鈑金智能工廠之折邊單元

文／馬正平，闞凌霄，蔣超·江蘇亞威機(jī)床股份有限公司

隨著用工成本逐漸上升，勞動力供給越發(fā)短缺，勞動力密集型的鈑金制造工廠，運(yùn)營成本和生產(chǎn)效率面臨著巨大挑戰(zhàn)。設(shè)備陳舊，自動化能力欠缺；生產(chǎn)系統(tǒng)孤立，信息化程度不高；數(shù)據(jù)分散不透明，智能化水平偏低，已經(jīng)無法滿足定制化、小批量、高精度的生產(chǎn)趨勢和要求。如何又快又好的實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的定制化生產(chǎn)，是當(dāng)前鈑金制造工廠急需解決的問題。鈑金智能工廠，通過設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)可視化、文檔無紙化、過程透明化、現(xiàn)場無人化等先進(jìn)技術(shù)，合理的分配生產(chǎn)資源，提高生產(chǎn)效率，從而實(shí)現(xiàn)高效率、高品質(zhì)、低能耗的智能化生產(chǎn)。

亞威股份一直積極響應(yīng)“中國制造2025”的宗旨，并主動融入從“制造大國”邁向“制造強(qiáng)國”的戰(zhàn)略，前瞻性布局推動產(chǎn)業(yè)布局調(diào)整和產(chǎn)品智能化升級。憑借自身全面覆蓋的主機(jī)研發(fā)生產(chǎn)實(shí)力，較高的自動化集成開發(fā)水平，以及豐富、專業(yè)的生產(chǎn)線實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，不僅能滿足不同客戶特定的自動化需求，而且開發(fā)和打造各類定制的鈑金智能工廠也更顯得心應(yīng)手。如圖1所示，以亞威為國內(nèi)某家電行業(yè)龍頭企業(yè)提供的鈑金智慧工廠方案為例，主要包括沖剪復(fù)合單元、激光自動化生產(chǎn)線、四邊折邊單元、智能化多列庫以及亞威智能MES系統(tǒng)等設(shè)備，圍繞客戶現(xiàn)有鈑金工廠生產(chǎn)模式，與客戶的生產(chǎn)管理軟件平臺對接，進(jìn)行自動化、信息化、智能化升級改造，從而進(jìn)一步推動客戶鈑金加工生產(chǎn)模式變革，大大提高了客戶生產(chǎn)效率和設(shè)備利用率。

圖1 鈑金智慧工廠方案

鈑金智能工廠的智能化不僅需要數(shù)字化、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的支持，工廠無人化生產(chǎn)的真正核心，還得取決于互聯(lián)互通的智能裝備。無論是前套的開卷、下料機(jī)床，還是后套的焊接、噴涂設(shè)備，國內(nèi)市場均已百花齊放，已有較多的成熟方案可供選擇。而中間核心的鈑金成形設(shè)備，仍然以數(shù)控折彎機(jī)為主，配上機(jī)器人，雖然可以一定程度的減少人工投入和勞動強(qiáng)度，但新工件示教、折彎模具的靈活高效的變換等，依然需要人工干預(yù)，沒有較為成熟可靠的方案。尤其對于多品種、定制化、高精度的生產(chǎn)要求，依然讓智能工廠的落成不那么盡如人意。而四邊折邊單元的應(yīng)運(yùn)而生，通過其單側(cè)折彎、自動換模、翻轉(zhuǎn)換邊、分區(qū)取料等高科技技術(shù)，成功打破了壁壘，助力鈑金智能工廠互聯(lián)互通、柔性綠色、全線無人化的高效安全的生產(chǎn)。

圖2 鈑金智能工廠

柔性制造，靈活自動

折邊單元采用獨(dú)特的雙向折邊機(jī)構(gòu)，在折邊過程中使板料保持水平，避免空間翻轉(zhuǎn)，配合定位裝置、自動換模、操作機(jī)等功能部件，實(shí)現(xiàn)了快速、高柔性、自動化加工。為了能適應(yīng)定制化、小批量的需求，折邊單元還可以配置分區(qū)上料和翻面等裝置，無需對前套下料托盤人工整理，折邊單元的控制系統(tǒng)可以根據(jù)MES的派工信息，自動從上料臺車的正確位置，抓取需求的工件輸送至翻面裝置，并根據(jù)需求進(jìn)行翻面。當(dāng)板料進(jìn)入翻面臺后，上料裝置會繼續(xù)進(jìn)行抓料，保證整個加工流程的柔性，同時降低了生產(chǎn)輔助時間。

