在全球化的經濟環(huán)境下,汽車制造業(yè)作為世界經濟的重要支柱,持續(xù)面臨著提高效率、降低成本以及滿足個性化需求的多重挑戰(zhàn)。隨著技術的發(fā)展,自動化成為推動這一行業(yè)革新的核心力量。特別是協(xié)作機器人(Cobots),以其獨特的與人協(xié)作的能力,正在逐步改變汽車制造的傳統(tǒng)生產模式。
協(xié)作機器人區(qū)別于傳統(tǒng)工業(yè)機器人,它們設計上更加靈活、安全,能在無需復雜安全防護的情況下與工人并肩作業(yè)。不僅可以提升生產效率,還能在調整生產線、實現定制化生產方面發(fā)揮重要作用。隨著技術的不斷進步,協(xié)作機器人在汽車制造中的應用越來越廣泛,從簡單的零部件裝配到復雜的整車總裝線,它們的角色愈發(fā)重要。
據MIR睿工業(yè)數據預測,2024年中國協(xié)作機器人市場預計增長21%,到2026年年復合增長率預計達35%,這一增長主要受到智能化工廠的推廣及市場需求增加的雙重驅動。協(xié)作機器人以其獨特的靈活性和較低的部署成本,成為眾多行業(yè)自動化轉型的首選。
2015-2026E中國協(xié)作機器人整體市場銷售規(guī)模推移(臺)
(數據來源:MIR DATABANK)
復雜行業(yè)下的挑戰(zhàn)
汽車行業(yè)作為傳統(tǒng)的制造業(yè)巨頭,面臨著供應鏈復雜、產品類型多樣以及市場需求快速變化等諸多挑戰(zhàn),是一個高附加值和高自動化水平的行業(yè),協(xié)作機器人因其輕負載、高柔性的特點,很早便進入了汽車企業(yè)的視野,因此汽車行業(yè)成為協(xié)作機器人最合適的切入點。
乘用車生產工藝一覽
(資料來源:MIR睿工業(yè))
汽車制造業(yè)是一個非常復雜的行業(yè),因為它涉及很多其他行業(yè)。想要造出一輛車,制造商不僅要設計車,還得從金屬、塑料、橡膠、電子、紡織和玻璃等行業(yè)購買很多不同的部件。任何供應鏈的中斷都可能導致生產延誤,讓整個汽車生產過程都會受到影響。
汽車不僅需滿足不同的功能需求,如運輸和農業(yè),還需適應市場對新車型和產量的持續(xù)變化。此外,人才短缺和頻繁的產品更新,以及環(huán)保和監(jiān)管要求,進一步增加了制造商的挑戰(zhàn)。盡管面臨諸多挑戰(zhàn),汽車行業(yè)仍在準備迎接長期增長,并進行必要的行業(yè)變革。
隨著近幾年新能源汽車的迅猛發(fā)展,汽車行業(yè)的生產模式和技術也在經歷著一些變化。為了適應這些變化,自動化和智能化技術的應用成為了關鍵。
新能源汽車相較傳統(tǒng)汽車,在電池、電控和電機的生產上有更為特殊的技術和工藝要求。這些部件的生產需要極高的精度和一致性,同時對生產環(huán)境的清潔度和安全性要求更高。
那么,協(xié)作機器人如何為汽車行業(yè)賦能?
協(xié)作機器人能帶來什么?
