堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新, 博之旺引.領(lǐng)線束智能制造新潮流
1 未來(lái)幾年汽車線束行業(yè)前景樂(lè)觀
2020 年中國(guó)汽車銷量2531 萬(wàn)輛,其中新能源汽車130 萬(wàn)輛,線束市場(chǎng)規(guī)模已超過(guò)1075 億元,其中傳統(tǒng)車線束市場(chǎng)規(guī)模997 億元,新能源汽車線束市場(chǎng)規(guī)模78 億元。2020 年雖然汽車整體銷量較2019 年略有下滑,但電動(dòng)化、智能化程度提高,線束的價(jià)格占比逐年提高,所以市場(chǎng)規(guī)模仍然在提高。
隨著新能源汽車對(duì)傳統(tǒng)車的替代,未來(lái)傳統(tǒng)車線束市場(chǎng)會(huì)逐步減小,而新能源車線束市場(chǎng)將以30% 以上的年復(fù)合增速高速增長(zhǎng),預(yù)計(jì)到2025 年,中國(guó)汽車銷量3000 萬(wàn)輛,其中新能源500 萬(wàn)輛左右,汽車線束市場(chǎng)持續(xù)增長(zhǎng),前景樂(lè)觀。
2 線束設(shè)備的主要特點(diǎn)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局
1)國(guó)外的線束加工設(shè)備相對(duì)先進(jìn)。一方面源于其所在地域汽車產(chǎn)業(yè)起步早,設(shè)備廠家?guī)缀醵挤e淀了多年相當(dāng)雄厚的應(yīng)用技術(shù),加上長(zhǎng)久的市場(chǎng)打磨,是其能夠不斷投入研發(fā)、不斷技術(shù)領(lǐng).先的驅(qū)動(dòng)力;另一方面,進(jìn)口設(shè)備廠家和外資、合資線束廠站在以往合作的基礎(chǔ)上所建立的品牌認(rèn)同、品質(zhì)認(rèn)同,尤其是較高的技術(shù)認(rèn)同,使得進(jìn)口設(shè)備在中國(guó)市場(chǎng)上占據(jù)了較大的份額。
2)國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)起步較晚,但是發(fā)展非???。國(guó)內(nèi)民營(yíng)線束廠已經(jīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)?;瑵B透率也在快速提升。國(guó)產(chǎn)設(shè)備較高的性價(jià)比、快速響應(yīng)、較低的售后成本等已經(jīng)得到客戶認(rèn)可,在價(jià)格和售后服務(wù)方面已經(jīng)有較大市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。但是,國(guó)產(chǎn)設(shè)備廠對(duì)世界領(lǐng)域的核心技術(shù)消化太慢,尤其是智能化方面。要快速發(fā)展,必須尊重并滿足線束廠對(duì)品質(zhì)、技術(shù)、成本的核心需求。zui近幾年線束設(shè)備出口呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。
3)線束設(shè)備企業(yè)主要特點(diǎn)為:線束設(shè)備企業(yè)為技術(shù)密集型企業(yè),線束設(shè)備市場(chǎng)雖然規(guī)模不小,但產(chǎn)品種類繁多、競(jìng)爭(zhēng)激烈、產(chǎn)品更新迭代快、市場(chǎng)集中度非常低。市場(chǎng)主流品牌都聚焦在技術(shù)水準(zhǔn)、產(chǎn)品利潤(rùn)率較高的全自動(dòng)產(chǎn)品上。
