基於焊接機器人系統的自動化生產線

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基於焊接機器人系統的自動化生產線基於焊接機器人系統等技術的應用，安徽合力股份有限公司（以下簡稱安徽合力）建設具有高度流線化、自動化、柔性化、信息化的小噸位內燃平衡重叉車車架焊接、門架焊接生產線，實現多品種、小批量的混線自動化生產，提高叉車結構件焊接生產的智能製造水平。安徽合力現已具備年產10萬套叉車傳動系統和2.5萬台定製化小噸位叉車整機的柔性生產能力，產品關鍵指標達到國內領先、國際先進水平。項目成果的應用和推廣，將顯著提升行業整體的智能製造水平，增強產品和服務在國際市場中的競爭力。

關鍵詞：焊接機器人系統；自動化生產線；安徽合力；

目錄

一、案例簡介

安徽合力建設小噸位內燃平衡重叉車油箱（片子）、尾架、車架、門架等的焊接機器人系統，以及相應的物流輸送線、機器人移栽系統、電子看板系統等，可實現多品種、小批量的混線自動化生產。油箱（片子）焊接機器人系統的加工對象為小噸位內燃平衡重叉車各類油箱（片子）；尾架焊接機器人系統採用單軸雙工位方式，焊接節拍平均10分鐘，焊接質量穩定，員工作業勞動強度降低；車架焊接機器人系統的加工對象為小噸位內燃平衡重叉車5個系列、17種車架，可實現多品種小批量混線自動化生產；門架自動化焊接生產線主要加工小噸位平衡重叉車各類外門架，生產種類達到近500餘種。通過該技術的應用，安徽合力現已具備年產10萬套叉車傳動系統和2.5萬台定製化小噸位叉車整機的柔性生產能力，產品關鍵指標達到國內領先、國際先進水平。

二、案例背景介紹

安徽合力系安徽省屬國有控股上市公司，主營業務為0.5－46噸工業車輛及關鍵零部件的研發、製造與銷售，產品廣泛應用於車站、港口、機場、工廠、倉庫等物流轉運。安徽合力是國家火炬計劃重點高新技術企業、安徽省工程機械建設（合肥）基地龍頭企業，擁有國家級企業技術中心和安徽省工業車輛重點實驗室，並承擔多項國內國際行業標準的制定。2019年，公司整機銷量突破15萬台，銷售收入突破100億元，實現利潤總額約10億元。

安徽合力智能工廠建設總投資13683萬元，總體目標是以叉車傳動系統（變速箱）和小噸位叉車整機製造數字化車間為重點實施對象，致力於建設國內領先、國際先進的離散型叉車製造智能化工廠，實現全流程和全價值鏈的綜合集成應用，形成有安徽合力特色的離散型智能製造應用新模式，提升產品質量，提高生產效率，降低勞動強度，降低運營成本，最終提升企業經營效益和綜合競爭能力；形成可以在行業內複製並推廣應用的製造新模式，引領行業的轉型升級。

三、案例應用詳情

安徽合力建設小噸位內燃平衡重叉車油箱（片子）、尾架、車架、門架等的焊接機器人系統，以及相應的物流輸送線、機器人移栽系統、電子看板系統等，可實現多品種、小批量的混線自動化生產。

1.車架自動化焊接生產線

（1）油箱、片子焊接機器人系統

該生產線加工對象為小噸位內燃平衡重叉車各類油箱（片子），共7種。生產線主要由9套焊接工作站（其中7套為新增，2套為改造，含自動化夾具）、2套重載搬運機器人及行走地軌（含抓取機構及隨行背料架系統）、6套輸送線、2套信息讀取檢測系統等組成。

油箱（片子）的加工工藝為：

油箱（片子）組裝→貼油箱（片子）物料信息碼→組裝完工件自組裝模具吊運至輸送單元→油箱（片子）物料信息確認（油箱（片子）識別）→搬運機器人至輸送線上料位取待焊油箱（片子）→搬運機器人至焊接機器人工作站分別對兩個工位進行上下件工作→搬運機器人將焊接完工的油箱移至下料輸送線→焊接完工油箱至輸送線自動輸送至小件焊接輥道(進入生產循環)。

