說道。“該解決方案具有很大的可擴(kuò)展性并且可進(jìn)行個性化調(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 說道。“我們實(shí)施什么程度的自動化完全取決于我們的客戶。”