4)雖然中國(guó)線束市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步擴(kuò)大,但線束制造設(shè)備市場(chǎng)被外資企業(yè)占據(jù)。2020 年中國(guó)線束制造設(shè)備市場(chǎng)中,國(guó).際頂.級(jí)公司庫(kù)邁思、索尼格、JAM、新明和等占比高達(dá)六成以上,國(guó)產(chǎn)自主品牌的滲透率還較低。目前,國(guó)內(nèi)線束制造的整體技術(shù)水平與國(guó)外還有差距,線束制造裝備生產(chǎn)廠家的自主研發(fā)能力弱,但近幾年進(jìn)步較快,也涌現(xiàn)出了一些知名企業(yè),如鶴壁海昌、海普銳、博之旺、君權(quán)、長(zhǎng)春振宇、深圳林權(quán)、易加科技等。
3 汽車線束設(shè)備行業(yè)存在的問(wèn)題
1)隨著ADAS 及電動(dòng)車的普及,作為車內(nèi)信息和電能的載體,線束的重要性、復(fù)雜性和成本含量逐步增加,汽車復(fù)雜的電子電氣系統(tǒng)越來(lái)越依賴線束。整車競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果是整合、兼并,zui終將整車生產(chǎn)企業(yè)和車型的集中度大大提高,線束制造業(yè)的集中度本來(lái)就很高,車型集中度的提高更有利于線束行業(yè)高集中度的加劇,線束制造企業(yè)對(duì)高效率、高品質(zhì)、低成本的追求只能仰仗更加自動(dòng)、智能的生產(chǎn)線,傳統(tǒng)的線束設(shè)備已經(jīng)不能滿足線束企業(yè)大批量的生產(chǎn)要求。
2)由于車載系統(tǒng)的升級(jí)和以太網(wǎng)、5G 通信、射頻技術(shù)、毫米波、激光雷達(dá)等新技術(shù)的大量應(yīng)用,加之新能源高電壓、大電流的加入,EMC 的惡化使線束的屏蔽性要求更高,HSD 高速數(shù)據(jù)線在未來(lái)的車輛上將被大量使用,使得傳統(tǒng)線束設(shè)備從類型上也無(wú)法滿足未來(lái)新技術(shù)的變化要求。
4 因勢(shì)而動(dòng),博之旺BZW-8.0H 型HSD 全自動(dòng)智能生產(chǎn)線應(yīng)運(yùn)而生
4.1 HSD 高速數(shù)據(jù)線
HSD 是High Speed Data 的縮寫,即高速數(shù)據(jù)傳輸線,zui早也是由羅森伯格德國(guó)研發(fā)的RF 射頻連接器,主要用于汽車娛樂(lè)模塊、相機(jī)、消費(fèi)類設(shè)備端口和顯示裝置提供連接等,如倒車影像、360°環(huán)視等高速數(shù)據(jù)傳輸,主要傳輸視頻信號(hào)。隨著5G 及自動(dòng)駕駛技術(shù)的深入應(yīng)用,HSD 將廣泛應(yīng)用于以太網(wǎng)、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等系統(tǒng)。它是由 HSD 連接器(塑殼和端子)和4 芯雙絞線構(gòu)成,其導(dǎo)線外面3 層和FAKRA 一樣。塑殼有7 種顏色編碼及防呆卡槽,能引導(dǎo)正確連接。它的連接器和FAKRA 一樣,也有單腔和雙腔以及防水和非防水之分,但除了這些,它還外加2 根電源線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。和FAKRA 不同的是,它有4 個(gè)端子,每個(gè)端子所壓的導(dǎo)線以不同顏色區(qū)分。根據(jù)排列組合,它還有4 種走線方式:左出線、右出線、上出線、下出線。
相比FAKRA 射頻線束的裝配工藝,HSD 要復(fù)雜很多,尤其是彎頭(90°)更是復(fù)雜,它多了個(gè)中.心導(dǎo)體折彎,本來(lái)中.心導(dǎo)體就很難往絕緣支架里安裝,折彎后更是麻煩。其連接器的主要供應(yīng)商為羅森伯格,HSD 的射頻導(dǎo)線主要來(lái)自于德國(guó)萊尼公司。
