汽车零部件生产过程中,很多工序都需要进行工件取放、上下料和工位之间的转移。
部分零部件虽然单件重量并不算特别大,但由于每天需要重复搬运,长期依靠人工完成,仍然会增加操作人员的劳动强度。
因此,在汽车零部件制造、机加工和装配过程中,越来越多企业开始考虑使用助力机械手、智能平衡吊等工业搬运设备,对人工搬运工位进行改善。
一、汽车零部件生产中有哪些搬运需求?
汽车零部件种类很多,不同工序的搬运方式也存在区别。
常见的搬运作业包括:
原材料上料
机床上下料
加工件转移
工序之间的搬运
零部件装配
成品下料
料架与工作台之间转移
工装及夹具搬运
这些作业有一个共同特点:
工件需要频繁取放和转移,同时又需要操作人员参与判断和定位。
对于这类工位,助力机械手是一种可以重点考虑的方案。
二、为什么汽车零部件工位适合使用助力机械手?
汽车零部件生产具有较高的重复性。
同一个工位可能每天需要完成大量类似的搬运动作。
例如:
料架 → 加工设备
操作人员首先取出工件,然后将工件移动到机床加工位置。
加工完成后:
加工设备 → 周转台
再将工件取出并放置到指定位置。
如果工件重量较大,这种重复搬运就容易形成较大的人工劳动量。
助力机械手可以在这个过程中承担工件的主要重量,由操作人员控制设备完成移动和定位。
这样既保留了人工操作的灵活性,也减少了人员直接承受工件重量的情况。
三、哪些汽车零部件工位可以考虑助力机械手?
1. 机加工上下料
这是比较典型的应用场景。
汽车零部件经过车削、铣削、磨削等加工工序时,需要不断进行工件装卸。
如果工件具有一定重量,可以根据机床位置和工件重量配置助力机械手。
设备主要承担搬运过程中的重量,操作人员负责工件取放和位置控制。
2. 零部件装配
汽车零部件装配过程中,经常需要将零件或组件移动到指定工位。
如果零部件尺寸较大或者重量较高,人工搬运可能不够方便。
在这种情况下,可以根据装配工位的空间和搬运范围设置助力机械手。
3. 工件周转
不同生产工序之间,经常需要通过料架、托盘或者周转台进行工件转移。
如果周转过程需要人工频繁搬运,可以通过工业搬运设备辅助完成。
特别是固定区域内的重复搬运,可以重点考虑助力机械手、智能平衡吊或者悬臂式搬运臂。
4. 工装和夹具搬运
部分汽车零部件生产过程中需要使用不同的工装和夹具。
当工装重量较大,需要频繁更换或者移动时,可以考虑使用搬运设备辅助操作。
这类场景通常更加关注设备的起重量、工作范围以及安装方式。
四、汽车零部件搬运应该选择哪一种助力机械手?
不同工位的结构并不一样。
因此,并不是所有汽车零部件生产线都应该使用同一种机械手。
折臂式智能平衡吊
如果工位需要较大的活动范围,可以考虑折臂式智能平衡吊。
烜卓科技QD系列包括QD100、QD200、QD300和QD600,可根据不同工件重量进行选择。
这种设备可以用于工厂内部的工件取放、上下料以及搬运作业。
硬臂式助力机械手
如果生产工位相对固定,可以考虑硬臂式结构。
HAC-BS系列包括100kg、200kg和300kg规格。
实际选型需要结合工件重量、工作半径、提升高度以及现场安装条件确定。
软索式助力机械手
对于需要较灵活操作方式的工位,可以考虑软索式助力机械手。
软索结构可以根据不同工件和末端工具进行配置,适用于部分人工参与程度较高的搬运场景。
直臂式智能平衡吊
对于固定工位的上下料和工件搬运,也可以考虑直臂式结构。
具体使用方式需要根据提升设备、工件重量、工作范围以及现场条件确定。
五、汽车零部件搬运不能只看重量
很多企业在咨询设备时,第一句话通常是:
“我们的工件有200kg,应该用多大的机械手?”
