最新自動(dòng)化線案例介紹

近年來，隨著世界經(jīng)濟(jì)文明的發(fā)展，人類各種制造技術(shù)在不斷成熟與完善，各行各業(yè)的更新?lián)Q代也在不斷加速。鈑金制造行業(yè)的衍變也不例外，慢慢的從少品種大批量生產(chǎn)模式衍變?yōu)槎嗥贩N小批量生產(chǎn)模式、從庫存生產(chǎn)模式衍變?yōu)镴IT（準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)或無庫存生產(chǎn)）生產(chǎn)模式、從以人力為主的生產(chǎn)模式衍變成設(shè)備自動(dòng)化為主流的生產(chǎn)模式。然而，隨著生產(chǎn)管理不斷精益求精，技術(shù)工藝的進(jìn)化和需求不斷升級(jí)，伴隨而來的問題是相應(yīng)人力資源的缺乏。企業(yè)雖使出高薪誠(chéng)聘等各種辦法，但人工費(fèi)的上漲、人力資源的缺乏像一座座大山，直接壓在企業(yè)的頭頂。如何在成功升級(jí)技術(shù)的同時(shí)解決這些難題？如何在與時(shí)俱進(jìn)的同時(shí)循序漸進(jìn)地轉(zhuǎn)型前行？對(duì)于鈑金行業(yè)的企業(yè)來說，這些都是急需直面解決的重要問題。

鈑金自動(dòng)化與柔性化可謂千變?nèi)f化，各公司產(chǎn)品種類、生產(chǎn)模式、工廠大小等條件的不同，對(duì)鈑金自動(dòng)化和柔性化的要求截然不同，找一款最適合自己公司的自動(dòng)化與柔性化加工線，是提高技術(shù)、節(jié)約成本的捷徑。作為鈑金行業(yè)的一員，村田機(jī)械很榮幸能在此分享鈑金自動(dòng)化與柔性化加工線的應(yīng)用方案，希望能給大家?guī)硪恍﹨⒖?。?jīng)驗(yàn)。

多列自動(dòng)智能倉庫的自動(dòng)化與柔性化

以多列自動(dòng)智能倉庫為中心，將剪、沖、折、切等工序與之集成起來，通過中央控制系統(tǒng)與客戶生產(chǎn)管理系統(tǒng)的信息互通，將生產(chǎn)訂單中鈑金加工品按照各訂單量自動(dòng)排產(chǎn)、制定生產(chǎn)加工計(jì)劃任務(wù)、自動(dòng)編程推送至各加工設(shè)備。設(shè)備按照上位系統(tǒng)制定的加工計(jì)劃與自動(dòng)智能倉庫進(jìn)行通信對(duì)接，將所需要的材料或半成品進(jìn)行出入庫處理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)加工，監(jiān)控系統(tǒng)將各設(shè)備的加工實(shí)時(shí)信息反饋給上位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)加工全程監(jiān)控管理。

圖1 所示為村田自動(dòng)智能倉庫FMS 系統(tǒng)的一范例，自動(dòng)智能倉庫作為FMS 系統(tǒng)材料、 半成品、成品的存取和緩沖單元及搬運(yùn)單元來實(shí)現(xiàn)FMS系統(tǒng)的物理集成。圖2 所示為 FMS 系統(tǒng)構(gòu)成概圖，中央控制系統(tǒng)與智能倉庫控制系統(tǒng)、客戶上位生產(chǎn)管理系統(tǒng)及各 單元之間通過由PLC 等構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)現(xiàn)信息集成。

上述村田機(jī)械的FMS 系統(tǒng)由多列自動(dòng)智能倉庫、光纖激光復(fù)合加工機(jī)+ 自動(dòng)分揀系統(tǒng)、高速數(shù)控沖床+ 自動(dòng)分揀系統(tǒng)、高速數(shù)控沖床+ 自動(dòng)上下料系統(tǒng)、自動(dòng)折彎?rùn)C(jī)器人系統(tǒng)、鈑金軟件以及客戶的生產(chǎn)管理系統(tǒng)組合而成，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)24 小時(shí)無人自動(dòng)加工，自動(dòng)分揀；可集成不同鈑金加工工藝的自動(dòng)化單元來減少不同工序間的無效移動(dòng)；能有效利用工廠空間對(duì)材料、半成品、成品實(shí)現(xiàn)一元化管理；通過對(duì)各系統(tǒng)信息集成優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)工廠整體合理化管理等。