4.2 機(jī)器視覺(jué)和多傳感器技術(shù)應(yīng)用,博之旺HSD 全自動(dòng)生產(chǎn)線智能化程度起步高
江蘇博之旺自動(dòng)化設(shè)備有限公司(以下簡(jiǎn)稱博之旺,英文BOZWANG)作為國(guó)內(nèi)zui早研究車載網(wǎng)絡(luò)和傳感器線束的智能制造設(shè)備企業(yè)之一,早期研發(fā)生產(chǎn)過(guò)多款FAKRA 智能加工線,對(duì)射頻線束的工藝有很多的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。正是看到了汽車網(wǎng)絡(luò)化、智能化的發(fā)展趨勢(shì),早在2017 年初就開(kāi)始研發(fā)無(wú)線射頻通信HSD 線束的加工工藝及自動(dòng)化智能裝備。HSD 設(shè)備的復(fù)雜性要比FAKRA 設(shè)備大很多,所以目前HSD 的自動(dòng)化加工設(shè)備反映了中國(guó)自動(dòng)化程度較高水平。
為了滿足目前射頻線束、高速數(shù)據(jù)線束市場(chǎng)的高水準(zhǔn)生產(chǎn)和品質(zhì)管控,博之旺和世界知名射頻線生產(chǎn)企業(yè)展開(kāi)深度合作,采用了zui先進(jìn)的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)和工業(yè)傳感器控制技術(shù),于2019 年
研發(fā)出BZW-8.0H 型HSD 全自動(dòng)智能生產(chǎn)線,多項(xiàng)性能參數(shù)達(dá)到國(guó).際先進(jìn)水平,其可靠性、自動(dòng)化、智能化程度得到了行業(yè)用戶認(rèn)可。
博之旺BZW-8.0H 型HSD 全自動(dòng)生產(chǎn)線工藝先進(jìn)、精度高。
1)裁線剝皮:根據(jù)設(shè)定的裁線剝皮需求,對(duì)線材自動(dòng)裁斷和剝皮,裁線精度高達(dá)0.1%,zui大剝皮線徑5.5mm。
2)內(nèi)環(huán)壓接:外皮去除后內(nèi)環(huán)壓接及壓接效果監(jiān)測(cè)。
3)屏蔽網(wǎng)處理:自動(dòng)翻網(wǎng)修剪多余屏蔽絲。
4)鋁箔處理:鋁箔紙剪切鋁箔剝離,采用特殊冷切機(jī)構(gòu)。
5)外觀檢測(cè):通過(guò)CCD 檢測(cè),篩選出合格品和不良品,自動(dòng)上傳結(jié)果。
6)芯線剝皮:芯線皮分兩次處理,每次加工2 根芯線,再進(jìn)行反折處理下2 根,電動(dòng)切料機(jī)構(gòu)可自動(dòng)調(diào)節(jié)深淺。
7)鉚壓pin 針:對(duì)pin 針自動(dòng)送料和壓接;檢測(cè)缺料及物料到位。
8)中線導(dǎo)體檢測(cè):在pin 針壓接之后進(jìn)行CCD 檢測(cè)外觀,及壓力監(jiān)測(cè)。
9) 組裝絕緣內(nèi)支架:振動(dòng)盤自動(dòng)排料檢測(cè)導(dǎo)體到位進(jìn)行組裝。
10)內(nèi)支架絕緣檢查:CCD 視覺(jué)檢測(cè)是否裝配到位。
11)外導(dǎo)體裝配壓接:確認(rèn)內(nèi)孔卡位進(jìn)行裝配及六邊形壓接。
12)組裝塑殼:振動(dòng)盤自動(dòng)供料自動(dòng)套塑殼,組裝到位安裝二次鎖扣。
13)開(kāi)短路測(cè)試:對(duì)線束連接做開(kāi)電路性能檢測(cè)。
14)待組裝:待下一步進(jìn)行捆扎及出廠包裝。
