机器人在汽车内饰主要生产工位中的应用
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机器人在汽车内饰主要生产工位中的应用

机器人在汽车内饰主要生产工位中的应用
作者:Rito
发布时间:2015-06-17
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关键词:机器人
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1.机器人在注塑工位中的应用

在汽车内饰件的注塑作业中,工业机器人主要用来替代人工进行注塑取件工作,不仅有效改善了生产环境、降低了人工成本。还极大提高了生产效率、保证了产品质量的一致性。

在塑料的注塑领域中,运用多的是小吨位的注塑机。占到整个注塑比例70%左右。仪表板是汽车内饰件中的大件。注塑仪表板只需要用1760T的注塑机就可以了。其他的汽车内饰件如门板、手套箱、三角框等所用注塑机的吨位就更小了。1000T、650T、450T、250T或者125T的注塑机都是内饰件生产常用吨位的注塑机。因此,用于汽车内饰件注塑取件的机器人以小型机器人为主。

2.机器人在喷涂工位中的应用

在PU表皮生产中,工业机器人用来进行脱模剂、模内漆和聚氨酯的喷涂作业。这种喷涂作业是以机器人生产线的方式进行组织的,如图7所示。值得注意的是,机器人Pu表皮生产线中的喷涂机器人不是喷涂专用机器人,而是FanucM一16iB/10L这种普通机器人,其价格不及喷涂专用机器人的一半。至于喷涂中的防爆问题,采用给机器人外加防护包装、增设抽排风和温湿度控制空调来解决。实践表明,这样配置的机器人喷涂生产线,效果良好,且比较经济。仅机器人一项就节省了上百万的资金,每一台机器人节省了50%左右的设备投资,大大缩短了设备投资的回收期。

3.机器人在表皮弱化工位中的应用

表皮弱化就是对仪表板表皮内表面进行半透性切割,使得切割后的表皮仍保留一定的残余厚度,以便气囊爆破展开。目前,利用机器人对表皮进行弱化的工艺主要有机器人激光弱化和冷刀弱化。

激光弱化往往是对IP骨架、发泡层和表皮三者在同一个步骤中进行加工,一步到位,即通常所说的复合弱化过程。与复合弱化过程相反的是顺序弱化过程。顺序弱化过程是从针对特定材料的各个独立步骤开始,先弱化表皮,然后发泡,弱化骨架/泡沫体。

冷刀弱化就是顺序弱化过程中的表皮弱化,通常的做法是利用线性或六轴机器人操作弱化刀来弱化表皮。对于不同的材料,应使用不同的弱化刀。切割PVC表皮和TPO热成形表皮的切割头在弱化刀的设计和刀片的相对移动方面是完全不同的。经济的弱化刀是被安装在简单的刀架上的拖式柳叶铣刀刀片。超声波弱化刀则利用压电石英来驱动刀片,并产生轴向振动,以切割表皮的背面。

与使用激光设备的复合弱化过程相比,顺序弱化过程可以节省大约1/3的投资。此外,激光弱化对材料非常敏感,所以目前使用较少。常用的是冷刀弱化。BMW和现代基本上全是冷刀弱化。

表皮残余厚度的精度是保证安全气囊能否在膨胀后0.08秒内打开的关键。所以,表皮弱化的主要问题就是精确控制表皮残留厚度的问题。为了保证表皮能够按预期的设想被打开,机器就必须保证表皮剩余壁厚的误差范围大约为±50um左右,同时还要保证足够的加工余量。但一般情况下,如果不借助其他方法,六轴机器人根本无法满足随纹精度的高要求。为了做到这一点,可在机器内安装能实现“在线随纹”效果的软件。在机器人的选择上,尽量选择精度高的机器人,以保证弱化精度的实现。

4.机器人在火焰处理和发泡工位中的应用

目前,火焰处理有人工火焰处理和机器人火焰处理两种方式。在火焰处理过程中,火焰的温度、火焰与塑料表面之间的距离(火焰处理头在塑料表面上20cm处为宜)和处理时间是影响处理效果的重要因素。而这些影响因素,用机器人进行火焰处理完全可以非常精确地达到要求,而用人工火焰处理就没这么精确了。用机器人进行火焰处理的优点是快速、高效、不易过烧和欠烧、效果好。人工火焰处理适用于生产批量不大和处理要求不高的工件。机器人火焰处理有两种模式:纯粹做火焰处理的专用机器人火焰处理单元和与发泡共用一台机器人的双工位多功能机器人单元。后者主要适用于需要火焰处理并且发泡采用开模浇注方式的生产情况。与前者相比。后者可以实现用一套模具、一台机器人和一次装夹工件完成火焰处理和发泡两种工艺过程,既节省了设备投资和用工人数。又提高了产量。

在发泡工位,注料过程时间短,混合头比较重,混合头移动要迅速,用人工满足不了要求。所以采用机器人注料。机器人在开模浇注发泡中用得多,并且可以和火焰处理共用一个机器人工作站。

5.机器人在切割工位中的应用

利用机器人进行内饰件切割的作业方式主要有:电动铣削生产、气动铣削生产、水切割和激光切割。

有的内饰件切削作业量大,如仪表板,或者切割速度慢,如水切割。但是生产节拍要求高。为了大幅度提升产品生产节拍和质量,有的内饰厂家开始采用双机器人系统怕。进行仪表板的切割生产。双机器人系统用一个机器人控制系统即一个大脑来控制两个机器人本体。这种系统为客户大幅度提升产品生产节拍和质量提供了极大的空间。

6.机器人在焊接工位中的应用

用于汽车内饰件的焊接方式主要有超声波焊接、振动摩擦焊和热板焊。由于汽车内饰焊接工作量大,生产节拍要求高,所以机器人用得不多。但是,随着小批量多品种汽车内饰件生产情况的出现,有的厂家开始采用机器人进行汽车内饰件的超声波焊接作业。这种机器人作业单元的优点是:可以实现多工位作业以及焊接和铣削两种不同的作业;缺点是:不适合用于批量大的塑料内饰件的超声波焊接生产,但对于批量大的塑料内饰件的铣削生产还是可以胜任的。

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