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新能源車為汽車自動化生產帶來哪些轉變?

全球加速發展電動交通載具之際,也為生產技術帶來革新與轉變。DSA

2022年光是2月,全球電動車市場銷售量逾54萬台,年成長率為91.7%,電動自行車的市場也日趨火熱,尤其在德國市場,年成長相較2021年多達近36%。火爆的成長態勢,證明隨著世代變遷,人們的生活型態的追求也大不同,更加注重健康、環保、運動與生活品質等議題,進而使全球新能源產業逐漸轉型愈來愈受關注與重視,這其中也為產業的相關製造技術帶來新的變化。

理論上,無論電動汽機車或自行車,製造工藝皆是傳承原有的技術,但由於採用新的動力來源和驅動系統以及相應的控制系統, 在製造上又存在一些差異。另外像是數位化、 智慧製造技術以及3D技術,也將會廣泛應用在未來電動交通載具的製造中。

而談到產業未來有哪些值得觀察的加工趨勢,熟悉鑄造及加工製程的達詳自動化,在台灣金屬製造業擁有相當實力的自動化整合經驗,近年搭上電動交通載具趨勢商機,達詳也成為許多知名機械自動化設備大廠包括機器人製造商ABB、UR,以及OMRON、SICK等的系統整合商。在全球加速發展電動交通載具市場之際,達詳也分享了幾個產業趨勢發展重點:

焊接與研磨製程逐漸淘汰人力 

舉例來說,電動自行車車身的製造工藝,包含退火、雷切、焊接、熱加工、研磨、清洗、烤漆、組裝等,至少到目前為止仍是不變的定律。以焊接製程來說,焊接機器人早已被廣泛應用於車身的加工製造產業中,通常採用焊接機器人的產量可以達到人工焊接的數倍,而焊接品質的一致性也大幅的提高。

焊接是車身部件連結的主要方式之一,通常也對車身結構性能具有重要影響,但焊接的品質是很難控制的,也會進一步影響到後續經由粗磨去掉焊點的作業效率,但在這裡,無論焊接或研磨的自動化作業,都可透過導入TCP自動校正,以提升機器手臂在執行任務時的重複路徑精度。

另外也可透過導入離線編程軟體以自動生成機械手臂作業路徑,減少人為重複帶點與校正的時間,整體來說可提升焊接與研磨作業效率,也提高加工的良率與品質。

達詳研發經理余科男表示,之所以需要特別關注焊接與拋光研磨這兩塊,主要是因為這是所有加工製程中缺工情形最嚴重的一環。過去因為工作環境惡劣,焊接中的藍光會使視力衰退、而研磨的粉塵則是損害肺部甚至有爆炸的危險,長久下來對作業員百害而無一利,且焊接跟研磨因為工序複雜,需要倚靠有經驗的師傅來做,因此其對於智慧化、自動化的需求比例也較高。除了台灣是自行車的代工製造大國,但事實上台灣有許多金屬加工產業也面臨相同的問題,同樣值得產業重視。

混線生產如何兼顧一站式檢測?

如今交通載具的發展因為能源問題已到了一個轉型階段,新能源車的生產成為各製造廠的首要難題,但因為生產線的投入成本往往非常巨大,如果要完全拋棄現有生產線而重新建廠,那將產生巨大的不必要浪費,所以實現多產品的共線或混線生產,顯然是當前比較有效的解決方案。

由於生產線牽扯到人身安全,品質與交期等嚴謹流程環節,但一方面隨著產品日益精細、生產品項複雜,製造商在產能不減,又要維持高品質的情況下,余科男預期,未來透過像是運用數位化、自動化以及彈性一站式的檢測系統來監控整個生產流程的需求會提高,以因應訂單日趨蓬勃的生產線。

舉例來說,透過視覺辨識可以預先確認來料工件,並透過靈活的夾持系統在有限空間下完成精準的快速取盤換料,減少換線時間,以快速完成一站式檢測流程。值得關注的是,混線生產使得生產製程與環境變得更加複雜,製造業者也可以善用像是RFID技術跟進每個零件和生產步驟,透過蒐集各設備、產線資訊,藉由生產履歷,未來更可在異常的第一時間內追溯生產流程,掌握到底是哪個環節出了問題。

刀具管理是CNC加工重中之重

此外,達詳也觀察到,刀具管理一直是使用CNC設備生產加工製造業者的痛點。余科男表示,刀具是一種消耗性資源,刀具管理往往是業者控制成本的一種方式,現代CNC加工業者最常遇到的問題就是刀具管理紊亂,導致上錯刀因而損害機台的事故層出不窮,又或是刀具流向不明。

余科男指出,台灣CNC加工業者的特色之一就是彈性夠大,能夠承接來自不同客戶的訂單,加工相當多的品項,不過一旦產品結構複雜,也會衍生刀具種類繁多難以管理的問題,而最理想的辦法就是將刀具管理流程全面自動化,利用像是RFID、物聯網技術同時監控刀具庫、刀具車及機床刀具的使用狀態等,並利用電腦、系統與加工機台之間的資訊串連,儘可能減少人為介入,一但人為介入的可能性變少了,出錯率自然就會降低,為製造產線循序漸進地達到智慧化甚至是無人化的生產模式。

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