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新能源车为汽车自动化生产带来哪些转变?

新能源车为汽车自动化生产带来哪些转变?

2022年光是2月,全球电动车市场销售量逾54万台,年成长率为91.7%,电动自行车的市场也日趋火热,尤其在德国市场,年成长相较2021年多达近36%。火爆的成长态势,证明随着时代变迁,人们的生活型态的追求也大不同,更加注重健康、环保、运动与生活品质等议题,进而使全球新能源产业逐渐转型愈来愈受关注与重视,这其中也为产业的相关制造技术带来新的变化。

理论上,无论电动汽摩托车或自行车,制造工艺皆是传承原有的技术,但由于采用新的动力来源和驱动系统以及相应的控制系统, 在制造上又存在一些差异。另外像是数码化、 智能制造技术以及3D技术,也将会广泛应用在未来电动交通载具的制造中。

而谈到产业未来有哪些值得观察的加工趋势,熟悉铸造及加工制程的达详自动化,在台湾金属制造业拥有相当实力的自动化整合经验,近年搭上电动交通载具趋势商机,达详也成为许多知名机械自动化设备大厂包括机器人制造商ABB、UR,以及OMRON、SICK等的系统整合商。在全球加速发展电动交通载具市场之际,达详也分享了几个产业趋势发展重点:

焊接与研磨制程逐渐淘汰人力 

举例来说,电动自行车车身的制造工艺,包含退火、雷切、焊接、热加工、研磨、清洗、烤漆、组装等,至少到目前为止仍是不变的定律。以焊接制程来说,焊接机器人早已被广泛应用于车身的加工制造产业中,通常采用焊接机器人的产量可以达到人工焊接的数倍,而焊接品质的一致性也大幅的提高。

焊接是车身部件连结的主要方式之一,通常也对车身结构性能具有重要影响,但焊接的品质是很难控制的,也会进一步影响到后续经由粗磨去掉焊点的作业效率,但在这里,无论焊接或研磨的自动化作业,都可透过导入TCP自动校正,以提升机器手臂在执行任务时的重复路径精度。

另外也可透过导入离线编程软件以自动生成机械手臂作业路径,减少人为重复带点与校正的时间,整体来说可提升焊接与研磨作业效率,也提高加工的良率与品质。

达详研发经理余科男表示,之所以需要特别关注焊接与抛光研磨这两块,主要是因为这是所有加工制程中缺工情形最严重的一环。过去因为工作环境恶劣,焊接中的蓝光会使视力衰退、而研磨的粉尘则是损害肺部甚至有爆炸的危险,长久下来对作业员百害而无一利,且焊接跟研磨因为工序复杂,需要倚靠有经验的师傅来做,因此其对于智能化、自动化的需求比例也较高。除了台湾是自行车的代工制造大国,但事实上台湾有许多金属加工产业也面临相同的问题,同样值得产业重视。

混线生产如何兼顾一站式检测?

如今交通载具的发展因为能源问题已到了一个转型阶段,新能源车的生产成为各制造厂的首要难题,但因为生产线的投入成本往往非常巨大,如果要完全抛弃现有生产线而重新建厂,那将产生巨大的不必要浪费,所以实现多产品的共线或混线生产,显然是当前比较有效的解决方案。

由于生产线牵扯到人身安全,品质与交期等严谨流程环节,但一方面随着产品日益精细、生产品项复杂,制造商在产能不减,又要维持高品质的情况下,余科男预期,未来透过像是运用数码化、自动化以及弹性一站式的检测系统来监控整个生产流程的需求会提高,以因应订单日趋蓬勃的生产线。

举例来说,透过视觉识别可以预先确认来料工件,并透过灵活的夹持系统在有限空间下完成精准的快速取盘换料,减少换线时间,以快速完成一站式检测流程。值得关注的是,混线生产使得生产制程与环境变得更加复杂,制造业者也可以善用像是RFID技术跟进每个零件和生产步骤,透过蒐集各设备、产线信息,藉由生产履历,未来更可在异常的第一时间内追溯生产流程,掌握到底是哪个环节出了问题。

刀具管理是CNC加工重中之重

此外,达详也观察到,刀具管理一直是使用CNC设备生产加工制造业者的痛点。余科男表示,刀具是一种消耗性资源,刀具管理往往是业者控制成本的一种方式,现代CNC加工业者最常遇到的问题就是刀具管理紊乱,导致上错刀因而损害机台的事故层出不穷,又或是刀具流向不明。

余科男指出,台湾CNC加工业者的特色之一就是弹性够大,能够承接来自不同客户的订单,加工相当多的品项,不过一旦产品结构复杂,也会衍生刀具种类繁多难以管理的问题,而最理想的办法就是将刀具管理流程全面自动化,利用像是RFID、物联网技术同时监控刀具库、刀具车及机床刀具的使用状态等,并利用电脑、系统与加工机台之间的信息串连,尽可能减少人为介入,一但人为介入的可能性变少了,出错率自然就会降低,为制造产线循序渐进地达到智能化甚至是无人化的生产模式。

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