物流技术与应用—移动机器人在汽车四大生产工艺的应用与发展

汽车行业可以说是我国移动机器人最早落地应用的制造行业，可以追溯到1991年新松自主开发了第一台合装型移动机器人并在沈阳金杯客车公司投入实际应用，填补了国内市场空白。汽车行业高度标准化的生产工艺特征以及丰富的物流场景，为移动机器人的快速发展提供了优渥土壤。历经30多年发展，应用于辅助装配，以及各类物料存储、拣选、输送、上线作业场景的牵引式、潜伏式、料箱式、叉车式等各类型移动机器人广泛应用，各类移动机器人技术、产品及解决方案创新不断加速。

新松移动机器人在金杯客车公司投入使用

新松机器人是汽车行业移动机器人发展的推动者与见证者。在日前的采访中，新松移动机器人BG市场执行总监卢玉峰先生详细介绍了汽车四大工艺中的移动机器人应用与发展情况。

一、在总装车间

对于汽车自动化柔性生产而言，总装车间的移动机器人应用是最成熟的，其应用场景也是最丰富的。总装车间内，内饰线、底盘合装线、最终线等装配主线，以及发动机分装、仪表分装、前段模块、前后悬分装等分装线体，均可以采用移动机器人作为装配工件的载体。而物料存储、拣选、搬运的移动机器人也已经广泛应用，其中替代传统主线的AGV柔性装配线的创新与应用尤为值得关注。例如：

底盘合装。底盘合装AGV是国内移动机器人在工业场景中的“首秀”，早在1991年，新松自主开发汽车行业第一台磁条引导的AGV车，用于发动机辅助装配，AGV将流水线上几百公斤的发动机抬起，再由工人将发动机安装到汽车底盘上。AGV底盘合装系统具有最高柔性，可以根据工艺需要对AGV线路进行灵活调整；尤其能够满足汽车厂多种车型混线的需要。目前的底盘合装AGV产品类型丰富，按照举升机数量可以分为单举升、双举升、三举升、四举升等。其已经成为了汽车底盘合装的优选方式。

新松底盘合装移动机器人在美国某用户现场

物料搬运、存储、拣选。在总装车间，各类物料上线输送也是移动机器人的主要应用场景之一。2010年新松开发牵引式AGV，通过尾部自动挂接和脱扣机构实现料车自动牵引，主要用于SPS配送上线；2013年后，牵引式AGV在汽车行业逐步实现了标准化、规模化应用；2015年后，类KIVA小车开始出现，主要应用于物料的入库、仓储、货到人分拣及配送上线，并正在逐步替代牵引式AGV成为主流应用。

新松移动机器人在用户现场

AGV柔性装配线。传统汽车总装生产线都采用板链、拖链运输，由于汽车工厂组装不同车型，节拍变化比较多，采用AGV柔性装配线不需要进行土建施工；可以随着车型变化灵活调整产线布局；可以记录各种车型参数，在信息化方面具有优势；可以与机器人等自动化设备更好地配合。在乘用车领域，采用AGV车替代原有内饰线、最终线的趋势明显。在商用车领域也是如此：2017年新松打破国外企业垄断，给商用车用户提供了国内首条双车联动AGV柔性装配线。目前AGV柔性装配线已经在更多重型卡车工厂展开了应用，为商用车行业提供了新的装配方案。

新松双车联动移动机器人在正在进行柔性生产作业

二、在冲压车间

冲压是汽车生产中的“龙头”工艺，在冲压车间，一张张钢板将完成其向车身部件的蜕变。目前移动机器人在冲压车间的应用场景主要分为三个：一是冲压板料上线：需要将成摞钢板输送到压机，通常重量达数十吨；二是压机压出汽车零部件后，从线末端叉取料车到物料暂存区，三是冲压模具检修、换膜作业，冲压模具重达数十上百吨；传统作业模式下存在工人劳动强度大、输送效率低、安全性差等诸多弊端。

新松20吨重载移动机器人完成冲压线上料及空托盘回收作业

早在2014年，新松为用户冲压车间线末端收料定制了40台AGV，并定制开发了控制器和复杂调度系统，实现了高节拍、高可靠性的要求。2020年，为某德系车企冲压车间的冲压板料上线、冲压磨具检修、换模作业定制开发了适用于20吨、60吨冲压板料及模具搬运的重载型AGV。自此，新松形成了完整的冲压车间智能输送解决方案。

新松60吨重载移动机器人完成冲压模具的检修作业

另外从2019年至今，华晨宝马集团多个冲压车间，均采用新松的拖车AGV，潜入顶升式AGV进行侧围，门线，Crossbar等部件的物流转运。尤其是5吨拖车AGV实现了与现场U-Frame连接整体转运3套料架，有效提高了部件运输的相关效率

新松5吨重载移动机器人在现场实现智能物流作业

三、在焊装车间

焊装车间的工作主要是将冲压车间生产的车身零部件和其它板件焊接拼装成完整车身。该车间生产线主要包括有：四门、车架、前盖、后盖、翼子板、地板、左右侧围等焊接线。

新松焊装车间转运移动机器人正在调试中

焊装车间对载重要求相对不高，节拍根据现场生产需求有快有慢。目前移动机器人的主要应用场景为：

四门两盖及翼子板等部件从焊接线下线后，根据生产车型的需求，AGV自动将对应车型的零部件转运至调整线进行装配，AGV采用滑槽的形式实现零部件托盘的自动移载，可以实现多车型混线生产的需求。

车架及左右侧围等部件以AGV作为移动载体，根据工艺需求，在各焊装工位进行转运，AGV进入工位后地面加紧机构对托盘进行二次定位，实现机械手对工件的自动抓取。

值得关注的是，与总装车间AGV柔性装配线类似，越来越多的工厂正在尝试采用移动机器人根据生产工序，依次承载夹具到点焊自动站、螺柱焊自动站及弧焊自动站等，逐步完成所需的工序焊装，提高了车身钣金件搬运的效率与水平，进而取代传统的焊接线体。

四、涂装车间

涂装车间主要是将涂料涂覆于（基地表面）物面上，经干燥成膜的工艺，或将涂料在涂物表面扩散开的操作。涂装过程包括清洗、电泳、色漆、清漆等步骤。

目前涂装车间生产已经实现高度自动化，对柔性需求相对较弱，而且在喷漆车间应用的AGV对防爆、可靠性要求极高。AGV在转运中，出入喷涂车间，难免接触油漆，所以AGV需要具有一定的耐油漆、耐溶剂性，便于清理，保持清洁。

2020年美国某车厂引进了多台新松的物流转运AGV，实现了数百米长距离的运输及高度稳定对接工作。通过智能化物流系统对AGV进行调度管理、对涂装机器人的喷涂工艺环节精准有效对接，可满足多品种车身柔性化生产的需求提高生产效益。