活動鏈接：2013年控制網(wǎng)技術(shù)專題---中國工業(yè)迎來機(jī)器人時代

 
                                       
                           ABB機(jī)器人部汽車工業(yè)-沖壓自動化系統(tǒng)項目經(jīng)理楊寶劍  
    這是中國首條全自動化重卡沖壓生產(chǎn)線。他誕生在國內(nèi)重型汽車領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，年產(chǎn)量超12萬臺，居世界首位的中國重汽集團(tuán)濟(jì)南卡車股份有限公司。這條生產(chǎn)線主要用于生產(chǎn)目前國內(nèi)技術(shù)最先進(jìn)、品質(zhì)最高的新一代自主研發(fā)重型汽車HOWO-A7。作為中國重汽2009年的主力車型，HOWO-A7已經(jīng)出口到國際市場。它的投產(chǎn)標(biāo)志著中國重型卡車生產(chǎn)的一次重大技術(shù)飛躍，整車制造水平得到全面提高，進(jìn)而提升中國重型汽車在海外市場的競爭力。
                                  
                                中國重汽集團(tuán)濟(jì)南卡車有限公司沖壓經(jīng)理 馬兆嶺
    中國重型汽車集團(tuán)（ 中國重汽）為了全面提高整車制造水平，為其最先進(jìn)、品質(zhì)最高的新一代自主研發(fā)重型汽車HOWO-A7搭建國際領(lǐng)先的制造設(shè)備生產(chǎn)平臺, 規(guī)劃完成了中國首條全自動化重卡沖壓生產(chǎn)線系統(tǒng)。ABB機(jī)器人部作為行業(yè)領(lǐng)先的沖壓生產(chǎn)線系統(tǒng)集成供應(yīng)商，根據(jù)客戶要求，結(jié)合國際最先進(jìn)沖壓自動化技術(shù)，高標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)要求設(shè)計、安裝、調(diào)試并以最短的項目周期成功實(shí)施了該項目。
                                                           
    技術(shù)創(chuàng)新—將最先進(jìn)的技術(shù)帶入中國

    建成后的自動化沖壓生產(chǎn)線共分為材料存放區(qū)、板料拆垛區(qū)、清洗涂油區(qū)、位置校正區(qū)、沖壓成型區(qū)、成品件檢驗(yàn)區(qū)、工藝廢料打包區(qū)七大區(qū)域。廠房占地面積4000平方米，投資額1.2億元人民幣。整條生產(chǎn)線由7臺瑞典進(jìn)口ABB IRB6600型機(jī)器人、德國SMT公司生產(chǎn)的1臺清洗機(jī)和1臺涂油機(jī)、5臺壓力機(jī)、一條廢料輸送線和一臺打包機(jī)組成，由上海ABB工程有限公司采用先進(jìn)的總線控制技術(shù)和DCS的控制理念對生產(chǎn)線的各個單元進(jìn)行集中控制，充分保證了生產(chǎn)線的可靠性、穩(wěn)定性。

    該生產(chǎn)線在國內(nèi)首次應(yīng)用ABB先進(jìn)的沖壓視覺對中系統(tǒng)和全線監(jiān)控系統(tǒng)等最新軟件技術(shù)，將原有卡車生產(chǎn)中的人工手動操作提升為全線自動化生產(chǎn)。ABB機(jī)器人部汽車工業(yè)-沖壓自動化系統(tǒng)項目經(jīng)理楊寶劍總結(jié)說：“該沖壓系統(tǒng)適用任何板材形狀，可提高材料利用率；反應(yīng)速度快，大幅加快生產(chǎn)節(jié)拍，提高生產(chǎn)效率；控制系統(tǒng)更加通用化，且易于維護(hù)。”

    作為中國首條全自動化重卡沖壓生產(chǎn)線，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了眾多技術(shù)方面的創(chuàng)新：

    （1）板料自動化拆垛系統(tǒng)
                     
