錫柴惠山內(nèi)裝線采用庫(kù)卡機(jī)器人系統(tǒng)，700公斤缸體翻轉(zhuǎn)如行云流水般。

   一汽解放汽車有限公司無錫柴油機(jī)廠是中國(guó)第一汽車集團(tuán)公司下屬全資企業(yè)。工廠創(chuàng)建于 1943年，經(jīng)過68年的發(fā)展，現(xiàn)已具備60萬臺(tái)柴油機(jī)和15,000輛改裝車的年產(chǎn)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(jī)生產(chǎn)基地（下稱：錫柴惠山）竣工投產(chǎn)！該基地的竣工，標(biāo)志著一汽集團(tuán)解放品牌逐鹿高端重卡有了高端動(dòng)力，也標(biāo)志著中國(guó)內(nèi)燃機(jī)行業(yè)在國(guó)際上有了競(jìng)爭(zhēng)王牌。

　　為了實(shí)現(xiàn)一汽集團(tuán)在中、重型商用車領(lǐng)域做大、做強(qiáng)，成為行業(yè)標(biāo)桿的目標(biāo)，這個(gè)被稱為錫柴第四次創(chuàng)業(yè)開山之作的一號(hào)工程在構(gòu)想之初提出了綠色工廠設(shè)計(jì)理念，生產(chǎn)線圍繞“制造水平領(lǐng)先、工藝裝備領(lǐng)先及質(zhì)量控制領(lǐng)先”的原則規(guī)劃，高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)加工線、裝配線集敏捷化、高效化、自動(dòng)化、信息化于一身，柔性設(shè)備所占比重為67%，數(shù)控化率達(dá)到90%以上，制造水平處于世界領(lǐng)先地位。實(shí)現(xiàn)了6DM柴油機(jī)年產(chǎn)12.5萬臺(tái)能力。

　　錫柴惠山基地CA6DM總裝線主要承擔(dān)錫柴與一汽技術(shù)中心聯(lián)合開發(fā)的奧威11L 6DM重型柴油機(jī)的批量總裝生產(chǎn)，要求生產(chǎn)節(jié)拍110秒，年產(chǎn)12.5萬臺(tái)。為此，錫柴對(duì)該線提出了“高可靠性、高柔性、高效率及高性價(jià)比”裝備設(shè)計(jì)的要求。

　　但是在6DM柴油機(jī)的內(nèi)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(zhuǎn)重達(dá)550公斤至700公斤缸體工件。按以往的設(shè)計(jì)思路至少要配置兩臺(tái)翻轉(zhuǎn)機(jī)、一臺(tái)升降機(jī)。由于受廠房高度的局限，升降機(jī)到不了合適的位置，為此還要再增加一個(gè)人工操作的平衡吊具放到升降機(jī)上。這樣一來不僅占地面積大，而且增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，影響工作效率。既要保證產(chǎn)能又要保證質(zhì)量，“這非機(jī)器人不可。用一臺(tái)缸體翻轉(zhuǎn)機(jī)器人就可以取代翻轉(zhuǎn)機(jī)和升降機(jī)等至少4臺(tái)設(shè)備。”天永公司負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的總設(shè)計(jì)師游學(xué)軍先生介紹說。

　　天永機(jī)械電子（上海）有限公司是6DM柴油機(jī)總裝線的總承包商，他們?cè)诜磸?fù)分析和比較了各種方案，吸收了全球最先進(jìn)的工藝設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提出了采用集成能力強(qiáng)的高品質(zhì)裝備、全線PLC集成控制，尤其在幾個(gè)關(guān)鍵工位采用機(jī)器人系統(tǒng)的解決方案。這個(gè)方案得到了錫柴方面的認(rèn)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(guó)庫(kù)卡機(jī)器人能夠擔(dān)當(dāng)此任。庫(kù)卡機(jī)器人 KR 1000 titan是目前市場(chǎng)上最強(qiáng)大的六軸機(jī)器人，以其3,202毫米的作用范圍及1,000公斤的負(fù)荷能力在全球工業(yè)機(jī)器人中獨(dú)占鰲頭；工作空間高達(dá)78m3，能夠滿足場(chǎng)地的要求。同時(shí)，KR 1000 titan采用西門子的伺服系統(tǒng)，重復(fù)精確度可達(dá)±0.1毫米。其內(nèi)部集成了9個(gè)伺服電機(jī)，整個(gè)機(jī)器人的動(dòng)力性能相當(dāng)于一臺(tái)中級(jí)車。一個(gè)機(jī)器人抵4個(gè)工人的工作效率綽綽有余。

　　鑒于德國(guó)庫(kù)卡機(jī)器人可靠性和穩(wěn)定性都很好，高柔性且又有大負(fù)載機(jī)型，最終在6DM柴油機(jī)的內(nèi)裝線上配置了5臺(tái)德國(guó)庫(kù)卡（KUKA）機(jī)器人：后端面涂膠機(jī)器人KR 16，鋼板涂膠機(jī)器人KR 16，飛輪殼上線機(jī)器人KR 210，缸體翻轉(zhuǎn)及曲軸上線機(jī)器人KR 500，缸體翻轉(zhuǎn)機(jī)器人KR 1000 titan。

