FDF装配大容量弹夹加速产线柔性化

在行业减碳和汽车轻量化的大背景下，铝合金，碳纤维等新材料越来越多地应用于汽车制造，也带来了各种技术挑战以铝合金为例在熔焊过程中，铝合金部分氧化铝的不溶性阻碍了填充金属的润湿，会形成裂纹需要用搅拌摩擦焊连接，不适合焊接的地方需要铆接和粘接流钻连接是行业主流铆接工艺之一

阿特拉斯·科普柯工业技术有限公司产品专家赵浦江介绍，阿特拉斯·科普柯深耕汽车行业多年，在压缩机技术，真空技术，工业技术，动力技术四大板块均有布局在工业装配解决方案中引入了新的K—Flow流钻连接系统，并对吹流钻连接工艺进行了技术创新采用HLX70夹片系统代替标准吹气系统，单位进钉时间减少一半，单位进钉时间减少一半

赵浦江强调:每10000产能可节约压缩气体22800m。

阿特拉斯·科普柯工业技术有限公司产品专家赵浦江

F—flow钻杆连接技术的行业定位

多种材质的混搭使用不仅体现在车身和面板上事实上，在电气化的趋势下，三电系统需要额外的结构保护，铝铸件和型材也被用于制造电池外壳铆接这种机械连接方式，正好适用于异种材料，具有连接强度高，稳定性强，易于自动化的优点一直是连接工艺行业的主流

目前全铝车身和钢铝混合车身采用的铆接技术主要有四种:自冲铆接，流钻连接，铆接和实体铆接。

钻连接的工作原理是:螺杆高速旋转，在轴向向下压力的作用下，产生热量穿透上面板层，在下面板上形成螺纹连接副整个过程可分为四个步骤:穿孔，螺纹成型，紧密接合和座合连接可以通过单边操作来实现

与其他铆接工艺相比，单面操作/单面接近是FDS连接工艺最直观的优势另外，传统的吹气系统在送钉模式下会携带10—20m的送钉管赵浦江提出，这个标准吹制面临六大挑战

标准的吹制能跟上时代的要求吗。

首先是生产节奏的挑战:传统的流钻连接工艺是一对一的形式在连接点密集的门槛和纵梁处，机器人的移动会远远超过进钉速度，造成等待进钉的时间消耗，无法实现无缝生产

其次，柔性生产线的挑战:机动化轨道趋于白热化为了抢占市场，汽车车型的迭代周期不断缩短，同一工厂进行多产品共线生产很正常为了满足混线和共线生产的需求，需要摆脱机器人手臂长度，送钉管长度和弯曲度的限制，提高可达性和灵活性

第三是节能减排的挑战:吹风系统主要依靠压缩气体吹螺杆，空压机的耗电量巨大。

面对上述三大挑战，阿特拉斯·科普柯开发了一种新的K—Flow钻机连接系统，增加了一个弹药筒模块，将存储空间扩展到70颗螺钉，螺钉准备的时间间隔为14秒。

在传统的吹气系统方案中，送钉管的长度通常为20米，从站外送一个螺钉需要30升压缩气体赵浦江说，增加弹匣的储钉能力后，可以直接取消送钉管由于70颗螺丝足以满足一个车身的铆接要求，机器人可以在新车车身交接的间隙进行修补，从而加快整体节奏

实验中，在同一块铝板上连续打孔15颗螺丝时，HLX70夹制系统只需要53秒，而传统的吹气系统需要66秒每打一个螺丝，节省近1秒减去14秒的剪辑系统的修补，相当于每70点节省56秒

以单点3秒到4.5秒的平均节拍为例，赵浦江估算，相同产能可节省1台FDF设备及其配套机器人，将为每个工位减少10万人民币的投资，这也将为每个设备带来至少3m3的空间优化气源消耗方面，单位容量可减少2.28m3，每万容量可节约压缩空气2.28万m3

柔性生产的可能性探讨

大规模标准化生产线满足高度一致的产品需求可是，伴随着消费者对个性化，定制化车辆的需求日益增加，多产品共线生产成为打破局面的关键点

多产品共线生产，即柔性制造，是针对大规模批量制造而提出的，是指高效控制生产过程，以消费者为导向，按照所需产量制造小批量多品种产品。

据赵浦江介绍，很多主机厂都设立了柔性生产线，大型转台和七轴机器人的应用越来越广泛但在吹FDF系统的方案中，流钻连接设备需要携带10—20米的送钉管，管道占用本身会对七轴机器人的操作造成障碍此外，送钉管的材料不灵活，在机器人运动过程中很可能会弯曲断裂，因此存在送钉过程中螺杆脱轨的风险

带有clip模块的K—Flow流钻连接系统，可以摆脱机械臂长度和进钉管长度和弯曲的限制，从而实现更高的可达性和更低的风险当生产线有混流生产需求时，组态机器人可以直接与换枪板配合使用，大大节省了工程开发的成本和时间

公司产品专家赵浦江对2022年8月23日由盖世汽车主办的盖世汽车2022第二届中国车身大会发表的《灵活高效——阿特拉斯·科普柯混合连接解决方案》主题演讲进行了理解和整理。)