                                 拆垛機(jī)器人準(zhǔn)備抓取板料
                      
                                   板料位置校正準(zhǔn)確被放入壓機(jī)
  拆垛系統(tǒng)由兩臺垛料小車和一臺拆垛機(jī)器人組成。生產(chǎn)線正常運(yùn)行時，磁力分張器將垛料小車上的板料自動分離開，拆垛機(jī)器人將板料抓起，通用端拾器上的雙料檢測傳感器上確保機(jī)器人每次抓取單張板料，機(jī)器人將板料放到線首輸送帶上，完成拆垛過程。拆垛結(jié)束時，料垛末端的無料檢測裝置動作，拆垛機(jī)器人自動切換至另一臺垛料小車。配置兩臺垛料小車保證了生產(chǎn)連續(xù)不間斷進(jìn)行。拆垛機(jī)器人攜帶通用端拾器，吸盤數(shù)量可以按照程序設(shè)定自由選擇，使拆垛系統(tǒng)可以完成對不同大小和形狀板料的拆垛。

    （2）清洗、涂油系統(tǒng)

    清洗、涂油系統(tǒng)是將拆垛后的板料進(jìn)行清洗和涂油的過程。板料通過傳送帶進(jìn)入清洗機(jī)，經(jīng)刷洗、擠壓等多道工序，能夠有效清除板料表面的污物及輕微銹蝕，清洗后的板料表面光潔如鏡。涂油機(jī)能根據(jù)不同產(chǎn)品件的涂油需求，對板料進(jìn)行雙噴射式涂油。涂油時可以在線編輯產(chǎn)品件的涂油軌跡，根據(jù)工藝需要更改噴油強(qiáng)度和噴油位置。

    傳統(tǒng)的沖壓工藝，板料無法清洗，常常因?yàn)榘辶媳砻娌磺鍧嵲斐僧a(chǎn)品件硌傷。

    而采用人工涂油方式，浪費(fèi)時間長，消耗油量大，涂抹不均勻，還易造成板料的二次污染，無法保證產(chǎn)品件的質(zhì)量。由ABB集成的整線清洗、涂油系統(tǒng)，速度快、成本低、效果佳，極大改善了產(chǎn)品件的外觀質(zhì)量，并能有效延長模具的使用壽命。

    （3）視覺對中系統(tǒng)
                     
                                      視覺對中控制器
    視覺對中系統(tǒng)對清洗涂油后傳送過來的板料進(jìn)行位置校準(zhǔn)，校準(zhǔn)的重復(fù)準(zhǔn)確性對板料在模具內(nèi)的精準(zhǔn)定位至關(guān)重要。中國重汽沖壓生產(chǎn)線首次采用了世界領(lǐng)先的視覺對中系統(tǒng)，具有很高的科技含量。

    清洗涂油后的板料經(jīng)傳送帶傳送至感應(yīng)開關(guān)，當(dāng)感應(yīng)開關(guān)檢測到板料到位后，PLC觸發(fā)相機(jī)拍照，通過視覺處理系統(tǒng)，計算出該板料與標(biāo)準(zhǔn)模板的位置偏差量，通過以太網(wǎng)將偏差數(shù)據(jù)發(fā)送給機(jī)器人，機(jī)器人收到數(shù)據(jù)后調(diào)整運(yùn)動姿態(tài)，將板料準(zhǔn)確無誤的送到模區(qū)內(nèi)（位置定位誤差≤±1mm）。

    與傳統(tǒng)的機(jī)械對中系統(tǒng)相比，視覺對中系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)更合理、響應(yīng)速度快、重復(fù)定位精度高、可靠性強(qiáng)等突出優(yōu)點(diǎn)。

    (4）生產(chǎn)方式的變革實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品件質(zhì)量的跨越式飛躍
                  
                                    自動沖壓系統(tǒng)
                  
                              適用于沖壓領(lǐng)域的ABB IRB6600系列機(jī)器人
    全自動的連線沖壓生產(chǎn)方式，實(shí)行生產(chǎn)全封閉管理。通過機(jī)器人的傳遞實(shí)現(xiàn)了板料的轉(zhuǎn)運(yùn)，由機(jī)器人和壓機(jī)互相自動配合完成產(chǎn)品件的沖壓過程，整條生產(chǎn)線除了線首需要人工上料、線尾需要人員裝箱檢驗(yàn)以外，其它區(qū)域基本不需要人員介入，大大解放了勞動力。由于人員不需要介入沖壓作業(yè)，大大提高了人員的安全性，降低了安全事故。機(jī)器人單個產(chǎn)品件的連續(xù)傳送既避免了傳統(tǒng)單工序生產(chǎn)的產(chǎn)品件摞放造成產(chǎn)品件的磕碰劃傷，又減少了中轉(zhuǎn)工位器具和行車的使用，大幅度提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量穩(wěn)定性，降低了廢品率，減輕了一線員工的勞動強(qiáng)度。