（2）尾架焊接機器人系統

該系統由1台焊接機器人本體（配套電源等）、雙工位集成外部軸變位機、1套改造除塵裝置組成。結合尾架產品結構特點及作業模式，採用單軸雙工位方式，結構緊湊，人機作業協同，可充分發揮人和焊接機器人的作業效率。同時，合理利用閒置除塵設備進行改造，降低成本。尾架焊接機器人系統投入使用後，達到項目目標：焊接節拍平均10分鐘，焊接質量穩定，員工作業勞動強度降低。

（3）車架焊接機器人系統

該生產線加工對象為小噸位內燃平衡重叉車5個系列、17種車架，可實現多品種小批量混線自動化生產。生產線主要由7套焊接工作站（7台焊接機器人、7套焊接變位機含夾具）、1套重載搬運機器人及行走地軌（含抓取機構）、1套下線移載小車、上下料輸送線各1套、1套信息讀取檢測系統等組成，生產線布局見圖。

車架的加工工藝為：

車架組裝→貼車架物料信息碼→組裝完工件自組裝模具吊運至輸送單元→人工在輸送線上打底及安裝焊接夾具用工裝→車架物料信息確認（車架識別）→搬運機器人從輸送線上料位取待焊車架→搬運機器人至焊接機器人工作站進行上下件工作→下件待料架滑板小車將焊接完工的車架移至下料輸送線→補焊工位操作人員從下料輸送線上取車架進行補焊（弔取車架時拆卸安裝在車架上的工裝）→補焊完畢後人工調至車架二焊接區。

2.門架自動化焊接生產線

該生產線加工對象為小噸位平衡重叉車各類外門架，不包括起升高度差別的種類約88種，包括起升高度生產種類有400餘種，生產組織難度很大。生產線主要由7套焊接工作站（14台焊接機器人、7套焊接變位機含自動化夾具）、1套重載搬運機器人及行走地軌（含抓取機構）、7套用於焊接工位就近上料的頂升移行機構以及配套的輸送線、3個在線式變位機、1套視覺檢測系統組成、1套信息讀取檢測系統等組成。

四、創新性與優勢

安徽合力建成數條流線化、自動化、柔性化、信息化的車架焊接、門架焊接生產線，提高叉車結構件焊接生產的智能製造水平。基於焊接機器人系統的自動化生產線的應用，可實現多品種、小批量的混線自動化生產。其中，尾架焊接機器人系統投入使用後，達到項目目標，焊接節拍平均10分鐘，焊接質量穩定，員工作業勞動強度降低。

未來，安徽合力通過叉車門架、車架自動焊裝線、自動塗裝線和總裝線的研製，來解決零部件準時配送和來料識別、在制品/產成品件次跟蹤、在線質量檢測和控制、多品種混線生產等柔性製造的基礎性技術問題。最終構建以智能製造、智能產品以及智能服務為基礎的大規模定製的智能工廠，具有良好的經濟效益和社會效益。

五、案例應用效益分析

工業車輛（叉車）行業是典型的離散型製造業，產品定製化要求高、配置複雜、生產組織難度大；通過智能製造的實施，創新行業發展路徑、提升行業製造水平，在當前顯得特別重要。通過項目技術的應用，安徽合力現已具備年產10萬套叉車傳動系統和2.5萬台定製化小噸位叉車整機的柔性生產能力，產品關鍵指標達到國內領先、國際先進水平。

項目的建設，基本實現基於定製化的工業車輛全價值鏈、全生命周期的智能製造模式，進一步提高了智能裝備應用水平，提高了精準製造、敏捷製造能力，並將國內龍頭製造企業、骨幹設計院所、軟件實施單位、核心設備廠家進行有機集成，具有良好的社會效益。項目成果的應用和推廣，將增強產品和服務在國際市場中的競爭力。