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堅持技術創(chuàng)新, 博之旺引.領線束智能制造新潮流
 2023年10月13日 |閱讀次數(shù):3243

1 未來幾年汽車線束行業(yè)前景樂觀

2020 年中國汽車銷量2531 萬輛,其中新能源汽車130 萬輛,線束市場規(guī)模已超過1075 億元,其中傳統(tǒng)車線束市場規(guī)模997 億元,新能源汽車線束市場規(guī)模78 億元。2020 年雖然汽車整體銷量較2019 年略有下滑,但電動化、智能化程度提高,線束的價格占比逐年提高,所以市場規(guī)模仍然在提高。

隨著新能源汽車對傳統(tǒng)車的替代,未來傳統(tǒng)車線束市場會逐步減小,而新能源車線束市場將以30% 以上的年復合增速高速增長,預計到2025 年,中國汽車銷量3000 萬輛,其中新能源500 萬輛左右,汽車線束市場持續(xù)增長,前景樂觀。

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2 線束設備的主要特點和市場競爭格局

1)國外的線束加工設備相對先進。一方面源于其所在地域汽車產(chǎn)業(yè)起步早,設備廠家?guī)缀醵挤e淀了多年相當雄厚的應用技術,加上長久的市場打磨,是其能夠不斷投入研發(fā)、不斷技術領.先的驅動力;另一方面,進口設備廠家和外資、合資線束廠站在以往合作的基礎上所建立的品牌認同、品質認同,尤其是較高的技術認同,使得進口設備在中國市場上占據(jù)了較大的份額。

2)國內汽車產(chǎn)業(yè)起步較晚,但是發(fā)展非常快。國內民營線束廠已經(jīng)實現(xiàn)規(guī)?;?,滲透率也在快速提升。國產(chǎn)設備較高的性價比、快速響應、較低的售后成本等已經(jīng)得到客戶認可,在價格和售后服務方面已經(jīng)有較大市場優(yōu)勢。但是,國產(chǎn)設備廠對世界領域的核心技術消化太慢,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品質、技術、成本的核心需求。zui近幾年線束設備出口呈現(xiàn)增長趨勢。

3)線束設備企業(yè)主要特點為:線束設備企業(yè)為技術密集型企業(yè),線束設備市場雖然規(guī)模不小,但產(chǎn)品種類繁多、競爭激烈、產(chǎn)品更新迭代快、市場集中度非常低。市場主流品牌都聚焦在技術水準、產(chǎn)品利潤率較高的全自動產(chǎn)品上。

4)雖然中國線束市場規(guī)模穩(wěn)步擴大,但線束制造設備市場被外資企業(yè)占據(jù)。2020 年中國線束制造設備市場中,國.際頂.級公司庫邁思、索尼格、JAM、新明和等占比高達六成以上,國產(chǎn)自主品牌的滲透率還較低。目前,國內線束制造的整體技術水平與國外還有差距,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、長春振宇、深圳林權、易加科技等。

3 汽車線束設備行業(yè)存在的問題

1)隨著ADAS 及電動車的普及,作為車內信息和電能的載體,線束的重要性、復雜性和成本含量逐步增加,汽車復雜的電子電氣系統(tǒng)越來越依賴線束。整車競爭的結果是整合、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)對高效率、高品質、低成本的追求只能仰仗更加自動、智能的生產(chǎn)線,傳統(tǒng)的線束設備已經(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)的升級和以太網(wǎng)、5G 通信、射頻技術、毫米波、激光雷達等新技術的大量應用,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)線在未來的車輛上將被大量使用,使得傳統(tǒng)線束設備從類型上也無法滿足未來新技術的變化要求。

4 因勢而動,博之旺BZW-8.0H 型HSD 全自動智能生產(chǎn)線應運而生

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研發(fā)的RF 射頻連接器,主要用于汽車娛樂模塊、相機、消費類設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。隨著5G 及自動駕駛技術的深入應用,HSD 將廣泛應用于以太網(wǎng)、毫米波雷達、激光雷達等系統(tǒng)。它是由 HSD 連接器(塑殼和端子)和4 芯雙絞線構成,其導線外面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 根電源線結構設計。和FAKRA 不同的是,它有4 個端子,每個端子所壓的導線以不同顏色區(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。

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相比FAKRA 射頻線束的裝配工藝,HSD 要復雜很多,尤其是彎頭(90°)更是復雜,它多了個中.心導體折彎,本來中.心導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商為羅森伯格,HSD 的射頻導線主要來自于德國萊尼公司。

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4.2 機器視覺和多傳感器技術應用,博之旺HSD 全自動生產(chǎn)線智能化程度起步高

江蘇博之旺自動化設備有限公司(以下簡稱博之旺,英文BOZWANG)作為國內zui早研究車載網(wǎng)絡和傳感器線束的智能制造設備企業(yè)之一,早期研發(fā)生產(chǎn)過多款FAKRA 智能加工線,對射頻線束的工藝有很多的實戰(zhàn)經(jīng)驗。正是看到了汽車網(wǎng)絡化、智能化的發(fā)展趨勢,早在2017 年初就開始研發(fā)無線射頻通信HSD 線束的加工工藝及自動化智能裝備。HSD 設備的復雜性要比FAKRA 設備大很多,所以目前HSD 的自動化加工設備反映了中國自動化程度較高水平。

