新能源汽車整車廠4大車間AGV/AMR應用

總裝車間應用AGV/AMR數(shù)量最多。

汽車行業(yè)使用AGV最早起源于瑞典汽車制造商沃爾沃，1973年，沃爾沃引進了實時運輸這個理念，即根據(jù)需求把物料運送至需求車間。根據(jù)實時運輸理念，沃爾沃在KALMAR轎車裝配線上大量采用了AGV進行計算機控制裝配作業(yè)，擴大了AGV的使用范圍。到70年代末，歐洲約裝備了520個AGV系統(tǒng)，共有大約4800臺小車。

從70年代發(fā)展至今，AGV在汽車行業(yè)的應用已經(jīng)十分成熟。

新能源汽車的制造一方面與傳統(tǒng)汽車的制造在制造工藝和裝備上有傳承關(guān)系，另一方面由于新能源汽車采用了新的動力來源和驅(qū)動系統(tǒng)以及相應的控制系統(tǒng)，在制造上又與傳統(tǒng)汽車在生產(chǎn)工藝設備上存在很大差異。

新能源的車間和傳統(tǒng)主機廠的車間主要有兩點區(qū)別：

第一點由于動力的不同，傳統(tǒng)的主機廠是動力總成車間，包含發(fā)動機和變速箱，而新能源汽車工廠會需要一個電池包車間代替?zhèn)鹘y(tǒng)的動力總成車間。電池包的生產(chǎn)一般有三種方案：電池包整體外包、外購模組廠內(nèi)安裝、外購單體場內(nèi)進行模組集成和安裝。

第二點是因為原生純電車型都會多出一個電池包拼合的步驟，需要將電池包與車輛底盤和車身拼合。?

因此，整體來看，新能源汽車在整車車身的制造上，與傳統(tǒng)汽車的車身差別不大，通常還是需要沖壓、焊裝及涂裝等工藝及相應的設備和輸送裝置等。在總裝配工藝流程中主要的變化是需相應地安排電池、電動機、電控裝置及高壓線束等新增零部件的裝配以及電動空調(diào)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等電驅(qū)動的其他汽車零部件的裝配工序和相應的工裝。

根據(jù)CMR產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)，新戰(zhàn)略移動機器人產(chǎn)業(yè)研究所統(tǒng)計，當前，在新能源整車廠，總裝車間應用AGV/AMR數(shù)量最多，占比為80%，其次是焊裝車間，占比為10%，沖壓車間占比為7%，涂裝車間占比最少，為3%。

新能源汽車整車廠四大車間AGV/AMR應用比例

1、沖壓車間

新能源汽車與傳統(tǒng)汽車的不同之處，新能源，顧名思義，不同點主要體現(xiàn)在動力系統(tǒng)上，所以最大的變化是在動力總成車間及電池車間，這個變化點對于沖壓的影響不大。

沖壓車間物料體積大、質(zhì)量高，傳統(tǒng)的沖壓車間在開卷、上料、零件沖壓、行車吊運、物料裝箱、物料配送等環(huán)節(jié)，以人工為主，再配備叉車運輸，最終沖壓零件料箱運輸?shù)綆旆?。隨著沖壓工藝的完善、材料的變革，企業(yè)對沖壓車間智能制造的要求越來越高，工廠的智能化也越來越受到重視。

AGV/AMR在沖壓車間的布局不僅僅是搬運物料，AGV/AMR在產(chǎn)線中的布局是一套完整產(chǎn)線智慧物流解決方案，AGV/AMR系統(tǒng)可以與沖壓MES系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)交互，整套方案具備物料跟蹤、倉儲管理、與各種生產(chǎn)系統(tǒng)接口對接的能力，為企業(yè)實現(xiàn)信息化、數(shù)字化、智能化全面智能制造提供了有效的保障。