精益生產(chǎn)，高效加工

折邊單元適合于加工多邊盒狀工件，常見盒狀工件使用折邊單元加工的效率，比機(jī)器人折彎單元至少要快一倍，若工件存在正反向折彎，效率優(yōu)勢還會更加明顯。而在加速了折邊工作的同時，折邊單元還能提升加工質(zhì)量。不同于折彎機(jī)的后擋料定位和液壓滑塊控制，折邊單元完全由伺服控制工件精準(zhǔn)定位和角度加工，其被加工的尺寸和角度一致性可以得到很好的保證。折邊單元在工作時，無論是壓緊梁模具還是折邊梁模具與板材均沒有相對運(yùn)動，這樣可以很好的避免表面劃傷。單邊有多種加工工藝，或大型工件在折彎時，由于板料平放在工作臺上進(jìn)行加工，首次定位后，即可以完成工件某一邊的所有加工，徹底避免表面劃傷。

MES管控，實(shí)時交互

亞威四邊折邊單元的控制系統(tǒng)集成了MES處理功能，可以實(shí)時與控制層進(jìn)行通訊，全自動折邊流程無縫接入前道和后道工序。當(dāng)前套下料完成后，MES會合理分配生產(chǎn)計劃，將加工需求和工件信息發(fā)送給折邊單元，折邊單元通過外接傳感器等裝置，與立庫進(jìn)行板料交互。在工件加工過程中，折邊單元通過自身MES處理功能，將設(shè)備狀態(tài)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)和完工信息實(shí)時反饋給控制層，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的可監(jiān)控、生產(chǎn)過程的可追溯。

軟件應(yīng)用，離線編程

亞威四邊折邊單元配置了便捷的離線CAM軟件，具體界面如圖3所示。通過二維或三維圖紙的導(dǎo)入，即可自動生成加工代碼。數(shù)控編程人員可以根據(jù)生產(chǎn)加工計劃，提前在辦公室的計算機(jī)上進(jìn)行編程，并將加工程序上傳至服務(wù)器。當(dāng)MES派單給折邊單元后，設(shè)備控制器可以自動從服務(wù)器中下載所需要的程序，待加工任務(wù)完成后，根據(jù)需要，可以再通過網(wǎng)絡(luò)將加工程序回傳至服務(wù)器中，由程序管理員或工藝人員進(jìn)行比較或歸檔。整個生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化、追溯化管理，大大減少了工作對接帶來的耗時和差錯。

圖3 離線CAM軟件界面

無人工廠，綠色安全

折邊單元不僅省去了人工折邊的工序，還通過自動上料、自動翻面以及自動換模等裝置，避免了所有需要人工干預(yù)的環(huán)節(jié)，在不間斷單元自動化生產(chǎn)的情況下，操作人員只需管理生產(chǎn)任務(wù)優(yōu)先和暫緩，遠(yuǎn)程查看管理單元內(nèi)的生產(chǎn)狀態(tài)情況。使用機(jī)器代替人工，不僅限于高效率生產(chǎn)，機(jī)器的使用可以極大降低操作人員的安全隱患，從而進(jìn)一步保證鈑金智能工廠的連續(xù)運(yùn)行。

結(jié)束語

包含了四邊折邊單元的鈑金智能工廠解決方案，將徹底改變鈑金工廠的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，簡化工件、設(shè)備和人之間的互聯(lián)互動，將鈑金制造業(yè)從常規(guī)獨(dú)立的自動化單元升級為整合靈活的自動化設(shè)施，大幅降低勞動力依賴，提高生產(chǎn)效率。亞威作為國際領(lǐng)先的鈑金制造解決方案供應(yīng)商，將持續(xù)完善各項(xiàng)產(chǎn)品及服務(wù)，致力于提供高端一流的技術(shù)，助力客戶將大規(guī)模、定制化水平提升到一個新的高度。