联合力量

复杂的零部件，精确的安装，零误差，难怪自动化已经成为动力总成装配线成功所必备的标配

由于自动化技术的大力发展，现代化生产线变得更快、更安全、更加可靠。虽然为高产量生产设计而成的密集型专用生产线是20世界的产物，但是最近增加了灵活性之后呈现出令人满意的状态。这种理念的典型代表就是ABB Powerstrain Robot Systems公司和Ford Powerstrain Manufacturing Engineering公司，双方公司刚刚联合开发完成一种先进的灵活性气缸盖总成（FCHA）系统。

灵活气缸盖总成ABB FCHA的设计师基于传统系列装配系统智商，使多种气缸盖构架同时装配，但不会出现过分耗时或转换过程出现生产停顿现象。这总技术提供的模块化灵活平台，根据平行加工原理，能够最少使用，升职取消使用专门的工作站。更重的是，该系统不仅缩减关键操作，还能根据要求调节生产数量。

一个完备的FCHA系统拥有15个ABB机器人，包括4种不同的中国等负荷6轴机型。系统内的一些模块能够兼容到现有的传统气缸总成站，比如安装有栓塞、密封剂调剂、气门结构总成和测试的总成站。

ATI Industrial Automation公司出品的机器人工具更换器和6轴力量、扭矩传感器是该系统的特点。机器人工具更换器能够灵活自动更换末端执行器。系统包括多种尺寸的机器人工具更换器，能够处理3种不同的气缸零部件类型。多种ATI工具更换器模块能使每4个ABB机器人中的一个的负荷和极限弯矩最大化。

举例来说，不锈钢QC-11工具更换器的尺寸和轴向空气站小，这对可调螺距20kN伺服冲压机上取得110mm最小空间至关重要。这样FCHA系统就能同时冲压两个零部件，减少循环时间和所需机械数量，又能满足Ford公司循环时间要求。ATI开发了小型集成工具-ID模块，用于QC-11工具，每个冲压工具都拥有了独一无二的识别器。

ATI公司出品的Omega 85六轴压力、扭矩传感器是该系统的关键组件，能够以最小的压力安装阀杆。该传感器能够测量所有组件的压力和扭矩，将准确的信息传递给机器人。这种功能是机器人真正“感应”零部件，并对压力做出准确的反应，提高了准确度，并将零部件损坏比率缩小到最低。

首批4个FCHA系统现在已经送往美国、加拿大和墨西哥的Ford发动机工厂。Ford已经指定该系统为工艺过程清单（BOP），将其作为公司发动机制造厂内安装的所有气缸盖总成新的设计标准。

产品和生产线同步设计还是动力系统总成的话题，但是这谁南美洲Comau公司宣称，已经为巴西的Fiat Chrysler Automoiblies(FCA)制造了一种新的发动机生产线，一年能够生产400,000部发动机。该生产线的设计适合全球所有使用新款Fiat Uno和Fiat Mobi汽车发动机，该生产线安装在Betim工厂。

项目第一阶段包括同步工程程序，来自巴西和意大利的Comau和FCA公司的专家们一同定义制造流程，以及装配线背后的理念，该有工作站和设备。然后Comau开始设计生产线所需要的设备。技术专家和工程师们，还有自动化供应商都会参与这个阶段。

据Comau Brasil公司项目经理Eduardo Sousa透露，这是一个非比寻常的项目。他说，“其中最大的挑战就是同时设计装配线和发动机。这个设备的设计必须具备极高的灵活性，才能应付项目过程中产品所有的变化。”

这个装配线全部是在巴西生产，其灵活方案包括机器人、综合摄像机、组合系统和工作站。这个生产线包括两个部分：长度达到220m的飞辊传送机（用于短块和长块装配）和30m长的气缸盖预装配。还有就是拥有460个托盘（用于多种用途）和12个高架升降机，9个AGV系统，54个自动化流动式货架供应系统和21个组件进给系统。

该系统灵活性极高，能够满足在不同位置装配组件。而在老式生产线上，这些组件智能在特定的位置上装配。

Sousa说，“这是Comau Brazil公司迄今最大的项目，其高程度自动化能够满足FCA新生产的需求。在安装阶段，大约有200名专家，包括程序员、机械师、电工和液压专家参与到设备装配和测试当中。开始的时候，我们一干二净，没有安装附件。但是今天的生产线能够不断满足客户的生产需要。”