在BZW-8.0H 型自動(dòng)化設(shè)備中,博之旺大量應(yīng)用了多種傳感器控制、視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)等技術(shù)。四芯線裝配內(nèi)絕緣支架,此工位采用2 組工業(yè)攝像頭,分別檢測(cè)線束的兩端壓完骨架后兩者的相對(duì)位置,中.心導(dǎo)體是否傾斜,是否卡到位等;若檢測(cè)后不符合要求,下面的工位將不再工作,由機(jī)械手放至不良品區(qū)。四芯線裝配在保證功能性的同時(shí),將大量的工位加工數(shù)據(jù)和檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)保存,對(duì)接公司MES 管理系統(tǒng),可對(duì)所有加工過(guò)的產(chǎn)品進(jìn)行后期的追溯。
HSD 線纜屏蔽網(wǎng)層的處理工藝是關(guān)鍵,BOZWANG 去除外皮采用的是旋轉(zhuǎn)剝皮機(jī)構(gòu),從一周進(jìn)刀,進(jìn)刀精度0.01mm,切換不同類型線纜無(wú)需更換刀具,切口斷面整齊,要確保切線時(shí)不傷及內(nèi)部屏蔽絲層。部分品牌線纜線皮和屏蔽絲粘連,在加工過(guò)程中會(huì)把少許屏蔽絲帶出或拉斷,線皮和屏蔽絲廢屑的處理,直接會(huì)影響到下一工序的合格率及信號(hào)傳輸?shù)碾[患。
加裝CCD 視覺(jué)檢測(cè)來(lái)識(shí)別飛絲、端子變形、壓接位置,采用OES 壓力監(jiān)控的連接器壓接工藝,全程采用物料的掃碼確認(rèn)以防原料用錯(cuò),工單設(shè)定所有用料規(guī)格及對(duì)應(yīng)型號(hào)加工參數(shù)執(zhí)行,利用伺服系統(tǒng)控制,壓接速度、力度可調(diào);采用歐式氣動(dòng)壓接模具,針對(duì)不同的屏蔽銅環(huán)需更換整套模具;有廢料自動(dòng)收集模塊,減少人為干涉,壓接機(jī)上裝有壓力傳感器,針對(duì)不良品過(guò)程管控及不良品篩選處理,端子壓接精度:±0.01mm,壓接要求按照CQM 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行;相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至公司MES 系統(tǒng)或其它數(shù)據(jù)平臺(tái),以保證產(chǎn)品可追溯。
由伺服電機(jī)控制的鋁箔紙的去除裝置無(wú)需更換刀具,控制操作方便,精度高。鋁箔紙的去除是HSD 線束加工的難題,傳統(tǒng)采用勾刀或是激光都有損傷絕緣的風(fēng)險(xiǎn),導(dǎo)致絕緣通不過(guò),影響數(shù)據(jù)傳輸。
利用龐大而復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),將導(dǎo)線的自然彎曲半徑、拉升縮率、屈服力、塑變力、切割斷面形態(tài)等自動(dòng)設(shè)定,zui終在機(jī)體中實(shí)現(xiàn)了:①無(wú)干預(yù)、無(wú)人化自動(dòng)放線儲(chǔ)線;②高精.準(zhǔn)定長(zhǎng)送裁切線;③多芯線高精.準(zhǔn)交替式自動(dòng)剝線;④精.準(zhǔn)的遞進(jìn)式端子自動(dòng)壓接;⑤機(jī)械手自動(dòng)安插塑殼插件;⑥根據(jù)配方在線自動(dòng)噴碼、打碼;⑦自動(dòng)檢測(cè)達(dá)標(biāo)狀態(tài);⑧自動(dòng)良品不良品分倉(cāng)、轉(zhuǎn)運(yùn)等全部功能自動(dòng)化。對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)功能,如遇故障可在第.一時(shí)間介入,協(xié)助維護(hù)人員在zui短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)生產(chǎn)。