Wie viele Roboter gibt es in einer Automobilfabrik?

Die kontinuierliche Entwicklung und Innovation bei Industrierobotern stellt höhere Anforderungen an die Fachkräfte und das Ungleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage an Talenten in diesem Bereich wird immer deutlicher.

Die derzeit spektakulärste Roboterproduktionslinie der Welt ist die Produktionslinie für Autoschweißarbeiten.

Wie viele Menschen arbeiten nach Jahren der Entwicklung noch in der einst überfüllten Autofabrik? Wie viele Industrieroboter gibt es in einer Autoproduktionsstraße?

Chinas Automobilindustrie mit einer jährlichen industriellen Wertschöpfung von 11,5 Billionen US-Dollar

Die Wertschöpfungskette der Automobilindustrie ist eine der längsten im aktuellen Industriesektor. Die Wertschöpfung der chinesischen Automobilindustrie erreichte im Jahr 2019 11,5 Billionen Yuan. Im gleichen Zeitraum betrug die Wertschöpfung der Immobilienbranche nur 15 Billionen Yuan, und die industrielle Wertschöpfung des eng mit uns verbundenen Marktes für Haushaltsgeräte betrug 1,5 Billionen Yuan.

Durch einen solchen Vergleich können Sie die enorme Größe der Automobilindustriekette besser verstehen! Es gibt sogar Industriepraktiker, die das Automobil als Eckpfeiler der nationalen Industrie betrachten, und tatsächlich sind es nicht allzu viele!

In der Automobilindustriekette werden Autoteile und Autofabriken oft getrennt voneinander betrachtet. Eine Autofabrik wird auch oft als Motorenwerk bezeichnet.

Zu den Autoteilen zählen Autoelektronik, Autoinnenteile, Autositze, Autokarosserieteile, Autobatterien, Autoräder, Autoreifen sowie Untersetzungsgetriebe, Getriebe, Motoren usw., insgesamt bis zu Tausende von Komponenten. Dies sind Hersteller von Autoteilen.

Was also produzieren Autohersteller eigentlich? Die sogenannten OEMs, die die Hauptstruktur des Autos sowie die Endmontage herstellen, werden getestet, vom Band gerollt und an die Verbraucher ausgeliefert.

Die Kfz-Werkstätten der OEMs gliedern sich im Wesentlichen in vier Werkstätten:

Wir müssen eine vernünftige Definition für Automobilfabriken finden. Wir nehmen die jährliche Produktionskapazität von 100.000 Einheiten als Standard für eine einzelne Automobilfabrik an und beschränken die Produktion auf nur ein Modell. Schauen wir uns also die Anzahl der Roboter in den vier großen Produktionslinien der OEMs an.

Die Stanzlinie im Hauptmotorenwerk ist die erste Werkstatt. Wenn Sie das Autowerk betreten, werden Sie feststellen, dass die erste Werkstatt sehr hoch ist. Das liegt daran, dass in der ersten Werkstatt die Stanzmaschine installiert ist. Die Stanzmaschine selbst ist relativ groß und hoch. Bei einer Autoproduktionskapazität von normalerweise 50.000 Einheiten/Jahr wird die billigere, etwas langsamere Produktionslinie für hydraulische Pressen gewählt. Die Geschwindigkeit der hydraulischen Presse beträgt normalerweise nur fünf Umdrehungen pro Minute. Einige Hersteller von Luxusautos oder Autos mit einem Jahresbedarf von etwa 100.000 Einheiten pro Jahr verwenden Servopressen. Die Geschwindigkeit der Servopresse kann 11 bis 15 Umdrehungen/Minute betragen.

Eine Stanzlinie besteht aus fünf Pressen. Die erste ist eine hydraulische Presse oder Servopresse für den Ziehprozess, die letzten vier sind mechanische Pressen oder Servopressen (normalerweise verwenden nur wohlhabende Eigentümer reine Servopressen).

Der Roboter der Stanzlinie übernimmt hauptsächlich die Zuführung. Der Prozessablauf ist relativ einfach, die Schwierigkeit liegt jedoch in der hohen Geschwindigkeit und Stabilität. Um einen stabilen Betrieb der Stanzlinie zu gewährleisten, ist gleichzeitig der manuelle Eingriff gering. Ist ein stabiler Betrieb nicht möglich, muss Wartungspersonal in Echtzeit bereitstehen. Ein solcher Ausfall führt zu einer stundenweisen Geldstrafe für die Produktionslinie. Gerätehersteller haben bereits eine stundenweise Stilllegung mit einer Geldstrafe von 600 US-Dollar angegeben. Das ist der Preis für Stabilität.

Von Anfang bis Ende einer Stanzlinie gibt es sechs Roboter. Je nach Größe und Gewicht der Seitenstruktur der Karosserie werden grundsätzlich siebenachsige Roboter mit einem Gewicht von 165 kg und einer Armspannweite von etwa 2500–3000 mm verwendet.