從應用產(chǎn)品的類型來看，根據(jù)AGM/AMR結(jié)構(gòu)不同，沖壓車間采用的AGM/AMR主要有三種類型：

潛伏雙向牽引式AGV

潛伏全向牽引式AGV

全向舉升背負式AGV

采用這三種類型移動機器人的原因是由于沖壓車間的料箱尺寸大小不一，而且重量也不相同，其他種類AGM/AMR很難覆蓋如此多品種的料箱。并且，沖壓料箱數(shù)量非常多，如果要標準化沖壓料箱，會導致庫房面積與料箱成本的提高。而潛伏或背負式AGV，可以通過通用的托盤，在一定程度上減少AGM/AMR 對料箱標準化的要求，實現(xiàn)最大程度的通用。

2、焊裝車間

沖壓完成的汽車側(cè)圍覆蓋件，從沖壓車間出來之后就直接進入白車身焊接組裝生產(chǎn)線。焊裝車間的工作主要是將沖壓車間生產(chǎn)的車身零部件和其它板件焊接拼裝成一個完整的白車身。該車間生產(chǎn)線主要包括有：四門、車架、前蓋、后蓋、翼子板等焊接線。焊裝線是整個汽車產(chǎn)線中工藝最復雜，自動化程度最高的一條產(chǎn)線。整個焊裝線工藝結(jié)構(gòu)非常緊密，包含點焊、CO2焊、螺柱焊、凸焊、壓合、涂膠、調(diào)整、滾邊，共計8種工藝。

替代人工搬運，實現(xiàn)自動化物流，AGV/AMR目前在焊裝車間物流輸送方面應用逐漸增多，代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工轉(zhuǎn)運物料及電瓶車、叉車、皮帶機、Buffer 等傳輸車輛和設備。在焊裝車間使用AGV進行物流運輸，不僅可以提高車身鈑金件搬運的自動化水平，還能滿足大批量生產(chǎn)的要求。

焊裝車間對載重要求相對不高，節(jié)拍根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)需求有快有慢。目前移動機器人的主要應用場景為：

四門兩蓋及翼子板等部件從焊接線下線后，根據(jù)生產(chǎn)車型的需求，AGV/AMR自動將對應車型的零部件轉(zhuǎn)運至調(diào)整線進行裝配，AGV/AMR采用滑槽的形式實現(xiàn)零部件托盤的自動移載，可以實現(xiàn)多車型混線生產(chǎn)的需求；

車架及左右側(cè)圍等部件以AGV/AMR作為移動載體，根據(jù)工藝需求，在各焊裝工位進行轉(zhuǎn)運，AGV/AMR進入工位后地面加緊機構(gòu)對托盤進行二次定位，實現(xiàn)機械手對工件的自動抓取。

當前，與總裝車間AGV/AMR柔性裝配線類似，越來越多的工廠正在嘗試采用移動機器人根據(jù)生產(chǎn)工序，依次承載夾具到點焊自動站、螺柱焊自動站及弧焊自動站等，逐步完成所需的工序焊裝，提高了車身鈑金件搬運的效率與水平，進而取代傳統(tǒng)的焊接線體。

3、涂裝車間

涂裝車間的任務就是將焊裝車間完成的白車身涂上一層層的漆，除了加強車身防銹，主要是讓車身看起來更加美觀。涂裝車間主要各種工藝將涂料涂覆于（基地表面）物面上，經(jīng)干燥成膜的工藝，或?qū)⑼苛显谕课锉砻鏀U散開的操作。涂裝的功能主要是起到保護、裝飾作用。涂裝的過程一般都需要經(jīng)過清洗、電泳、色漆、清漆等步驟。

新能源汽車與傳統(tǒng)燃油車涂裝PVC工藝有一些區(qū)別，因新能源汽車車底安裝電池包，車底電池包區(qū)域在底板防護噴涂時可以取消，車底電池包區(qū)域有電池包遮擋，可以保護車底鋼板漆膜。取消電池包區(qū)域噴涂可以降低車身質(zhì)量，提高車輛續(xù)航里程，同時也可以減少材料消耗，降低生產(chǎn)成本，但從涂裝的流程來看，新能源汽車涂裝與傳統(tǒng)汽車涂裝基本沒有區(qū)別。