新的装配技术标准这个成功与Fichter Maschinen GmbH公司相似，该公司在德国艾希施泰滕，是装配系统专家。公司为一家汽车供应商刚刚生产了一种极复杂的装配组件。据说该产品能够代表最新技术水平。在装置物流展示中心有10个Motoman装卸机器人和Yaskawa DX200双联控制器。

该装配组件被罗马尼亚Transylvania用于制造发动机组件，这里使用Yaskawa Motoman MH12类型机器人完成Fichter模块系统的25个处理中心的链接和自动化。

严格的客户需求就是要把9个单独的零部件按照可靠地流程装配起来，每个零部件都有5个不同的模块组成不同的版本，而且要求连续的可追溯性，30分钟的自主性，以及只需1人就能操作的系统。使用机器人进行装卸是在早期决定的，因为个别零部件必须旋转安装。这是保证不同版本的零部件能够达到高度灵活性的唯一方法。而且，门户系统因为组件长度所限而被取消。

系统采用的大部分机器人都配有双夹，每个循环里，在每个工作站都会清楚零部件和插片。循环时间是20秒。

在整个自动化系统中，最重要的装配程序包括：伺服电动接合和压力、路径监控卷边模块；为带有称重系统的个别发动机零部件润滑，用于检测润滑脂消耗；用于测量高度、直径、转矩、同轴度和轴向摆动的检测站；标记和标签。所有个别零部件都使用Ficher模块系统产生的标准化系统进给：这些系统是BoxStore, StepStore, StackStore以及SlideStore。由于程序的复杂性，该系统由一个工件承运系统Fichter DuoFloor联锁。

Yaskawa DX200 Twin能让两个机器人与18个轴相连。因为每个机器人都知道其他机器人的位置，因此不存在“撞击位置”，而装配厂的机器人密度可以优化。

Fichter系统能够随时检测并追踪每个组件。就算出现错误，也能立即追溯并修正。为了这个目标，就加大关注信息综合和交流技术方面。因此，端对端的流程数据监控用于诊断和调试装配流程，而制造商会及时远程维护以及优化。

用于重型发动机制造的视觉标签当然，有效地自动化具有多种形式和外观，正如Daimler Trucks North America分公司Detroit所示。Detroit生产中型商用卡车发动机，提供给Freightliner和Western Star等公司。公司在占地300万平方英尺的制造厂里生产新型发动机，每2.5分钟就能生产一台。

在广泛引用KANBAN之后，纸质书本和装配指示仍然是Detroit生产中的标准操作。公司发动机制造厂每天大约使用500个账本，在48小时前置时间里打印出品，每个都有45-60页。排序通常不太好，因为每天都有变化。

Omni-ID View 10 tags sit in build book pockets on the AGVs at Detroit

这里的困难就是，要采用一个系统来检测发动机在制造厂里的移动状况，并取代制造指示。Detroit制造4种发动机，在燃油经济、马力和扭矩上都有不同。因此，公司㤇制造更加灵活的制造流程，才能在同一个生产线制造多种型号。

此外，选中的方案要在原来的工厂实行。Detroit在生产过程中能够拥有90以上AGV，每个都载有不同型号的发动机，因此必须要求制造账册替换能够与每个AGV联合，上面载有特殊型号的发动机。

这里的选中方案就是Omni-ID出品的ProView，拥有View 10标签，10”视觉标签上洒电泳显示器能够提供文本指示，以及图标指示。这里的RFID，红外线和WiFi交流技术融合在一起，为操作员提供实时智能。

Omni-ID的操作端对与Detroit密切合作，亲临现场来感受软件、硬件和程序局限，并发现改进点。通过测试来决定无线网络的强度，以便标签能够交流他们的地点，接受指示，并与原来的生产软件联网。

View 10标签已经取代了原来的纸质AGV制造书袋，静静地待在那里，等待达到指定的工作站和生产线，并接受相关制造指南，这是建立在特殊AGV类型发动机上的。这种理念能使Detroit建立多种发动机型号，多种选择和客户化订制，以及相同的制造生产线。

在工作站之间来回的流动的发动机流程，即工作指示会自动在View 10的屏幕上更新。为了保证实施准确性，ProView软件会每15分钟就查询Detroit系统，检查新的制造指示已经更新。View 10的主要好处就是，实时指示更新能够与生产线沟通 — 这是纸质指示无法做到的。

此外，Proview能够提供完全端对端的流程视频，比如每一步制造的地点追踪和报告能力。当发动机制造完成之后，指示就是从View 10上清除，并准备接收并部署下一个任务。ROI预计会在12个月至18个月内上线，每年能够节约700万张纸。