Unter normalen Bedingungen benötigt eine O&M-Anlage mit einer Produktionskapazität von 100.000 Einheiten/Jahr je nach den unterschiedlichen Strukturteilen 5–6 Stanzlinien, wenn eine High-End-Servopresse eingesetzt wird.

Die Anzahl der Roboter in einer Stanzerei beträgt 30, wobei der Einsatz von Robotern in der Lagerung von Karosseriestanzteilen nicht mitgerechnet ist.

Für die gesamte Stanzlinie wird kein Personal benötigt. Das Stanzen selbst ist laut und der Arbeitsaufwand relativ risikoreich. Daher hat es mehr als 20 Jahre gedauert, bis das Stanzen von Autoseitenwänden vollständig automatisiert wurde.

Nach dem Stanzen der Seitenabdeckungsteile des Autos gelangen sie von der Stanzwerkstatt direkt zum Schweißen an die Rohkarosserie-Montagelinie. Einige Autohersteller verfügen über ein Lager für die Stanzteile. Hier führen wir keine detaillierten Diskussionen. Wir sagen direkt, dass die Stanzteile an die Schweißlinie gehen.

Die Schweißlinie ist der komplexeste Prozess und weist den höchsten Automatisierungsgrad in der gesamten Automobilproduktionslinie auf. Die Linie ist nicht dort, wo sich keine Menschen aufhalten, sondern dort, wo Menschen stehen können.

Die gesamte Prozessstruktur der Schweißlinie ist sehr nah und umfasst Punktschweißen, CO2-Schweißen, Bolzenschweißen, Konvexschweißen, Pressen, Kleben, Justieren, Walzen, insgesamt 8 Prozesse.

Zerlegung des Prozesses einer Automobilschweißlinie

Das Schweißen, Pressen, Verrohren und Vergießen der gesamten Rohkarosserie übernehmen Roboter.

Die Produktionslinie für die Beschichtung umfasst Elektrophorese und zwei Spritzwerkstätten. Das Malen umfasst drei Arbeitsschritte: Erfahrung im Lackieren, Farbspritzen und Lackieren. Farbe selbst ist sehr schädlich für den menschlichen Körper, deshalb ist die gesamte Produktionslinie für die Beschichtung eine unbemannte Produktionslinie. Ausgehend vom Automatisierungsgrad einer einzelnen Produktionslinie wird grundsätzlich eine 100-prozentige Automatisierung erreicht. Manuelle Arbeit findet hauptsächlich beim Mischen der Farbe sowie bei der Überwachung der Produktionslinie und den Geräteunterstützungsdiensten statt.

Die Endmontagelinie ist derzeit der personalintensivste Bereich in Automobilfabriken. Aufgrund der großen Anzahl montierter Teile und 13 Prozesse, von denen viele getestet werden müssen, ist der Automatisierungsgrad von allen vier Produktionsprozessen der niedrigste.

Endmontageprozess des Automobils: Primäre Innenmontage – Fahrgestellmontage – Sekundäre Innenmontage – CP7-Einstellung und -Prüfung – Erkennung der Vierradposition – Lichterkennung – Schleudertest – Nabentest – Regen – Straßentest – Abgasanalysetest – CP8 – Vermarktung und Auslieferung des Fahrzeugs.

Sechs Sechsachsen-Roboter werden hauptsächlich bei der Türmontage und -handhabung eingesetzt. Die Zahl „N“ ist auf die Unsicherheit zurückzuführen, die durch die Anzahl der kollaborativen Roboter entsteht, die in die Endmontagelinie gelangen. Viele Automobilhersteller, insbesondere ausländische Marken wie Audi, Benz und andere ausländische Marken, haben begonnen, kollaborative Roboter einzusetzen, um bei der Montage von Innenraumteilen und Autoelektronik mit manuellen Arbeitern zusammenzuarbeiten.

Aufgrund der höheren Sicherheit ist der Preis jedoch höher, sodass viele Unternehmen aus wirtschaftlichen Gründen hauptsächlich auf die künstliche Montage setzen. Daher werden wir die Anzahl der kooperativen Roboter hier nicht zählen.

Die AGV-Transferplattform, die in der Endmontagelinie zum Einsatz kommen muss, ist in der Montage sehr wichtig. Einige Unternehmen setzen auch AGV-Roboter im Stanzprozess ein, deren Anzahl jedoch nicht an die der Endmontagelinie heranreicht. Hier berechnen wir lediglich die Anzahl der AGV-Roboter in der Endmontagelinie.

Zusammenfassung: Eine Automobilfabrik mit einer Jahresproduktion von 100.000 Fahrzeugen benötigt 30 Sechsachsenroboter in der Stanzwerkstatt und 80 Sechsachsenroboter in der Schweißwerkstatt für Lichtbogenschweißen, Punktschweißen, Kantenwalzen, Klebebeschichtung und andere Prozesse. Die Beschichtungslinie verwendet 32 ​​Roboter zum Sprühen. Die Endmontagelinie verwendet 28 Roboter (einschließlich AGVs), sodass sich die Gesamtzahl der Roboter auf 170 erhöht.