涂裝生產(chǎn)線由于工藝復雜，各工序之間往往只能采用傳統(tǒng)的機運系統(tǒng)（如前處理電泳擺桿和翻轉(zhuǎn)機，烘干爐中的高溫輥床等），由于要滿足工藝所需的環(huán)境要求，因而對AGV的使用場景并不友好。然而，基于人效提升和自動化程度的需求，一些整車廠逐漸開始嘗試在涂裝車間某些場景中應用 AGV，主要有兩類：

第一類，生產(chǎn)線邊物流流轉(zhuǎn)。

第二類，在涂裝主線與儲備區(qū)之間進行車身轉(zhuǎn)運，比如集中布置點修補和重返修線，在車身修補的工作間與儲備區(qū)之間利用 AGV進行輸送。 4、總裝車間

總裝的任務就是將發(fā)動機、變速器等各種各樣的零件、組件及部件依據(jù)一定的裝配技術(shù)要求和裝配關(guān)系組裝在車身基體上，構(gòu)成一部完整、合格的汽車。根據(jù)總裝車間的職責及總裝車間平面布置，?在總裝車間內(nèi)完成的主要任務有：配套件的存放和發(fā)送，各種總成和零件、部件的分裝，車身一次內(nèi)飾裝配，底盤裝配，二次內(nèi)飾裝配及整車的各類檢驗、返修補漆及調(diào)試工作，確保整車合格入庫。

總裝生產(chǎn)線主要由一系列輸送設備及相關(guān)輔助設備構(gòu)成，以輸送車身為導向進行工藝布置。因規(guī)劃要求及場地的影響，而形成工藝布置的方式多樣性。工藝布置形式主要有塊狀、T型、U型、L型等布置型式。

與傳統(tǒng)汽車相比，新能源汽車在總裝配工藝流程中主要的變化是需相應地安排電池、電動機、電控裝置及高壓線束等新增零部件的裝配以及電動空調(diào)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等電驅(qū)動的其他汽車零部件的裝配工序和相應的工裝。

其中，總裝車間物流工作量占整個汽車工廠物流工作量70%以上，因此它也是AGV/AMR最主要的應用場所。

新能源電動汽車總裝輸送線主要有車身存儲線（PBS）、內(nèi)飾線、底盤線、最終線、OK線、檢測線等。為了滿足新能源汽車準入、快速節(jié)拍及產(chǎn)品模塊化要求，還需要增加車門線、儀表線、動力、前后懸、輪胎、座椅等分裝線來配合主線進行整車裝配；除此之外，總裝底盤線應設有相應的電池包安裝工位，動力電池包一般采用AGV環(huán)線合裝，為適應超寬電池，該線可通過轉(zhuǎn)換H型的托車輪吊具。該線完成電池包的合裝、螺栓擰緊、檢測，及與電池包相關(guān)的一些零部件裝配。

總裝車間對于AGV小車的應用是最成熟的，其自動化程度也是最高的，運送過程可以實現(xiàn)完全的自動化，不需要人工參與輸送，其典型的應用生產(chǎn)線主要包括內(nèi)飾和底盤等。每個整車廠的總裝車間都至少有2～3條的內(nèi)飾和底盤輸送裝配線，而且大多采用SPS配料形式。這為AGV小車的自動化輸送應用提供了良好的應用環(huán)境，同時根據(jù)主線體和具體現(xiàn)場環(huán)境（空間、設備形式等）的不同，可以采用不同的物料隨線輸送形式來滿足AGV小車物流輸送方案的需求，從而優(yōu)化方案、簡化系統(tǒng)復雜性并減少整體項目投資。

在總裝車間目前應用的AGV類型主要有裝配型AGV和配送型AGV。

審核編輯：劉清