工業(yè)機器人和協(xié)作機器人現狀
傳統(tǒng)工業(yè)機器人和協(xié)作機器人都是汽車行業(yè)的基礎。雖然乍一看它們似乎很相似,但兩者有著根本的區(qū)別。它們各自的專業(yè)設計和應用使它們在行業(yè)中各有獨特的地位。
工業(yè)機器人出現的較早,并成功提高了汽車制造業(yè)的自動化程度。這些重型機器在材物料搬運和部件組裝等任務上的表現優(yōu)于人工。協(xié)作機器人在工廠車間的位置就在工人旁邊,因為它們比工業(yè)機器人更加安全。
因此協(xié)作機器人迅速普及。
據MIR DATABANK數據顯示,中國汽車行業(yè)協(xié)作機器人銷量一直處于增長趨勢,預計到2026年復合增長率達22%。
2015-2026E中國汽車行業(yè)協(xié)作機器人銷售規(guī)模推移(臺)
(數據來源:MIR DATABANK)
雖然汽車行業(yè)傳統(tǒng)的機器人自動化有著悠久的歷史淵源,但協(xié)作機器人在提高效率和降低成本方面仍有很多機會。
空間利用率高:協(xié)作機器人體積較小,能夠在有限的空間內完成復雜任務,這對于車間空間經常變動的汽車行業(yè)尤為重要。
安全性高:與傳統(tǒng)工業(yè)機器人相比,協(xié)作機器人可以與人類工作者安全地共處一室,無需額外的安全隔離措施。
部署快速與成本低:協(xié)作機器人通常不需要復雜的編程和長時間的培訓,從而大幅降低了初始部署和換線換產的部署成本。
新能源汽車場景中協(xié)作機器人的應用覆蓋
隨著全球氣候變化和環(huán)保意識的提升,新能源汽車已成為汽車行業(yè)最重要的增長領域之一。為了滿足全球減排目標,新能源汽車的銷售量急劇增長促使汽車制造商轉向更高效、更自動化的生產技術,尤其是在電池、電控和電機等關鍵組件的生產中。
目前中國協(xié)作機器人市場以內資為主正在不斷擴張,以艾利特機器人為代表的協(xié)作機器人制造商正專注于新能源汽車生產線,把握主流市場,加大研發(fā)投入,致力在新能源汽車生產場景中最大程度發(fā)揮協(xié)作機器人的潛力。
1、電池生產:艾利特協(xié)作機器人在電芯堆疊、模組下線、氣密性檢驗、上蓋安裝、貼標等環(huán)節(jié)發(fā)揮著重要作用。它們能進行精準的搬運和定位,同時執(zhí)行復雜的裝配任務,確保電池的安全性和可靠性。
電芯段:為保證生產效率及產品一致性,疊片、焊接、封裝等工藝段協(xié)作機器人滲透率較高。主要用于電芯組裝中的電芯入殼搬運、頂蓋焊接搬運、組盤、注液搬運等,艾利特協(xié)作機器人布置更加靈活,不同機臺適應性強。
PACK段:主要應用于極耳裁切、清洗、貼膠、檢測等工藝段,該工藝段對臂展要求高,協(xié)作機器人臂展較大,部署更便捷。
2、電控:汽車中控屏的生產流程,涉及屏幕組件的檢測、壓合、電路主板與外殼的螺絲鎖附、屏幕功能測試、背殼的裝配等工藝流程,工藝流程復雜且高度耦合。艾利特將EC66協(xié)作機器人與傳統(tǒng)工業(yè)機器人進行組合,結合不同品類的技術特點和優(yōu)勢,將艾利特協(xié)作機器人在與操作人員有可能接觸、空間緊張的上料部分倒裝部署,進行人機共線。
來料的條碼讀取和裝配檢查、螺絲擰緊的工位,機器人運行只需平面操作、節(jié)拍要求高,則由SCARA機器人執(zhí)行;物料在不同工站的搬運和裝配則由高速的工業(yè)六軸機器人進行。
3、電機:驅動電機屬于電動汽車驅動裝置里的重要部件,其驅動性能會直接影響到整車性能。艾利特機器人已廣泛用于電機芯軸上下料、電機端面打膠等應用。
艾利特EC66協(xié)作機器人,機器人負載6KG,臂展914mm,能夠完全適應現場緊湊的空間。可以很靈巧的避開現場密集的設備和儀表。末端采用了電磁鐵和機械手進行搭配,通過上磁和消磁的方式,輕松的吸放鋼鐵制品的芯軸。不需要過于復雜的調試。
盡管協(xié)作機器人在汽車制造業(yè)的應用帶來了諸多好處,但也面臨著技術挑戰(zhàn)和市場接受度的問題。技術上,提高機器人的智能化水平、增強其與人類工作者的交互能力是未來發(fā)展的關鍵。市場層面,則需進一步讓用戶認識到協(xié)作機器人帶來的長期投資價值。
隨著智能化技術和人機交互能力的不斷進步,協(xié)作機器人預計將在汽車制造業(yè)中發(fā)揮更大作用。中國企業(yè)正通過增強人工智能算法和機器學習技術來提升協(xié)作機器人的自適應性和決策能力。此外,隨著政策支持和產業(yè)鏈成熟,協(xié)作機器人的應用預計將進一步普及,推動制造業(yè)向更高效、安全和環(huán)保的方向發(fā)展。未來,協(xié)作機器人不僅將成為生產力的賦能者,更將成為推動行業(yè)創(chuàng)新和變革的關鍵力量。
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