汽车产业作为机器人运用最为繁盛的领域之一,其自动化程度已然极高,以至于工厂内日益可见各类工业机器人的身影。然而,这个阶段显然尚未满足现实需求,互联网高速发展的当下对工业制造提出了更高标准的期望——工业自动化工厂必须进一步升级改造,融合互联的理念,乃至将工厂内所有的机器与人紧密相连,实现机器间以及人机间的实时交互。
借力信息物理系统(Cyber-Physical Systems, CPS)及信息通讯技术的高度融合,各大工厂开始引入大数据技术对生产流程进行深度优化和精细管理。借助于计算机虚拟环境,我们得以在全盘模拟、评估与优化整个生产过程的同时,逐步实现自动化、智能化、互联化的生产制造模式。
在德国,能够创造并应用此类制造方式的工厂被誉为“智慧工厂”,工业4.0战略便是以此作为主调。在这场全新的革命性的变化进程中,各大汽车厂商、零部件供应商、软件服务提供企业等,从各自不同的需求出发,对于何谓“智慧工厂”都有他们自己独到且深入的理解,从而引领了各种层次的实践活动和形态各异的智能制造解决方案。
如今,广泛应用于汽车业界的自动化、数字化、智能化生产线已逐渐演变为驱动汽车智能制造的基石。在这个新环境下,工人数量的急剧减少,取而代之的是日益高效精密的智能机械手臂;已有愈发多的关键工序由机器人接管,取代工人辛勤的劳作。近几年来更涌现出“无人化”的车间场景,弧焊、点焊、装配、搬运、喷漆、检测、码垛、研磨抛光以及激光加工等众多复杂的作业皆由工业机器人悉数承担。仅需短短1分钟时间,百余台各式各样的机器人便可井然有序地分秒必争,一辆栩栩如生的汽车便在它们的纷繁忙碌之中“应运而生”。
在我国,工业机器人最初主要应用于汽车及工程机械的自动喷涂及焊接领域。随着汽车市场的蓬勃发展,工业机器人已经广泛渗透至汽车生产的四大核心工艺及关键零部件的制造环节。在汽车车身生产过程中,涉及大量的压铸、焊接、检测等环节,这些任务目前均由工业机器人主导完成,尤其是在焊接线上,焊接机器人在汽车制造业中的地位无可替代。焊接机器人是在工业机器人基础上发展而来的尖端焊接设备,主要负责焊接(包括切割与喷涂)工作,广泛应用于工业自动化领域,涵盖汽车及其零部件制造、摩托车、工程机械等多个行业,在汽车生产的冲压、焊装、涂装、总装四大生产工艺过程中均有广泛应用,其中以弧焊、点焊为主要应用形式。相较于人工操作,使用机器人焊接具备质量稳定、效率大幅提升、安全性显著提高等三大优势。
在汽车内饰件生产过程中,则需要依赖表皮弱化机器人、发泡机器人以及最后的产品切割机器人。鉴于汽车车身喷涂工作量巨大且存在较高风险,工业机器人往往成为首选。近年来,顺应现代汽车制造技术柔性化、敏捷化、智能化、信息化的发展潮流,我国汽车制造业在汽车生产过程中引入了AGV(即移动机器人)技术,使得汽车装配的生产组织、信息管理和物流技术等方面取得了质的飞跃。