在合肥市包河工業(yè)園區(qū)一個(gè)偌大的廠(chǎng)房?jī)?nèi)，200多臺(tái)焊裝機(jī)器人整齊排列，不需要工人操作，每個(gè)機(jī)器人都由電腦控制，井然有序地工作。在這個(gè)焊裝機(jī)器人生產(chǎn)線(xiàn)上，每51秒就能組裝兩三千個(gè)零件，生產(chǎn)一臺(tái)車(chē)，這個(gè)速度可媲美跨國(guó)公司。
“校辦工廠(chǎng)”造生產(chǎn)線(xiàn)叫板跨國(guó)公司
去安徽巨一自動(dòng)化裝備有限公司參觀(guān)過(guò)的人都說(shuō)，這里是機(jī)器人制造廠(chǎng)。但如果你簡(jiǎn)單地把它想成如人一般模樣的服務(wù)類(lèi)機(jī)器人，難免會(huì)失望。因?yàn)榫抟粚?zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)工業(yè)機(jī)器人，其核心產(chǎn)品是汽車(chē)“白車(chē)身”機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)等成套裝備。
“白車(chē)身”是指完成焊接但未涂裝之前的車(chē)身，在“白車(chē)身”的基礎(chǔ)上加上內(nèi)外飾和底盤(pán)，就是一輛整車(chē)了。巨一公司副總工藝師王健強(qiáng)介紹，一個(gè)“白車(chē)身”有兩三千個(gè)零件，巨一研發(fā)的汽車(chē)“白車(chē)身”機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)就是以最快的速度將這些零件焊接在一起。從上輥臺(tái)開(kāi)始只有一個(gè)沖壓件，但是下生產(chǎn)線(xiàn)時(shí)，它已經(jīng)成為一個(gè)車(chē)的骨架，而這整個(gè)過(guò)程只需要51秒。 “這個(gè)速度代表著國(guó)內(nèi)自主裝備企業(yè)的最高水平，大眾、通用、奔馳、寶馬等品牌的生產(chǎn)線(xiàn)也都是這個(gè)速度。在國(guó)內(nèi)，我們是行業(yè)第一，在國(guó)際市場(chǎng)，我們遇到的對(duì)手都是跨國(guó)公司，如意大利的柯馬，德國(guó)的愛(ài)達(dá)克、庫(kù)卡。 ”
成立于2005年的安徽巨一自動(dòng)化裝備有限公司，前身是合肥工業(yè)大學(xué)的汽車(chē)裝備研究所，曾被戲稱(chēng)為“校辦工廠(chǎng)”。它是如何有能力與跨國(guó)公司叫板的？王健強(qiáng)告訴記者，首先是學(xué)會(huì)“站在巨人的肩膀上”，巨一先后與德國(guó)KUKA、ATW等公司建立合作伙伴關(guān)系，引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)；另外公司堅(jiān)持差異化經(jīng)營(yíng)，自主創(chuàng)新，不斷攻克汽車(chē)自動(dòng)化裝備領(lǐng)域的技術(shù)難題。
工程師要讓機(jī)器人“工友”不閑著
為了保證51秒的速度，每一個(gè)環(huán)節(jié)都要高速有效，為此，巨一自主研發(fā)了多項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)。其中之一是高速輥床，工件從一個(gè)工位移到下一個(gè)工位，輸送時(shí)間要求少于10秒。 “這其中還包括上升和下降的各2秒，也就是平移6米只要6秒。”
記者看到，焊裝機(jī)器人左右開(kāi)弓，像人的手臂一樣靈活自如地用左右“手”抓取不同工件，互不干擾；遇到不同工件，機(jī)器人也會(huì)識(shí)別出來(lái)自動(dòng)更換不同的焊槍工具。 “一個(gè)焊裝機(jī)器人有多個(gè)“大腦”控制著。這些大腦再組成一個(gè)中央控制單元。 ”機(jī)器人比想象的聰明靈活得多，遇到大的工件，機(jī)械手就像八爪魚(yú)一樣增加多個(gè)吸盤(pán)和抓具；針對(duì)不同車(chē)型，機(jī)械手則會(huì)使用不同的抓具。一個(gè)焊裝機(jī)器人高約2米多，重約一噸，這樣的大塊頭移動(dòng)起來(lái)其實(shí)非常敏捷，“一秒鐘機(jī)器人的機(jī)械手能移動(dòng)2米。 ”
每臺(tái)機(jī)器人與相鄰的“工友”之間僅有2米的距離，這么近兩臺(tái)機(jī)器人不會(huì)“打架”嗎？王健強(qiáng)告訴記者，雖然離得近，每臺(tái)機(jī)器人的活動(dòng)范圍為直徑2.5米的球面，有交差空間，但每臺(tái)機(jī)器人都有自己的程序，不會(huì)影響到對(duì)方。每臺(tái)機(jī)器人并不是簡(jiǎn)單地只做一項(xiàng)工作，給每臺(tái)安排多少活，如何合理地使用機(jī)器人成了難題。“整個(gè)流水線(xiàn)上有200臺(tái)焊裝機(jī)器人，要讓每臺(tái)機(jī)器人都滿(mǎn)負(fù)荷工作，不能閑著，工件又能順暢地在流水線(xiàn)上銜接”，王健強(qiáng)告訴記者，二三十人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)花了四五年時(shí)間才“想通”這其中的核心問(wèn)題。
