华数机器人智造示范——笔记本电脑结构件智能制造车间

华数机器人以笔电冲压件打磨工艺为突破口，有效解决了某客户典型瓶颈痛点，突破并完成批量应用。目前，该智能车间共用到160余台华数机器人，打磨产线HSR-JR612和HSR-JM612机器人共88台，冲压产线HSR-JR612机器人16台，机加产线HSR-JR612机器人30台，镭雕产线HSR-BR606机器人16台，组装产线HSR-SR6600机器人10台，阳极产线HSR-JR630机器人4台。同时该智能车间结合相关信息管理系统，包括APS、MES、ERP、WMS等系统，实现了制造管理的可视化、智能化，建成包括智能仓储在内的全制程应用示范；覆盖产品全制程十余条机器人智能产线，92到工序，为该企业直接省300余人，产能提升32.2%以上，产品一致性良品率平均提升10.4%上（个别复杂工艺制成一次性良品率提升30%）；同年，该项目也成为首批科技部智能机器人重大专项“面向电子行业制造的机器人自动化生产线”示范项目。

一、项目的先进性

整个智能车间建设从局部工艺突破入手，点—线—面的路线开展，实现单站到产线，产线融合到智能车间关键技术整个车间的智能化。可分为三块先进性技术，即每个制成机器人关键工艺、关键制成智能产线及车间管理系统先进性。

1.工艺的先进性

重点开发专用快速工艺离线编程软件、专用磨抛机器人、磨抛专用工具、点胶工艺系统、阳极工艺系统及贴敷装配工艺系统。解决了冲压件磨抛工艺快速编程、胶路工艺轨迹精准控制、柔性笔电附件贴敷等关键问题。完成了笔电冲压、磨抛、阳极、机加、镭雕、涂胶、热压及贴敷装配制成升级。

2.产线技术的先进性

机器人关键工艺技术实现了每个制成单元升级，而每个单元组成的产线需要更多技术设计。所有产线通过方案设计评估、仿真模拟优化分析、线平衡产能设计、模块化柔性生产等技术，重点解决了最优产线布局、最优产能匹配及柔性化模块化生产问题，实现八大笔电制成从工艺单元升级到整个产线的升级。

3.管理系统的先进性

车间机器人全寿命管理系统，通过华数云平台实现车间级设备运维管理，同时实现华数远程运维。实时监控机器人运行状态，通过在线生产品质检测、故障预处理等措施，保证了车间机器人正常运行生产。

二、项目预期解决的重大问题

该项目预期解决的重大问题主要有：

在关键每道制成解决关键工艺问题，具体如下：

1.笔电冲压。采用16台六轴机器人HSR-JR612进行笔电初成型冲压制成，解决了笔电复杂3D面及倾角侧边冲压成型问题，实现笔电机壳冲压成型全工序自动化。

2.笔电打磨。磨抛制成时进行工艺分析，开发特定工艺离线编程系统，机器人特定小线段插补算法，解决了笔电A/C/D件平面、3D曲面、侧边及渐开线成型小圆角等各种几何特性的镁铝合金材料打磨编程问题，实现整个打磨制成车间自动化智能化生产。

3.笔电阳极。通过视觉引导的机器人柔性技术，解决阳极件柔性上下线问题，集成阳极自动化设备及配套生产管理系统，实现阳极产线的全套自动化智能化生产。

4.笔电机加。采用HSR-JR630六轴机器人配套可高精密工装治具，解决冲压笔电机壳精加工及定位问题，实现整个机加车间柔性自动化生产。

5.笔电镭雕。基于华数独创双旋BR系列机器人，解决镭雕产线快速且紧凑生产问题，实现了镭雕全制程产线的自动化应用。

6.涂胶热压。通过涂胶最优轨迹规划及热压专机集成技术，解决了胶路均匀、涂胶热压集成问题，实现了笔电机壳涂胶及热压双制成自动化生产。

笔电装配。研究专用视觉手眼协调技术，集成辅料机及线体自动化设备，解决笔电柔性装配问题，建成笔电多辅料装配贴敷自动化产线。

三、项目实施对行业的影响和带动作用

全流程实现笔记本电脑结构件自动化智能化生产，在行业机器人自动化工艺制成及整厂生产模式方面都具有很深远意义。

在工艺制成方面，冲压初成型笔记本机壳是行业内可以做到快速低成本成产的最佳方式。但一直局限质量和产能限制难以得到大批量真正应用。通过对冲压、打磨、阳极、机加、镭雕、涂胶热压及装配个工艺和机器人深度融合。实现了产能和质量双标准提升。特别在如打磨、阳极瓶颈用人和质量制成完成重大突破，使得全流程得以拉通，为比CNC初成型更为低成本高效率生产的冲压制成模式提供很好的解决方案及行业带动示范。

在整厂全流程自动化智能化生产模式下，该企业用人大大减少，而产能和产品一次性良品率得到大幅度提高。通过一年多的整体机器人智能制造实现，让这个行业的更多企业家看了信心，让更多一起致力于智能升级改造的同行企业在方向上、技术上有了借鉴的经验和决心。

四、项目技术路线和创新点

 该项目从局部工艺研究出发，结合机器人技术开发出专用机器人，定制工艺包或配套软件，实现单个工序的自动化改造；基于工业物联网技术实现站到线，再到车间的设备互联互通，实现机器人云平台工厂级及远程运维。

项目创新点：

1.自动化生产工艺创新

基于传统生产工艺进行重构，融合机器人技术实现关键工艺升级，在典型。在打磨制成，融合了冲压件人工打磨轨迹、机器人小线段插补、离线编程及柔性一体磨抛工具等技术，完成了极难的冲压件批量机器人磨抛；镭雕制成，基于华数独创的BR双旋系列实现镭雕自动化生产；机加制成，实现冲压件专用工装治具一体化自动取放料。

2.笔电结构件全制程机器人生产模式

该车间实现了从笔记本结构件原材料加工到结构件成品件全流程机器人生产模式，通过具体冲压→磨抛→阳极→机加→镭雕→涂胶热压→装配全流程自动化生产，实现了车间制成产线之间的线平衡最优生产模式，使得整个生产达到资源最大利用且稳定的平衡生产模式。

3.整厂机器人云平台

整厂机器人实现云平台，实现车间级设备监控及机器人远程运维管理，通过监控每种工艺生产运动、电流及控制信息，从而保证设备整厂稳定运行。