工業機器人「第二春」在哪裡？汽車製造佔比35%以上

2023-04-06 07:56:47

導讀： 汽車和3C行業作為工業機器人應用的主要賽道，佔有全球機器人市場三分之二的市場份額，其中汽車行業是工業機器人最大的下遊行業，佔比高達35％。

眾所周知，工業機器人的四大家族，ABB、KUKA、FANUC、YASKAWA佔有全球機器人市場75％以上。汽車和3C行業作為工業機器人應用的主要賽道，佔有全球機器人市場三分之二的市場份額，其中汽車行業是工業機器人最大的下遊行業，佔比高達35％。

汽車領域的工業機器人，除了四大家族的布局，還有義大利菲亞特克萊斯勒旗下的COMAU（柯馬）、日本的NACHI、川崎重工、韓國的現代重工等企業值得一提。

ABB在汽車應用領域，其機器人產品價格最高、品類最全、軟體系統最優等特點，合作汽車廠商有比亞迪西安工廠、江淮汽車工廠、吉利汽車集團、東風日產大連工廠、廣汽本田工廠、天津長城、長安福特、寶馬鐵西工廠等。

KUKA在汽車應用領域，其機器人產品操作簡單、最易上手、培訓時間短但可靠性略低於日系產品，合作汽車廠商有長安汽車北京工廠、上海大眾寧波／儀徵／南京工廠、一汽大眾佛山／成都工廠、北京奔馳、比亞迪騰勢電動車工廠、奔馳福州工廠等。

FANUC在汽車應用領域，其機器人產品精度最高但過載能力較差，合作汽車廠商有東風御風襄陽工廠、神龍汽車武漢三工廠、東風柳汽工廠、上海通用東嶽／北盛工廠、上汽大通、上汽匯眾、東風日產、東風本田等。

柯馬在汽車應用領域，其機器人產品性價比最高，合作汽車廠商有廣汽通用廣州工廠、杭州廣汽、儀徵上汽、嘉定上汽、上海通用、瀋陽通用、煙臺瀋陽、華晨汽車、華秦鄂爾多斯、長春一汽、廣汽菲亞特克萊斯勒、蕪湖奇瑞、重慶長安、南京汽車等。

川崎在汽車應用領域，其機器人產品通用性差，專用於福特、豐田汽車，合作汽車廠商有杭州福特、一汽豐田、廣汽豐田等。

整個汽車工業可以分為歐美和日本兩大主流。

日系車以豐田為代表，旗下的電裝、愛信、愛知制鋼、豐田紡織、豐田合成、JTEKT都是全球前30大汽車零部件企業，其中電裝與愛信分別在全球汽車零部件企業中排名第二和第四。

歐美系車與日系車最大的區別是除發動機外幾乎所有關鍵原材料和零部件都外購，當然，發動機的原材料和零部件也是需要外購的。

整個車廠工藝核心，在於衝壓、焊接、噴塗和總裝四大步。

衝壓

衝壓工藝作為汽車生產的四大工藝之首，是汽車製造裝備中最關鍵的設備。

當前已經投產的自動化衝壓生產線上基本都是標準的六軸工業機器人，相比近期的七軸機器人，六軸機器人成本更低，不管是後期的維護上還是柔性化上都很具有優勢，但衝壓工藝上需要180度的水平旋轉，就導致了對機器人運動複雜度具有更高的標準，因此七軸機器人技術才能很好地克服這些問題。

在汽車衝壓生產線上，某個工廠使用的六臺ABB機器人，其三臺六軸機器人用於拆垛、線首上料和線尾下料，三臺7軸機器人進行壓機間零件傳輸。通過這六臺機器人配置是整線機器人，不僅達到了告訴與柔性的完美結合，而且速度快，總耗時在120秒以內，大大提升了生產效率。在沒有任何人工參與的情況下，在一定程度上保障了安全性。

焊接

焊接是繼衝壓之後的第二大步驟，是車身製造工藝的主要部分。

汽車的車身是薄板構成的結構件，通過衝壓成型的板料來裝配焊接成汽車車身，因此，焊接的好壞最大程度影響汽車車身的強度。

焊接是機器人使用最多的車間，汽車焊接機器人的發明讓焊接技術有了進一步的提升，可以在工作時間內完成包括焊接在內的搬運、安裝、焊接以及卸料等多個環節的工作任務。在此工作的環節中，焊接機器人可以根據事先設定的工作程序以及任務性質，能夠達到自動更換手腕工具，在規定的有效時間內完成設定的所有工作任務。因此，焊接機器人的發展，對於工業生產的發展，具有極大促進作用。

對於一些國內產家來說，每年要生產20萬臺汽車的焊接車間一般最少也需要60－80臺焊接機器人。據悉，奇瑞A3汽車生產線上，擁有62臺焊接機器人；江淮汽車生產線上，擁有79個焊接機器人；江鈴小藍二期汽車生產線上，擁有60個焊接機器人；吉利寶雞汽車生產線上，擁有128個焊接機器人；廣汽菲克廣州汽車生產線上，擁有440個焊接機器人；長城徐水二期汽車生產線上，擁有300個焊接機器人；特斯拉Model3汽車生產線上，擁有大約420個焊接機器人；長安福特杭州廠使用了503個日本川崎重工的焊接機器人；寶馬鐵西工廠使用了685個焊接機器人；一汽大眾佛山廠使用了842個焊接機器人。

噴塗

最早汽車塗裝主要依靠人工噴塗進行，但噴塗的漆料一般都是含有大量的苯、甲苯、二甲苯等具有較強危害性的化學成分，對噴塗人員的身體健康造成較大的影響。而採用機器人噴塗，不僅可以避免工作人員直接接觸大量化學物質，還在很大程度上彌補人工噴塗的劣勢，提高工作效率和噴塗質量，同時也降低人力物力資源的浪費，幫助企業更好的進行成本預算控制，提高了企業的經濟利潤，因此，噴塗機器人是降低成本，提高工作效率的重要途徑。

我國早期主要使用的噴塗機器人是以日系工業機器人為主，這種工業機器人雖然能夠完成汽車塗裝工藝的基本工作任務，但是其系統控制精確度不高，隨著現代汽車工藝質量的不斷精細，這種日系工業機器人也逐漸被淘汰。

目前，我國汽車塗裝則主要依靠新一代的塗裝多軸機器人來完成，相對於傳統工業機器人，塗裝多軸機器人的工作效率和噴塗質量有了更大的提高。

例如ABB的新一代塗裝機器人能夠通過ABB集成過程系統的精確控制，實現閉環迴路式調節及高速塗料控制於空氣流量調節，除此之外，ABB集成過程系統還能夠有效避免過噴問題的出現，確保汽車噴塗表面能夠均勻一致，避免由於厚度不一致出現美觀度降低的問題，大大提高了塗料和溶劑的利用率。

一般噴塗機器人的價格遠比焊接機器人要高，通常是焊接機器人的2－3倍。

總裝

裝配機器人是柔性自動化裝配系統的核心設備，由機器人操作機、控制器、末端執行器和傳感系統組成。與一般工業機器人相比，裝配機器人具有精度高、柔順性好、工作範圍小、能與其他系統配套使用等特點，主要用於汽車製造行業。

目前汽車廠商一般使用的裝配包括地面輸送機、懸掛輸送機、板式輸送機、裝調工具、檢測設備、AGV車等等。