庫(kù)卡 KR 210機(jī)器人實(shí)現(xiàn)飛輪殼上線

　　如今在6DM的內(nèi)裝線上，人們可以看到如此震撼場(chǎng)景：飛輪殼上線機(jī)器人KR 210 六軸機(jī)器人擁有210公斤的負(fù)載能力和50公斤的附加負(fù)載，最大作用范圍達(dá)2,700毫米，能完全模擬人工裝配的環(huán)境和姿勢(shì)，采用人手晃動(dòng)模式將飛輪殼迅速準(zhǔn)確、定位到機(jī)體上，避免了工件表面產(chǎn)生劃痕。

　　具有高軌跡精度的兩臺(tái)涂膠機(jī)器人則像兩位行為藝術(shù)家在進(jìn)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(jī)器人庫(kù)卡 KR 16

后端面涂膠機(jī)器人庫(kù)卡 KR 16

　　最具特色的是在缸體翻轉(zhuǎn)機(jī)器人工作島站，重達(dá)500公斤的缸體在線外完成缸孔自動(dòng)噴油后被送入島站內(nèi)，通過傳感器感應(yīng)，站內(nèi)的庫(kù)卡KR 1000 titan機(jī)器人先將缸體抓取、搬運(yùn)到梭臺(tái)上，通過“X”傳輸結(jié)構(gòu)的中央轉(zhuǎn)臺(tái)，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(gè)過程中，翻轉(zhuǎn)機(jī)器人共要完成缸體的一個(gè)90°翻轉(zhuǎn)；之后，內(nèi)裝好的缸體通過梭機(jī)再次被送回島站，感應(yīng)后的KR 1000 titan機(jī)器人舉起達(dá)700公斤的缸體，一個(gè)180°翻轉(zhuǎn)，將其精準(zhǔn)地遞送到上端梭臺(tái)，再通過桁架機(jī)械手被送入外裝線。

缸體翻轉(zhuǎn)及曲軸上線機(jī)器人庫(kù)卡 KR 500

　　機(jī)器人的所有動(dòng)作如行云流水般順暢且精確。“在這條線上，德國(guó)庫(kù)卡機(jī)器人的高柔性和高可靠性的優(yōu)勢(shì)得到了充分的體現(xiàn)。”游學(xué)軍先生評(píng)價(jià)說，“發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、飛輪殼等關(guān)鍵零部件裝配精度要求很高、裝配勞動(dòng)強(qiáng)度大。庫(kù)卡機(jī)器人的精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)杜絕了這些主要零部件裝配時(shí)易出現(xiàn)的磕碰傷，既確保配合間隙，又避免產(chǎn)生二次傷害，在提高裝配質(zhì)量的前提下,保證了整線的裝配水平?，F(xiàn)在錫柴惠山的6DM內(nèi)裝線已經(jīng)做到了零故障率。”

庫(kù)卡 KR 1000 titan機(jī)器人實(shí)現(xiàn)缸體翻轉(zhuǎn)

　　庫(kù)卡機(jī)器人島站結(jié)合“雙叉型”的工藝布局，縮短了整線的距離，減少了托盤數(shù)量，大大提升了整線的裝配水平，同時(shí)降低了投資成本，是目前國(guó)內(nèi)重型機(jī)領(lǐng)域自動(dòng)化程度最高的一條裝配線。

　　“在這條內(nèi)裝線上使用的5臺(tái)庫(kù)卡機(jī)器人都是經(jīng)過歐洲CE認(rèn)證和ISO9001認(rèn)證，具有高品質(zhì)基礎(chǔ)。由于使用庫(kù)卡的通用標(biāo)準(zhǔn)接口，庫(kù)卡機(jī)器人控制器 KR C2 集入更高一級(jí)的控制系統(tǒng)，機(jī)器人的每個(gè)軸、每個(gè)關(guān)節(jié)都是模塊化的，在作業(yè)工序中不產(chǎn)生附加價(jià)值的人的動(dòng)作或機(jī)械設(shè)備的動(dòng)作，并且可將所有需要裝配的部件在裝配位置準(zhǔn)確定位，這對(duì)于生產(chǎn)穩(wěn)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(dòng)化程度，有助于批次批量生產(chǎn)。” 庫(kù)卡機(jī)器人（上海）首席運(yùn)營(yíng)官鄒濤介紹說。

　　據(jù)介紹，CA6DM重型柴油機(jī)這條生產(chǎn)線本來是一期目標(biāo)10萬臺(tái)產(chǎn)能，經(jīng)過節(jié)拍調(diào)整之后一次就達(dá)到了12.5萬臺(tái)，成為目前全球重型柴油機(jī)制造企業(yè)中產(chǎn)能最大，節(jié)拍最快的生產(chǎn)線。