“大力神”機器人打造高端動力
http://www.moduwu.com 2013-01-24 14:30 來源：庫卡自動化設備（上海）有限公司
錫柴惠山內裝線采用庫卡機器人系統，700公斤缸體翻轉如行云流水般。
一汽解放汽車有限公司無錫柴油機廠是中國第一汽車集團公司下屬全資企業。工廠創建于 1943年，經過68年的發展，現已具備60萬臺柴油機和15,000輛改裝車的年產能力。2012年2月23日，位于無錫惠山的一汽解放錫柴重型柴油機生產基地（下稱：錫柴惠山）竣工投產！該基地的竣工，標志著一汽集團解放品牌逐鹿高端重卡有了高端動力，也標志著中國內燃機行業在國際上有了競爭王牌。
為了實現一汽集團在中、重型商用車領域做大、做強，成為行業標桿的目標，這個被稱為錫柴第四次創業開山之作的一號工程在構想之初提出了綠色工廠設計理念，生產線圍繞“制造水平領先、工藝裝備領先及質量控制領先”的原則規劃，高起點、高標準，機加工線、裝配線集敏捷化、高效化、自動化、信息化于一身，柔性設備所占比重為67%，數控化率達到90%以上，制造水平處于世界領先地位。實現了6DM柴油機年產12.5萬臺能力。
錫柴惠山基地CA6DM總裝線主要承擔錫柴與一汽技術中心聯合開發的奧威11L 6DM重型柴油機的批量總裝生產，要求生產節拍110秒，年產12.5萬臺。為此，錫柴對該線提出了“高可靠性、高柔性、高效率及高性價比”裝備設計的要求。
但是在6DM柴油機的內裝線上，尤其是在主軸承瓦、油底殼安裝及曲軸上線等工位，必須要翻轉重達550公斤至700公斤缸體工件。按以往的設計思路至少要配置兩臺翻轉機、一臺升降機。由于受廠房高度的局限，升降機到不了合適的位置，為此還要再增加一個人工操作的平衡吊具放到升降機上。這樣一來不僅占地面積大，而且增加了工人的勞動強度，影響工作效率。既要保證產能又要保證質量，“這非機器人不可。用一臺缸體翻轉機器人就可以取代翻轉機和升降機等至少4臺設備。”天永公司負責該項目的總設計師游學軍先生介紹說。
天永機械電子（上海）有限公司是6DM柴油機總裝線的總承包商，他們在反復分析和比較了各種方案，吸收了全球最先進的工藝設計經驗，提出了采用集成能力強的高品質裝備、全線PLC集成控制，尤其在幾個關鍵工位采用機器人系統的解決方案。這個方案得到了錫柴方面的認可。
550至700公斤工件加上約200公斤的抓手，要承載近約1,000公斤的重量，全球目前只有德國庫卡機器人能夠擔當此任。庫卡機器人 KR 1000 titan是目前市場上最強大的六軸機器人，以其3,202毫米的作用范圍及1,000公斤的負荷能力在全球工業機器人中獨占鰲頭；工作空間高達78m3，能夠滿足場地的要求。同時，KR 1000 titan采用西門子的伺服系統，重復精確度可達±0.1毫米。其內部集成了9個伺服電機，整個機器人的動力性能相當于一臺中級車。一個機器人抵4個工人的工作效率綽綽有余。
鑒于德國庫卡機器人可靠性和穩定性都很好，高柔性且又有大負載機型，最終在6DM柴油機的內裝線上配置了5臺德國庫卡（KUKA）機器人：后端面涂膠機器人KR 16，鋼板涂膠機器人KR 16，飛輪殼上線機器人KR 210，缸體翻轉及曲軸上線機器人KR 500，缸體翻轉機器人KR 1000 titan。
庫卡 KR 210機器人實現飛輪殼上線
如今在6DM的內裝線上，人們可以看到如此震撼場景：飛輪殼上線機器人KR 210 六軸機器人擁有210公斤的負載能力和50公斤的附加負載，最大作用范圍達2,700毫米，能完全模擬人工裝配的環境和姿勢，采用人手晃動模式將飛輪殼迅速準確、定位到機體上，避免了工件表面產生劃痕。
具有高軌跡精度的兩臺涂膠機器人則像兩位行為藝術家在進行缸體鋼板后端面和缸體后端面的涂膠線描繪，留下的膠線均勻完整。
鋼板涂膠機器人庫卡 KR 16
后端面涂膠機器人庫卡 KR 16
最具特色的是在缸體翻轉機器人工作島站，重達500公斤的缸體在線外完成缸孔自動噴油后被送入島站內，通過傳感器感應，站內的庫卡KR 1000 titan機器人先將缸體抓取、搬運到梭臺上，通過“X”傳輸結構的中央轉臺，先后被送出線外安裝活塞連桿組件，取下主軸承蓋安裝主軸承瓦，再安裝油底殼等。在這個過程中，翻轉機器人共要完成缸體的一個90°翻轉；之后，內裝好的缸體通過梭機再次被送回島站，感應后的KR 1000 titan機器人舉起達700公斤的缸體，一個180°翻轉，將其精準地遞送到上端梭臺，再通過桁架機械手被送入外裝線。
缸體翻轉及曲軸上線機器人庫卡 KR 500
機器人的所有動作如行云流水般順暢且精確。“在這條線上，德國庫卡機器人的高柔性和高可靠性的優勢得到了充分的體現。”游學軍先生評價說，“發動機曲軸、飛輪殼等關鍵零部件裝配精度要求很高、裝配勞動強度大。庫卡機器人的精準運動杜絕了這些主要零部件裝配時易出現的磕碰傷，既確保配合間隙，又避免產生二次傷害，在提高裝配質量的前提下,保證了整線的裝配水平。現在錫柴惠山的6DM內裝線已經做到了零故障率。”
庫卡 KR 1000 titan機器人實現缸體翻轉
庫卡機器人島站結合“雙叉型”的工藝布局，縮短了整線的距離，減少了托盤數量，大大提升了整線的裝配水平，同時降低了投資成本，是目前國內重型機領域自動化程度最高的一條裝配線。
“在這條內裝線上使用的5臺庫卡機器人都是經過歐洲CE認證和ISO9001認證，具有高品質基礎。由于使用庫卡的通用標準接口，庫卡機器人控制器 KR C2 集入更高一級的控制系統，機器人的每個軸、每個關節都是模塊化的，在作業工序中不產生附加價值的人的動作或機械設備的動作，并且可將所有需要裝配的部件在裝配位置準確定位，這對于生產穩定性的提升是非常有幫助的，而且也大大提升了整條線的自動化程度，有助于批次批量生產。” 庫卡機器人（上海）首席運營官鄒濤介紹說。
據介紹，CA6DM重型柴油機這條生產線本來是一期目標10萬臺產能，經過節拍調整之后一次就達到了12.5萬臺，成為目前全球重型柴油機制造企業中產能最大，節拍最快的生產線。
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