但并不是所有客戶都適合此系統(tǒng)，上述FMS系統(tǒng)構(gòu)成相對(duì)復(fù)雜，初期投資成本較高，交貨期也較長(zhǎng)，若企業(yè)缺乏相應(yīng)的管理人才和一定規(guī)模的生產(chǎn)量，很難實(shí)現(xiàn)此系統(tǒng)的運(yùn)行自如。據(jù)了解，有一部分采用此相似方案的客戶，由于種種原因如今已不再使用此系統(tǒng)。村田機(jī)械為了適應(yīng)客戶的各種需求，將與自動(dòng)智能倉庫對(duì)接的各鈑金單元作為獨(dú)立鈑金自動(dòng)化單元來使用，從而徹底解決了上述各種難點(diǎn)。

光纖激光復(fù)合加工機(jī)自動(dòng)分揀系統(tǒng)

所謂自動(dòng)分揀就是通過自動(dòng)編程軟件CAMPATH與沖床或激光切割機(jī)進(jìn)行內(nèi)部對(duì)接，在大板上自動(dòng)識(shí)別嵌套在里面的零部件形狀，對(duì)其加工后進(jìn)行自動(dòng)分揀，并自動(dòng)堆垛到指定位置。

村田機(jī)械自動(dòng)分揀系統(tǒng)的特點(diǎn)為：⑴省人省時(shí)。無需人工去微連接/ 接點(diǎn)、自動(dòng)分揀碼垛，減少無效的中間環(huán)節(jié)。⑵變種變量。適合高附加值的多品種小批量變種變量及JIT生產(chǎn)模式。⑶防劃防痕。通過自動(dòng)分揀裝置的細(xì)微控制和多子吸盤對(duì)成品輕取輕放防止劃痕。⑷智能可視?？梢愿鶕?jù)不同工序或產(chǎn)品類型進(jìn)行自動(dòng)分揀和對(duì)加工數(shù)量進(jìn)行監(jiān)控。

自動(dòng)分揀系統(tǒng)與自動(dòng)智能倉庫對(duì)接

激光復(fù)合加工機(jī)自動(dòng)分揀系統(tǒng)與自動(dòng)智能倉庫的對(duì)接如圖3 所示，中央控制系統(tǒng)按照客戶的上位管理系統(tǒng)對(duì)激光復(fù)合加工機(jī)自動(dòng)分揀系統(tǒng)等加工單元安排加工計(jì)劃任務(wù)，同時(shí)對(duì)自動(dòng)智能倉庫進(jìn)行出入庫指示和各鈑金加工單元進(jìn)行加工指示，板材等準(zhǔn)備就緒之后，循環(huán)自動(dòng)加工開始。

自動(dòng)分揀立體料庫單元

自動(dòng)分揀立體料庫單元（圖4）與上述解決方案的不同之處在于，原材料、成品的供給不是通過自動(dòng)智能倉庫，而是通過8層或10層的獨(dú)立料庫和上下料分揀工裝來提供。此激光分揀系統(tǒng)最小可以分揀250mm×100mm的工件，最大可以搬送235kg的板材。在激光切割機(jī)操作界面上制定好加工計(jì)劃后，料庫按照加工計(jì)劃指定材料層、成品層自動(dòng)出入庫，通過上下料分揀工裝進(jìn)行上料及下料分揀碼垛。該料庫單元運(yùn)用簡(jiǎn)單，占地面積小，投資成本相對(duì)較低。

數(shù)控沖床自動(dòng)分揀系統(tǒng)

與激光分揀系統(tǒng)不同之處在于，數(shù)控沖床自動(dòng)分揀系統(tǒng)在自動(dòng)分揀的最后必須采用輔助沖頭沖切分離，由于數(shù)控沖床沒有交換工作臺(tái)，所以在分揀執(zhí)行過程中數(shù)控沖床必須處于待機(jī)狀態(tài)。該數(shù)控沖床分揀系統(tǒng)最小可以分揀100mm×80mm的工件，最大可以搬送110kg的板材。在數(shù)控沖床本體操作界面上制定好加工計(jì)劃之后，料庫按照加工計(jì)劃指定材料層、成品層自動(dòng)出入庫，通過上下料分揀工裝進(jìn)行上料及下料分揀碼垛。該系統(tǒng)可以與自動(dòng)倉庫對(duì)接（圖5）或立體料庫單元對(duì)接（圖6），也可以作為獨(dú)立單元運(yùn)行（圖7）。圖7中手動(dòng)小推車就是為了對(duì)應(yīng)不同工序或產(chǎn)品的自動(dòng)分揀而設(shè)計(jì)的。