    管理創(chuàng)新—以優(yōu)秀的服務(wù)贏得用戶

    由于中國重汽建設(shè)的沖壓生產(chǎn)線是國內(nèi)重卡行業(yè)的首條全自動沖壓生產(chǎn)線，缺少項目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)， ABB遵行一貫以客戶為服務(wù)焦點(diǎn)的工作準(zhǔn)則，在項目伊始就與中國重汽密切接觸，就項目的具體細(xì)節(jié)問題進(jìn)行反復(fù)研討，并應(yīng)其要求積極與其它配套廠家（如壓力機(jī)生產(chǎn)廠家、廢料線生產(chǎn)廠家等）進(jìn)行電氣控制方面的接口探討，制定出切實(shí)可行的技術(shù)方案和工期規(guī)劃。

    項目啟動以后，在項目建設(shè)前期，最先進(jìn)行的是土建項目，然后壓力機(jī)、廢料線、打包機(jī)等廠家陸續(xù)進(jìn)入，做為整個項目控制靈魂的集成者，上海ABB工程有限公司是最后進(jìn)入施工現(xiàn)場的廠家。但為了保證進(jìn)入現(xiàn)場后工作的順利開展， ABB的工作人員不等不靠，做了大量的前期鋪墊工作，項目經(jīng)理和工程師多次到施工現(xiàn)場實(shí)地考察工程狀況，了解工程進(jìn)度，與客戶和其它配套廠家進(jìn)行現(xiàn)場交流，不斷修訂技術(shù)實(shí)施方案細(xì)節(jié)，解答客戶疑問，并將本公司的工作進(jìn)展情況及時通報給客戶。

    中國重汽沖壓生產(chǎn)線項目于2008年3月20日開始啟動，6月18日完成土建項目，同日開始設(shè)備安裝，10月18日初步完成壓力機(jī)、廢料線、打包機(jī)等配套設(shè)備的安裝，10月20日上海ABB工程有限公司正式進(jìn)入施工現(xiàn)場開始工程施工，12月3日全線調(diào)試貫通并生產(chǎn)出第一批產(chǎn)品件，2009年1月20日正式竣工驗(yàn)收。3個月完成整個項目的全部工作體現(xiàn)了ABB快速高效的工作理念，也獲得了用戶的高度認(rèn)可。

    中國重汽集團(tuán)濟(jì)南卡車有限公司沖壓經(jīng)理馬兆嶺給予了這樣的評價：“ABB細(xì)致周到的服務(wù)體現(xiàn)了這家世界500強(qiáng)企業(yè)對于用戶的高度責(zé)任感！在項目實(shí)施中，我們所提出的任何問題都得到了及時有效地解決，在生產(chǎn)線完成之后，ABB 技術(shù)人員為我們進(jìn)行了3個月的技術(shù)培訓(xùn)，使我們維護(hù)人員的技術(shù)水平得以大幅度的提高，解決了我們的后顧之憂。”

    采訪中，楊寶劍告訴記者：在此項目實(shí)施過程中，因?yàn)闆_壓車間配套設(shè)備的施工拖期，自動化系統(tǒng)的項目安裝日期比原計劃晚了一個月，為了配合用戶的需求，ABB積極與用戶溝通，增加人力，調(diào)整工期，最終按計劃完成項目。楊寶劍認(rèn)為這得益于整個項目實(shí)施過程中ABB在管理方面創(chuàng)新性的工作：

    （1）實(shí)行項目經(jīng)理負(fù)責(zé)制。項目經(jīng)理全面駕馭整個項目的工程進(jìn)展、人員調(diào)配、客戶協(xié)調(diào)、服務(wù)培訓(xùn)、項目驗(yàn)收等方方面面的工作，并與績效掛鉤，充分調(diào)動項目經(jīng)理的工作積極性和責(zé)任性。

