當(dāng)下，碳達(dá)峰、碳中和已經(jīng)成為全球的共識(shí)，國(guó)家也明確提出“2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的發(fā)展目標(biāo)。在這一長(zhǎng)期目標(biāo)的推動(dòng)下，為盡早實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，除了發(fā)展和探索新能源，推出更高效、更環(huán)保、又兼顧動(dòng)力的節(jié)能發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品仍然是各大汽車廠商嘗試突破的技術(shù)領(lǐng)域。2018年，日產(chǎn)推出全球首款量產(chǎn) VC-Turbo 超變擎，做到了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性能的平衡，而其制造國(guó)產(chǎn)化，也為中國(guó)市場(chǎng)帶來(lái)更具競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格。

日產(chǎn)VC-Turbo超變擎

東風(fēng)日產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)負(fù)責(zé)人陳小森介紹道：

我們的2.0T機(jī)型產(chǎn)品有兩種，一種是4缸直列可變壓縮比渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，一種是3缸直列可變壓縮比渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。為了兼顧經(jīng)濟(jì)性，我們選擇兩種型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)共線生產(chǎn)的方式，因此對(duì)生產(chǎn)線提出了更高要求，不僅要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工，還需要具備合理的柔性化。

01 挑戰(zhàn)

2019年1月，東風(fēng)日產(chǎn)委托柯馬（AMTS & AHTE 2023展位號(hào)：W5-D01）設(shè)計(jì)實(shí)施一個(gè)高速自動(dòng)化的發(fā)動(dòng)機(jī)總成裝配系統(tǒng)，包括了缸蓋裝配線、短發(fā)裝配線、活塞連桿裝配線、發(fā)動(dòng)機(jī)裸機(jī)裝配線以及發(fā)動(dòng)機(jī)總成裝配線等主要線體，及缸蓋精加工設(shè)備、機(jī)器人上下料工位、隨行托盤等非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)加工作站位。柯馬提供包括工藝方案、刀具、夾具、自動(dòng)化方案從設(shè)計(jì)到制造到全生命周期服務(wù)。

日產(chǎn) VC-Turbo 超變擎是世界首款機(jī)械層面的量產(chǎn)可變壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，而其智能機(jī)加及裝配生產(chǎn)線制造項(xiàng)目則是國(guó)內(nèi)一條集成了缸蓋金屬切削，及發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的智能自動(dòng)生產(chǎn)線。項(xiàng)目的挑戰(zhàn)在于實(shí)施過(guò)程中，市場(chǎng)上沒(méi)有可供參考的工藝，在其設(shè)計(jì)、實(shí)施期間，憑借柯馬對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的創(chuàng)新能力及客戶對(duì)產(chǎn)品的高品質(zhì)要求，不斷探索多種新型節(jié)能發(fā)動(dòng)機(jī)制造關(guān)鍵制造工藝。

同時(shí)，為了滿足客戶年產(chǎn)40萬(wàn)臺(tái)的高產(chǎn)能目標(biāo)，本項(xiàng)目需要用工業(yè)化的效率和手段生產(chǎn)個(gè)性化產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的可變工況發(fā)動(dòng)機(jī)智能機(jī)加及裝配生產(chǎn)線個(gè)性化定制的商業(yè)模式。

發(fā)動(dòng)機(jī)總成裝配線

02 解決方案

生產(chǎn)線融合了多種先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化裝配技術(shù)。比如，七軸機(jī)器人技術(shù)運(yùn)用到缸蓋的自動(dòng)上料工位，實(shí)現(xiàn)了大范圍抓取工件；采用六軸機(jī)器人自動(dòng)上螺栓，可以實(shí)現(xiàn)多角度變位，達(dá)到自動(dòng)、靈活擰緊等。整線有超過(guò)60個(gè)自動(dòng)工位應(yīng)用了廣泛的自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù)，從關(guān)鍵裝配工藝技術(shù)角度，項(xiàng)目還實(shí)現(xiàn)了以下技術(shù)創(chuàng)新：