數(shù)控沖床/激光切割機(jī)自動(dòng)上下料系統(tǒng)

在大板嵌套、無需嵌套的定尺材自動(dòng)上下料加工時(shí)，可以采用數(shù)控沖床/激光切割機(jī)自動(dòng)上下料系統(tǒng)，數(shù)控沖床/激光切割機(jī)可以與自動(dòng)倉庫、立體料庫以及FG自動(dòng)分揀系統(tǒng)等組合運(yùn)行，如圖8、圖9所示。與自動(dòng)分揀系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、運(yùn)用靈活、初期投資少，可以根據(jù)企業(yè)運(yùn)行需求進(jìn)行半自動(dòng)運(yùn)行模式，或數(shù)控沖床、激光切割機(jī)的單機(jī)運(yùn)行模式。

自動(dòng)折彎系統(tǒng)

自動(dòng)折彎系統(tǒng)與智能自動(dòng)倉庫對(duì)接的應(yīng)用（圖10）與上述各種鈑金加工單元系統(tǒng)一樣。不與自動(dòng)倉庫對(duì)接聯(lián)動(dòng)時(shí)，該系統(tǒng)可以作為一個(gè)獨(dú)立的折彎單元進(jìn)行自動(dòng)折彎加工。折彎?rùn)C(jī)也可以進(jìn)行單機(jī)人工操作。

村田機(jī)械鈑金軟件系統(tǒng)

村田機(jī)械鈑金軟件的運(yùn)用流程如圖11所示，從客戶設(shè)計(jì)好的3D部品自動(dòng)展開處理、沖床/激光分揀嵌套、折彎加工等加工程序自動(dòng)批量處理，至自動(dòng)推送至各加工單元系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化生產(chǎn)。同時(shí)可以對(duì)各設(shè)備加工實(shí)際狀況進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)時(shí)收集加工數(shù)據(jù)反饋給客戶的MES等上位生產(chǎn)管理系統(tǒng)。

現(xiàn)今，隨著科技的發(fā)展進(jìn)步鈑金設(shè)備也已進(jìn)入了物聯(lián)網(wǎng)（IOT）、大數(shù)據(jù)時(shí)代，不少鈑金制造行業(yè)的巨頭已經(jīng)擁有了大量的自動(dòng)化、柔性化加工線，也已經(jīng)深深體會(huì)到好的鈑金設(shè)備是需要有相匹配的智能鈑金軟件。鈑金自動(dòng)化設(shè)備如同一臺(tái)高配智能手機(jī)，假若沒有相應(yīng)的軟件系統(tǒng)就不能發(fā)揮出它應(yīng)有性能和價(jià)值，所以在采購鈑金自動(dòng)化設(shè)備的同時(shí)，選擇相匹配的智能鈑金軟件是至關(guān)重要的。

結(jié)束語

最后，建議大家在采購鈑金自動(dòng)化設(shè)備之前，要盡可能明確企業(yè)所需自動(dòng)化與柔性化加工線的規(guī)格、運(yùn)用、工藝等內(nèi)容，在與鈑金設(shè)備廠家技術(shù)人員進(jìn)行充分溝通、交流的同時(shí)，也要多聽取行業(yè)專家、同行等的意見與建議。好事多磨，選擇一款適合企業(yè)生產(chǎn)的鈑金加工線，才能有效解決企業(yè)人員變化、產(chǎn)能變化、產(chǎn)品變更、工藝變更、運(yùn)用變更等現(xiàn)實(shí)難題，為企業(yè)未來發(fā)展打好基礎(chǔ)。

此沖·折自動(dòng)軟性化方案介紹在【鈑金與制作】2020年第4期版也 同時(shí)登刊，詳細(xì)請(qǐng)參考：

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