整個(gè)機(jī)器人生產(chǎn)線(xiàn)都是電腦控制
在車(chē)間內(nèi)，有一個(gè)像配電房般的大鐵箱子，打開(kāi)一看，密密麻麻連接著各類(lèi)電線(xiàn)。“這里就是中央控制單元，每臺(tái)機(jī)器人的工作指令都通過(guò)這里發(fā)出。 ”
51秒鐘一臺(tái)車(chē)，生產(chǎn)起來(lái)是很快速，但如果任何一個(gè)程序出現(xiàn)問(wèn)題，那么損失也是巨大的。 “一個(gè)小時(shí)60臺(tái)車(chē)，整個(gè)流水線(xiàn)錯(cuò)誤運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)小時(shí)少說(shuō)也損失五六百萬(wàn)。在設(shè)計(jì)中絕對(duì)不能出現(xiàn)任何失誤。 ”
為了做到萬(wàn)無(wú)一失，所有設(shè)計(jì)好的機(jī)器人都要在電腦里按照1:1的比例進(jìn)行系統(tǒng)仿真。 “在計(jì)算機(jī)里機(jī)器人如何運(yùn)轉(zhuǎn)，以后的現(xiàn)場(chǎng)就是怎樣。現(xiàn)場(chǎng)就是將計(jì)算機(jī)里的動(dòng)畫(huà)搬到了現(xiàn)實(shí)中。 ”
“我們做的就是交鑰匙的工作，就像賣(mài)房子，都裝修好了，家具也齊全，拎包即住。 ”王健強(qiáng)介紹，從接到訂單，到設(shè)計(jì)、制造、裝備、測(cè)試、調(diào)試、安裝，然后生產(chǎn)線(xiàn)從低速度爬升到客戶(hù)要的生產(chǎn)速度，直到交付驗(yàn)收。 “我們會(huì)把這一系列工作都做好，客戶(hù)將生產(chǎn)線(xiàn)搬到自己的車(chē)間就能生產(chǎn)。 ”整個(gè)流程需要8至10個(gè)月，“我們會(huì)教客戶(hù)的技術(shù)工人操作，但實(shí)際上，整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)是電腦控制，不需要一名工人。 ”
國(guó)內(nèi)重卡車(chē)橋裝配線(xiàn)占有率85%
一條生產(chǎn)線(xiàn)價(jià)值幾千萬(wàn)，如果只能生產(chǎn)一種車(chē)型豈不是可惜？王健強(qiáng)介紹，為了提高產(chǎn)品的適應(yīng)性，巨一研發(fā)的焊裝機(jī)器人生產(chǎn)線(xiàn)像人一樣，是“高度柔性智能體”，能適應(yīng)4個(gè)平臺(tái)、6個(gè)車(chē)型。 “也就是說(shuō)這種機(jī)器人會(huì)識(shí)別4種不同底盤(pán)、6種不同車(chē)型工件，當(dāng)生產(chǎn)不同車(chē)型時(shí)，它會(huì)自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，選擇工具。 ”
機(jī)器人工作的最大優(yōu)點(diǎn)是快速高效準(zhǔn)確，但前提是設(shè)計(jì)、調(diào)試步步精確。比如，每個(gè)車(chē)型需要的一套夾具是個(gè)性化的，夾具相當(dāng)于工件的模板，它的誤差只有0.01毫米，調(diào)試時(shí)每臺(tái)夾具都要用極其精密的三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x校對(duì)。機(jī)器人焊接焊點(diǎn)也比工人操作更具一致性，不會(huì)因?yàn)樾那榈挠绊?，將焊點(diǎn)焊大或者偏小，位置產(chǎn)生偏移，誤差僅為0.1毫米。在測(cè)試階段，焊接結(jié)束還要將焊點(diǎn)切開(kāi)進(jìn)行破壞性實(shí)驗(yàn)。
目前，巨一已經(jīng)為一汽、東風(fēng)、北汽福田、奇瑞、江淮、長(zhǎng)城、比亞迪、意大利卡拉羅、美國(guó)美馳等企業(yè)提供了裝備服務(wù)，其中國(guó)內(nèi)重卡車(chē)橋裝配線(xiàn)市場(chǎng)占有率85%。也許，你哪天坐上一輛車(chē)，就是由巨一提供的生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)的。
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