柯馬（AMTS & AHTE 2023展位號(hào)：W5-D01）專利的 SmartCell 柔性裝配中心技術(shù)。該技術(shù)整合了裝配自動(dòng)化和加工中心技術(shù)，通過(guò)多軸數(shù)控與類加工中心換刀的快速更換工具技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了缸蓋一站式裝配。發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線管理著各種復(fù)雜的裝配過(guò)程，包括由于高度自動(dòng)化困難，傳統(tǒng)上通過(guò)手工傳統(tǒng)上由人工實(shí)現(xiàn)的裝配任務(wù)的升級(jí)。SmartCell 柔性裝配中心采用直角坐標(biāo)機(jī)器人（6軸聯(lián)動(dòng)），通過(guò)布置多套自動(dòng)快換裝配夾具，采用并行裝配工藝全自動(dòng)完成發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋所有零件裝配，包括缸蓋氣門，氣門油封，氣門彈簧，氣門鎖片及上座等，配合6軸機(jī)器人共同使用完成缸蓋及料盤的全自動(dòng)上下料。

創(chuàng)新柔性壓裝方式以及視覺(jué)定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上料的無(wú)序抓取。為提高生產(chǎn)效率，滿足機(jī)器人的前端來(lái)料定位更高的柔性化要求，快速、準(zhǔn)確識(shí)別無(wú)序來(lái)料的狀況，柯馬通過(guò)使用機(jī)器人視覺(jué)定位系統(tǒng)，識(shí)別料框中工件位置并隨機(jī)無(wú)序抓取到接料臺(tái)上，為量產(chǎn)進(jìn)行自動(dòng)上料。未來(lái)無(wú)論是新增機(jī)型或者產(chǎn)品變更，只需要更新程序即可實(shí)現(xiàn)兼容，無(wú)需停線和再投資。這樣一來(lái)，不僅后續(xù)省去維護(hù)成本，并能將設(shè)備的故障率無(wú)限降低至接近于零，大大降低了后期的使用成本和減輕了設(shè)備維修人員的工作負(fù)荷。同時(shí)產(chǎn)線輔以電缸移動(dòng)、壓頭快換和工件移動(dòng)的方式，可靈活實(shí)現(xiàn)任意位置任意零件的柔性壓裝。

缸蓋一體化裝配中心

03 成果

項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中應(yīng)用多種先進(jìn)技術(shù)，解決了新型節(jié)能發(fā)動(dòng)機(jī)制造關(guān)鍵問(wèn)題。同時(shí)，項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)使用產(chǎn)品生命周期管理軟件，打通了從設(shè)計(jì)到制造的數(shù)字化通道，達(dá)成了對(duì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造過(guò)程的全過(guò)程數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)了流程透明，有效控制設(shè)計(jì)質(zhì)量、減少設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)、降低制造成本、縮短生產(chǎn)周期，成為后續(xù)數(shù)字化制造重要的數(shù)據(jù)來(lái)源。

柯馬（AMTS & AHTE 2023展位號(hào)：W5-D01）解決方案真正實(shí)現(xiàn)了全柔性的生產(chǎn)，若需新增或改造設(shè)備，只用更改設(shè)備的程序和柔性快換工具即可實(shí)現(xiàn)多品種混線生產(chǎn)，同時(shí)大幅度提高了發(fā)動(dòng)機(jī)制造的自動(dòng)化率。兩種機(jī)型在2020年8月均順利進(jìn)入量產(chǎn)階段，年產(chǎn)能達(dá)40萬(wàn)。

東風(fēng)日產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)管理負(fù)責(zé)人白忠金表示：

柯馬團(tuán)隊(duì)證明了他們具備完整自動(dòng)化裝配和機(jī)加工方面的獨(dú)特能力。他們擁有我們所需的技術(shù)體系和強(qiáng)大經(jīng)驗(yàn)，使這個(gè)項(xiàng)目在預(yù)算和進(jìn)度方面都能保持競(jìng)爭(zhēng)力。

• 每年四十萬(wàn)產(chǎn)能
• 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)兩款發(fā)動(dòng)機(jī)共線生產(chǎn)
• 單臺(tái)上料機(jī)成功率提升至99.99%

作為智能裝配與自動(dòng)化行業(yè)盛會(huì)，AHTE 致力于推動(dòng)汽車零部件行業(yè)的裝配與自動(dòng)化升級(jí)改造，聚焦汽車零部件自動(dòng)化裝配與測(cè)試解決方案、柔性智能裝配、機(jī)器人自動(dòng)化應(yīng)用、機(jī)器視覺(jué)、柔性輸送系統(tǒng)、數(shù)字化軟件平臺(tái)、質(zhì)量控制、伺服壓裝技術(shù)等，通過(guò)展示全面的自動(dòng)化系統(tǒng)集成解決方案，使企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程更系統(tǒng)、更高效、更智能、更經(jīng)濟(jì)。

（轉(zhuǎn)載）