重量当然是重要参数,但仅仅知道重量还不够。
例如同样是200kg的汽车零部件:
一种需要从地面搬到工作台;
一种需要从料架搬到机床;
另一种需要从一个生产工位转移到另一个工位。
三种情况下,对设备工作半径、提升高度以及末端工具的要求可能完全不同。
因此,在设备选型之前,最好同时确定以下参数:
工件最大重量
工件尺寸
工件形状
工件重心
取料位置
放料位置
搬运距离
工作半径
提升高度
搬运频率
现场安装条件
六、末端夹具同样重要
助力机械手真正接触工件的是末端工具。
因此,在汽车零部件搬运项目中,夹具设计往往与机械臂本体同样重要。
对于不同工件,可以根据实际情况选择不同的抓取方式。
例如:
规则金属工件
可以根据工件形状设计机械夹具。
具有特定抓取位置的零部件
可以设计专用夹持工具。
表面适合真空吸附的工件
可以根据实际工况考虑真空吸盘。
因此,不能只按照机械手的额定起重量来判断整个搬运方案是否可行。
七、助力机械手和工业机器人有什么区别?
汽车零部件行业也是工业机器人应用比较广泛的领域。
但助力机械手和工业机器人并不是完全相同的设备。
工业机器人更适合动作标准化、路径固定,并且可以通过程序自动完成大量重复动作的场景。
助力机械手则更强调操作人员与设备共同完成搬运。
例如在一个人工装配工位:
操作人员需要根据实际情况判断工件位置,然后控制机械手将工件移动到装配位置。
这种情况下,如果直接采用完整的机器人自动化系统,可能需要同时解决视觉、定位、工装以及程序控制等问题。
而助力机械手的应用方式相对直接,可以保留人工操作环节,同时利用设备辅助完成重物搬运。
因此,企业应该根据生产工艺决定采用哪一种方式,而不是简单地认为“自动化程度越高越好”。
八、什么时候更适合使用智能平衡吊?
如果汽车零部件工位主要是重物取放,而且操作人员需要频繁控制提升和移动过程,可以考虑智能平衡吊。
例如:
料架 → 工作台
托盘 → 加工设备
加工设备 → 周转区域
这种固定区域内的重复搬运,可以根据实际重量和工作范围选择相应设备。
如果工件需要更加复杂的抓取和操作,则需要进一步考虑末端工具以及机械臂结构。
九、汽车零部件搬运设备如何规划?
如果工厂准备对汽车零部件生产线进行搬运改善,可以按照以下步骤进行。
第一步:确定工件
记录最大和最小工件重量、尺寸以及形状。
第二步:确定动作
明确工件需要从哪里搬到哪里。
第三步:确定空间
测量取料点、放料点以及设备安装位置。
第四步:确定提升高度
确认工件需要提升到多高的位置。
第五步:确定搬运频率
统计每天或者每小时需要完成多少次搬运。
第六步:确定末端工具
根据工件结构确定采用夹具、吊具或者真空吸盘等方式。
完成这些基础信息之后,再选择机械手结构和提升设备,设备方案会更加明确。
十、助力机械手并不一定意味着整条生产线自动化
这是汽车零部件企业在进行自动化改造时比较容易产生的一个误区。
自动化并不一定意味着必须把人工全部取消。
对于很多已经运行成熟的生产线来说,真正需要改善的可能只是其中一个搬运工位。
例如:
原来两名员工搬运 → 改为一套助力机械手辅助;
原来人工反复搬运 → 改为设备承担主要重量;
原来人工抬取工件 → 改为机械手辅助上下料。
这种局部自动化同样可以改善生产现场。
尤其对于生产工艺已经比较成熟、但搬运环节劳动强度较高的企业,这种方式具有较强的实际针对性。
十一、结语
汽车零部件生产中的搬运需求非常多样,从机加工上下料,到工件周转,再到装配和工装搬运,不同工位对应的设备方案并不相同。
如果主要需求是让人工更加轻松地完成重物搬运,可以重点考虑助力机械手和智能平衡吊。
如果搬运区域固定、重量较大,也可以考虑悬臂式搬运臂。
如果工件属于适合真空吸附的板材或玻璃,则可以进一步考虑真空吸盘吊具。
最终设备选型还是应该回到实际工况:
工件多重、工件多大、怎么抓、搬多远、升多高、一天搬多少次,以及现场在哪里安装。
把这些条件确定下来,再进行设备结构和型号选择,才能真正匹配汽车零部件生产现场。