為了滿足目前射頻線束、高速數(shù)據(jù)線束市場的高水準生產(chǎn)和品質管控,博之旺和世界知名射頻線生產(chǎn)企業(yè)展開深度合作,采用了zui先進的機器視覺系統(tǒng)和工業(yè)傳感器控制技術,于2019 年

研發(fā)出BZW-8.0H 型HSD 全自動智能生產(chǎn)線,多項性能參數(shù)達到國.際先進水平,其可靠性、自動化、智能化程度得到了行業(yè)用戶認可。

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BZW-8.0H 型HSD 全自動智能生產(chǎn)線

博之旺BZW-8.0H 型HSD 全自動生產(chǎn)線工藝先進、精度高。

1)裁線剝皮:根據(jù)設定的裁線剝皮需求,對線材自動裁斷和剝皮,裁線精度高達0.1%,zui大剝皮線徑5.5mm。

2)內環(huán)壓接:外皮去除后內環(huán)壓接及壓接效果監(jiān)測。

3)屏蔽網(wǎng)處理:自動翻網(wǎng)修剪多余屏蔽絲。

4)鋁箔處理:鋁箔紙剪切鋁箔剝離,采用特殊冷切機構。

5)外觀檢測:通過CCD 檢測,篩選出合格品和不良品,自動上傳結果。

6)芯線剝皮:芯線皮分兩次處理,每次加工2 根芯線,再進行反折處理下2 根,電動切料機構可自動調節(jié)深淺。

7)鉚壓pin 針:對pin 針自動送料和壓接;檢測缺料及物料到位。

8)中線導體檢測:在pin 針壓接之后進行CCD 檢測外觀,及壓力監(jiān)測。

9) 組裝絕緣內支架:振動盤自動排料檢測導體到位進行組裝。

10)內支架絕緣檢查:CCD 視覺檢測是否裝配到位。

11)外導體裝配壓接:確認內孔卡位進行裝配及六邊形壓接。

12)組裝塑殼:振動盤自動供料自動套塑殼,組裝到位安裝二次鎖扣。

13)開短路測試:對線束連接做開電路性能檢測。

14)待組裝:待下一步進行捆扎及出廠包裝。

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在BZW-8.0H 型自動化設備中,博之旺大量應用了多種傳感器控制、視覺檢測系統(tǒng)等技術。四芯線裝配內絕緣支架,此工位采用2 組工業(yè)攝像頭,分別檢測線束的兩端壓完骨架后兩者的相對位置,中.心導體是否傾斜,是否卡到位等;若檢測后不符合要求,下面的工位將不再工作,由機械手放至不良品區(qū)。四芯線裝配在保證功能性的同時,將大量的工位加工數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)庫保存,對接公司MES 管理系統(tǒng),可對所有加工過的產(chǎn)品進行后期的追溯。

HSD 線纜屏蔽網(wǎng)層的處理工藝是關鍵,BOZWANG 去除外皮采用的是旋轉剝皮機構,從一周進刀,進刀精度0.01mm,切換不同類型線纜無需更換刀具,切口斷面整齊,要確保切線時不傷及內部屏蔽絲層。部分品牌線纜線皮和屏蔽絲粘連,在加工過程中會把少許屏蔽絲帶出或拉斷,線皮和屏蔽絲廢屑的處理,直接會影響到下一工序的合格率及信號傳輸?shù)碾[患。

加裝CCD 視覺檢測來識別飛絲、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以防原料用錯,工單設定所有用料規(guī)格及對應型號加工參數(shù)執(zhí)行,利用伺服系統(tǒng)控制,壓接速度、力度可調;采用歐式氣動壓接模具,針對不同的屏蔽銅環(huán)需更換整套模具;有廢料自動收集模塊,減少人為干涉,壓接機上裝有壓力傳感器,針對不良品過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 檢驗標準執(zhí)行;相關數(shù)據(jù)上傳至公司MES 系統(tǒng)或其它數(shù)據(jù)平臺,以保證產(chǎn)品可追溯。

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由伺服電機控制的鋁箔紙的去除裝置無需更換刀具,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險,導致絕緣通不過,影響數(shù)據(jù)傳輸。

利用龐大而復雜的數(shù)據(jù)庫和物聯(lián)網(wǎng)技術,將導線的自然彎曲半徑、拉升縮率、屈服力、塑變力、切割斷面形態(tài)等自動設定,zui終在機體中實現(xiàn)了:①無干預、無人化自動放線儲線;②高精.準定長送裁切線;③多芯線高精.準交替式自動剝線;④精.準的遞進式端子自動壓接;⑤機械手自動安插塑殼插件;⑥根據(jù)配方在線自動噴碼、打碼;⑦自動檢測達標狀態(tài);⑧自動良品不良品分倉、轉運等全部功能自動化。對設備的運行狀態(tài)通過互聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控設備狀態(tài)功能,如遇故障可在第.一時間介入,協(xié)助維護人員在zui短的時間內恢復生產(chǎn)。