Как 11 коботов помогают собрать электромобиль Fiat 500

Stellantis N.V. — нидерландский многонациональный производитель автомобилей, созданный в результате слияния компаний PSA и Fiat Chrysler Automobiles. Компания установила 11 коллаборативных роботов-манипуляторов от Universal Robots (UR) на своем заводе Mirafiori в Турине (Италия) для автоматизации ряда сложных операций на сборочной линии и контроля качества нового электромобиля Fiat 500.

Приложения для совместной работы, разработанные в Mirafiori, принесли значительные преимущества с точки зрения точности и качества работы, а также улучшили эргономику ряда операций, которые ранее выполнялись вручную.

Вызов

На линии по производству электромобилей Fiat 500 некоторые процессы сборки и контроля качества потребовали внедрения специальных технологий автоматизации для обеспечения качества и повторяемости, необходимых для соответствия стандартам продукции. Кроме того, учитывая довольно высокий средний возраст заводских рабочих, остро стоял вопрос об эргономическом благополучии.

Решение

Stellantis решила использовать коботов UR несколько лет назад. Совместная автоматизация освободила операторов от повторяющихся и физически сложных ручных задач, так что они могут быть задействованы в процессах с большей добавленной стоимостью.

11 коботов UR теперь автоматизируют следующие задачи:

  1. Нанесение гидроизоляции на двери автомобиля (два кобота UR10e работают параллельно)
  2. Позиционирование мягкого верха (активация дорожки грунтовки и визуальный осмотр для обеспечения правильной экструзии клейкой ленты по периметру) (один UR10e)
  3. Проверка размеров рамы с откидным верхом (один UR10e)
  4. Заклепка двери багажника глухими заклепками на раме багажника (один UR10e)
  5. Крепление капота (один UR10)
  6. Затяжка петель задней боковой двери (один UR10)
  7. Крепление брызговика (два кобота UR5 и два кобота UR10)

Коботы UR на заводе Mirafiori внедрялись постепенно, чтобы операторы могли полностью понять, как работают автоматизированные процессы.

«В качестве первого шага мы решили внедрить кобота UR в столовой компании, который будет раздавать стаканы с водой сотрудникам во время обеденного перерыва. Это дало линейным рабочим возможность лично убедиться в безопасности и совместном характере коботов и преодолеть любые опасения по поводу безопасности последующих применений»

Луиджи Барбьери управляющий заводом Mirafiori

Результаты

После успеха этого первоначального испытания коботы UR были установлены для выполнения задач на производственной линии электромобилей 500:

Нанесение водонепроницаемого покрытия на двери транспортных средств

Два кобота UR10e работают параллельно на линии сборки дверей. Система технического зрения регистрирует появление двери и активирует кобота, который с помощью ролика, прикрепленного к его запястью, оказывает постоянное давление на ткань, прижимая ее к дверной панели.

Это применение является особенно сложным, поскольку требует, чтобы кобот двигался по сложной траектории в ограниченном пространстве, избегая выступов нажимных штифтов панели и обеспечивая полную герметичность вкладыша для предотвращения проникновения воды. Коботы работают с миллиметровой точностью, гарантируя воспроизводимость +/- 0,05 мм.

«Кобот UR значительно улучшил эргономику этого применения. Нанесение вкладыша требовало от оператора приложения постоянного давления с помощью динамометрического ролика — задача, которая в долгосрочной перспективе могла повредить суставы рук и вызвать заболевания опорно-двигательного аппарата. Таким образом, кобот принес два преимущества: высокую точность и качество работы, а также улучшенную эргономику и удобство для наших операторов»

Джузеппе Гуидоне специалист по эргономике

Сборка мягкого верха

Два кобота UR10e работают на сборочной линии с откидным верхом для модели Fiat Cabrio 500. Первый кобот выполняет две разные операции. Используя подушку, поддерживаемую специальным захватным устройством, UR10e очищает и подготавливает грунтовочную дорожку, на которую впоследствии наносится клей для крепления мягкого верха к раме. 

Вторая операция — это контроль качества, когда система технического зрения проверяет геометрическую непрерывность и размеры клейкой ленты. Второй кобот работает в синергии с антропоморфным роботом.

После того, как софт-топ собран, он открывается на специальной опоре, а затем поднимается роботом. В этот момент второй кобот UR проверяет размер (через систему технического зрения) рамы складного верха, чтобы убедиться в соответствии размеров. После подтверждения соответствия мягкий верх снимается с линии антропоморфным роботом.

Это приложение предлагает ряд преимуществ производительности и качества. Коботы проверяют правильность нанесения клея и проверяют размеры рамы складного верха.

Клепка задней двери

На линии сборки дверей для электромобиля Fiat 500 кобот UR10e был сконфигурирован для запрессовки 10 глухих заклепок, которые крепят усиление петли багажника к раме багажника. Оператор загружает раму задней двери и усилители петель на рабочую станцию, затем оставляет кобота для позиционирования и запрессовки заклепок.

Применение кобота обеспечивает производительность и эргономические преимущества. В то же время постоянный контроль входных и выходных параметров рабочей станции обеспечивает более высокое и стабильное качество процесса.

Крепление капота

Для этого применения кузов автомобиля достигает рабочей станции с установленным капотом в закрытом положении и шарнирными винтами, вставленными операторами на предыдущей станции. Как только геометрия капота установлена, кобот (UR10) перемещается в нужное положение и затягивает четыре винта к правильному крутящему моменту.

Основными преимуществами этого применения являются качество, эффективность и эргономика, учитывая, что вытяжка достигает станции в закрытом положении, что делает правильную затяжку крайне сложной. Поскольку шарнирные винты, которые необходимо затянуть, не видны, оператор может легко пропустить один из них или неправильно затянуть. Кобот также улучшает эргономику работы, освобождая операторов от работы в неудобном положении.

Дополнительная подтяжка дверных петель

Для модели Fiat 500 с дополнительной задней боковой дверью требовалось автоматизированное приложение, способное выполнять сложный цикл затяжки. С помощью передового автоматизированного инструмента, на котором установлен кобот, дверь правильно позиционируется на кузове автомобиля. Затем кобот выполняет операции затяжки сзади.

Кобот отвечает двум различным технологическим требованиям: он освобождает оператора от затягивания петель в неудобной позе, когда он не может видеть правильное положение внутри кузова автомобиля, и это предотвращает отдачу от инструмента для затяжки (который работает с крутящим моментом 75 Нм) ударяя по руке оператора.

Крепление брызговика

На этой станции линии листового металла рама поступает с уже установленными правым и левым брызговиками. Два кобота UR5 и два кобота UR10s установлены на платформе, которая опускается по оси Z по отношению к телу. Крылья платформы закрываются, чтобы зафиксировать геометрию и активировать операцию затяжки 24 винтов, крепящих брызговики. Каждый из четырех коботов оснащен автоматическим винтовертом с контролем крутящего момента.

Применение предлагает различные преимущества. Совместная автоматизация гарантирует эргономические преимущества для операторов (которые больше не должны работать под кузовом автомобиля). Поскольку винты затягиваются крутящим моментом, растягивающее напряжение на листовых деталях исключается. Кроме того, сокращается время цикла, что повышает производительность всей станции.