    （2）與客戶建立良好的溝通平臺。在項目啟動之前就對客戶進(jìn)行培訓(xùn)，使客戶對項目充分了解，與客戶建立共同交流的語言，傾聽客戶的心聲，了解客戶的需求，不斷修訂項目實(shí)施方案的細(xì)節(jié)，大幅度降低現(xiàn)場施工中可能出現(xiàn)的返工現(xiàn)象。

    （3）推行項目例會制。進(jìn)入施工現(xiàn)場后，由客戶牽頭，所有配套廠家參與，每天早晚舉行兩次項目例會，就各個單位每天的工作安排和需要解決的問題進(jìn)行協(xié)調(diào)，大幅度降低了現(xiàn)場各個廠家扯皮窩工的現(xiàn)象，有效地保證了施工進(jìn)度。

    （4）實(shí)行現(xiàn)場邊施工邊培訓(xùn)的服務(wù)理念。為了后期讓客戶能夠更快更好地掌握整條生產(chǎn)線的使用并進(jìn)行簡單的設(shè)備維護(hù)，在施工過程中，現(xiàn)場工程師邊施工邊對客戶的工程技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)和講解，讓客戶的工程技術(shù)人員掌握第一手施工資料，為后續(xù)的設(shè)備維護(hù)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。由于施工和培訓(xùn)統(tǒng)籌進(jìn)行，同時可以現(xiàn)場解答所有客戶疑難問題，大幅度縮減了后續(xù)的培訓(xùn)時間并取得更好的培訓(xùn)效果。

    （5）以客戶為中心，重視項目的售后服務(wù)工作。項目竣工驗(yàn)收后，項目經(jīng)理多次到客戶處進(jìn)行主動性回訪，了解項目中可能存在的細(xì)節(jié)問題并以最快的速度進(jìn)行反饋解決。派駐現(xiàn)場服務(wù)工程師對客戶進(jìn)行陪產(chǎn)，隨時解決生產(chǎn)過程中可能存在的技術(shù)問題，解答客戶疑問，培訓(xùn)客戶員工，幫助客戶進(jìn)行備品備件的選型，解除了客戶的后顧之憂，贏得客戶的充分信任。

    高效收益—一次成功的合作

    目前該生產(chǎn)線承擔(dān)著中國重汽HOWO、HOWO-A7兩種產(chǎn)品系列30余種重要外覆蓋產(chǎn)品件的生產(chǎn)，單班生產(chǎn)工人僅需7名（原為50人），單月產(chǎn)能超過10-12萬件。

    在沒有建設(shè)該條沖壓線之前，中國重汽在產(chǎn)能不足的情況下只能通過產(chǎn)品外協(xié)生產(chǎn)來保證焊裝生產(chǎn)的需要，此舉不但使成本增加,同時給全面質(zhì)量控制帶來困難。該條沖壓線的及時建成，中國重汽將影響質(zhì)量的關(guān)鍵外覆蓋件全部有能力安排自己生產(chǎn)加工，2009年投產(chǎn)以后的10個月的時間里，該條沖壓生產(chǎn)線實(shí)際完成產(chǎn)品件在85萬件左右，除去輔料消耗、設(shè)備維護(hù)和人工費(fèi)用外，實(shí)際為該公司創(chuàng)造效益在1500萬元以上。

    “節(jié)約人力、提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量得以保障、生產(chǎn)環(huán)境得以改觀，企業(yè)的美譽(yù)度也得以提升。”馬兆嶺認(rèn)為這無疑是一次成功的合作：“項目的實(shí)施效果出乎了我們的意料！

    中國重汽自2002年開始與ABB的合作，目前已應(yīng)用40~50臺ABB機(jī)器人產(chǎn)品。ABB可靠的產(chǎn)品質(zhì)量、先進(jìn)的服務(wù)理念以及實(shí)現(xiàn)本地化生產(chǎn)后充足的備品備件，都讓其成為我們越來越信賴的合作伙伴！”

     摘自《自動化博覽》2010年第六期