互聯網+汽車零部件工藝裝備協同制造平臺

王國山 薛鵬 齊曉圓 張景水 王冠華

摘 要：隨著人民生活水平的不斷提高和汽車保有量日益增長，為了實現汽車行業可持續發展，就要進一步提高汽車自動化生產水平。本文主要對汽車零部件工藝裝備生產進行探討，將互聯網與汽車零部件工藝裝備相結合，打造完善的協同制造平臺。

關鍵詞：互聯網;汽車零部件;工藝裝備協同制造平臺

隨著我國經濟和工業的快速發展，以及人們生活水平的提高，汽車產品需求量日益增長，汽車的自動化生產也隨之成為汽車生產領域的發展趨勢。針對汽車保險杠橫梁產品而言，目前也急需一種自動化生產裝備保證其產能充足，避免因生產效率低而成為汽車制造過程中的短板，為此我公司決定立項研究互聯網+汽車零部件工藝裝備協同制造平臺項目。

本項目圍繞“互聯網+”協同制造這一關鍵環節，在物聯網、大數據領域，建設面向汽車零部件工藝裝備的協同制造平臺。通過本項目建設一方面實現汽車工藝裝備生產過程中的流程化、規范化和信息化，在提高產品質量的同時可顯著提高生產效率，降低人力成本;另一方面能夠推動生產制造與經營管理向智能化、精細化、網絡化轉變，并對市場銷售環節起到有效的支撐作用，實現增強問題零部件的可追溯性，促進我國汽車零部件工藝裝備乃至整車產業的健康發展。

一、項目概述

該公司基于自身的開發優勢為德國Waldaschaff Automotive GmbH公司設計、加工、制造的互聯網+汽車零部件工藝裝備協同制造平臺項目。該項目應用SIMOTION運動控制系統控制XYZ三個方向高精度、可靠、精準的運動，來實現各種角度的鉆孔和銑削，大大優化加工工藝及工裝結構，其技術達到國際領先水平”。

預期目標：機器人拆垛自動校正技術與傳統方法相比，抓取角度誤差保證在±0.1°內。

項目建成后將打開我公司在北美及歐洲的汽車工藝裝備市場，利潤率可達28%，擬帶動出口額3500萬元，稅收700萬元人民幣，成為高新信息技術研發和先進成型工藝及技術開發的產業化成功范例，將促進汽車智能裝置技術、汽車零部件工藝裝備拉彎技術的進步，帶動區域特色經濟的發展。

為更好的實現汽車工藝裝備生產過程中的流程化、規范化和信息化，計劃設計開發以產品為中心的開發研制平臺，初步分為以下幾類：

車身密封件開發研制平臺，車身不銹鋼外飾件開發研制平臺，車身鋁合金外飾件開發研制平臺，車身結構件開發研制平臺和自動化集成開發研制平臺。

根據產品和客戶的不同可進行統一的開發研制流程，非標設備的模塊化設計，實現了非標設備的標準化。

二、采用的工藝技術路線與技術特點

（一）工藝技術路線

1、工藝流程圖

2、工藝流程簡述

3、工藝流程說明

上料：采用機器人碼垛，機器人抓取工件時相機進行定位，根據工件的情況自動調整角度和位置以實現順利抓取。

拉彎：拉彎工序中力傳感器監控拉彎過程中的實時受力情況。

鋸切銑削沖切：鋸切銑削工序采用西門子SIMOTION系統控制XYZ三個方向高速、可靠、精準的運動，來實現各種角度的鉆孔和銑削。

激光打碼：二維碼中包含所有的產品信息，方便追溯，打碼產生的廢氣由設備自帶煙霧凈化設備處理后以無組織排放。

DM掃描：對工件進行三維數據檢測，確保各個尺寸特征是否合格。

自動碼垛：采用機器人碼垛，相機檢測料箱，防止碰撞，保證工件在卸料過程中午損壞。

（二）產品主要技術性能指標

該生產線的cycletime 為24s。

該生產線的加工精度可以高達0～+0.08mm。

（三）技術創新點

實現保險杠橫梁由直型材到成品的自動化生產。

拆垛過程中采用機器人抓取動作自動校正技術，機器人識別產品擺放情況并自動調整抓取夾具，精確完成取料動作。

將拉彎成形與壓彎成形技術復合運用，單序實現多維彎曲。

一種柔性打磨輪直徑實時監測及自動補償系統，自動調整磨削進給量，無需外界人為操作。

三、與現有技術比較所具有的優勢

實現汽車保險杠橫梁的自動化生產，由上料到取料全部由機器人完成，大大降低人的勞動強度。機器人拆垛自動校正技術與傳統方法相比，抓取角度誤差保證在±0.1°內。拉彎和壓彎復合成形技術將解決一次成形多個彎曲特征的技術難題，消除多工序成形導致的產品累積誤差，提高產品合格率。實現磨輪直徑的自動監測和自動補償，誤差保證在±0.1mm內。

該項目主體電氣控制系統開發調試正在進行中，已確定界面形式，系統運行良好。但物理樣機反饋出的部分結果與預期值有出入，為此我們依據調試組提出的問題點在原方案基礎上進行了完善和改進，目前各個工序達到了預期效果。