最新自動(dòng)化線案例介紹

鈑金自動(dòng)分揀與折彎機(jī)器人柔性化生產(chǎn)線

2020 年初至今，受疫情的影響，世界經(jīng)濟(jì)格局產(chǎn)生了很多變動(dòng)，各行各業(yè)為了應(yīng)對疫情，人工、材料、運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)運(yùn)營成本都有所增加。在如此苛刻的環(huán)境下，如果想保證企業(yè)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)同時(shí)又取得較好的生產(chǎn)效益，并不是一件容易的事情。因此，企業(yè)是否擁有果斷精準(zhǔn)的判斷和長遠(yuǎn)的轉(zhuǎn)型投資方針對其生存起著決定性作用。

疫情發(fā)生到現(xiàn)在，從我司客戶的采購趨勢來看，有很多企業(yè)還在繼續(xù)采購鈑金設(shè)備，且基本上都是以采購自動(dòng)化、智能化、柔性化加工單元或生產(chǎn)線為主。很多鈑金企業(yè)已經(jīng)開始轉(zhuǎn)型或已經(jīng)完成轉(zhuǎn)型，主要表現(xiàn)為生產(chǎn)模式從小品種大批量逐漸衍變?yōu)槎嗥贩N小批量、從庫存生產(chǎn)逐漸衍變?yōu)镴IT（準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)或無庫存生產(chǎn)）生產(chǎn)、從依賴人力衍變?yōu)橐宰詣?dòng)化為主流等幾個(gè)方面。并且很多企業(yè)也已經(jīng)意識到從傳統(tǒng)生產(chǎn)模式向自動(dòng)化、智能化、柔性化模式轉(zhuǎn)型是企業(yè)發(fā)展壯大的必經(jīng)之路。

而鈑金自動(dòng)化與柔性化可謂千變?nèi)f化，各公司依據(jù)產(chǎn)品種類、生產(chǎn)模式、工廠大小等條件的不同，對自動(dòng)化和柔性化的要求也截然不同，所以，尋求一款最適合自己公司的生產(chǎn)線非常重要。下面筆者將分享一些我司在沖床料庫自動(dòng)分揀與折彎機(jī)器人生產(chǎn)線方面的應(yīng)用方案，希望能給大家?guī)硪恍﹨⒖?。此生產(chǎn)線主要分為：(1) 高速數(shù)控伺服沖床或沖床激光復(fù)合機(jī)；(2) 材料、分揀成品儲(chǔ)存的料庫系統(tǒng)；(3) 數(shù)控伺服折彎機(jī)；(4) 折彎機(jī)器人及周邊設(shè)備；(5)沖床、折彎編程軟件和數(shù)據(jù)監(jiān)控收集軟件。

數(shù)控沖床自動(dòng)分揀·折彎機(jī)器人生產(chǎn)線

我司的鈑金自動(dòng)分揀系統(tǒng)主要是在編制鈑金套料分揀程序時(shí)編程軟件（CAD、CAM）會(huì)將分揀工件的吸取和碼垛位置以及分揀順序等信息代碼自動(dòng)輸出，再通過多組多子吸盤工裝與數(shù)控沖床、激光及沖床激光復(fù)合機(jī)進(jìn)行無縫通信對接，實(shí)現(xiàn)鈑金工件的無人自動(dòng)分揀。數(shù)控沖床或激光分揀系統(tǒng)最小可以分揀100mm×80mm 的工件，最大可以搬送150kg 的板材。

折彎機(jī)及折彎機(jī)器人可根據(jù)加工工件的規(guī)格進(jìn)行自由選配；沖床與折彎機(jī)器人單元可根據(jù)沖折的節(jié)拍時(shí)間選擇1 對1 或1 對多的自由組合。而數(shù)控沖床或沖床激光復(fù)合機(jī)在操作界面上制定好加工計(jì)劃之后，料庫會(huì)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)行上料及下料分揀和碼垛。而需要與折彎單元進(jìn)行對接的工件則根據(jù)編程軟件事先的設(shè)定，通過分揀工裝的延長軌道將需要折彎的工件自動(dòng)分揀搬送至與折彎單元對接的傳送帶上進(jìn)行自動(dòng)折彎，構(gòu)成單元如圖1、圖2所示。生產(chǎn)線空間示意圖如圖3 所示（不含周邊設(shè)備及安全護(hù)欄的占地面積）。

數(shù)控沖床自動(dòng)分揀·折彎機(jī)器人生產(chǎn)線運(yùn)行模式

該生產(chǎn)線可根據(jù)客戶產(chǎn)品、生產(chǎn)模式、沖切和折彎工件的加工節(jié)拍時(shí)間等方面來選擇相應(yīng)的運(yùn)行模式。其中大體可分為：(1) 沖床自動(dòng)分揀料庫與折彎機(jī)器人單元全自動(dòng)運(yùn)行模式。(2) 沖床與自動(dòng)分揀料庫單元獨(dú)立全自動(dòng)分揀運(yùn)行模式。(3) 折彎機(jī)與折彎機(jī)器人單元獨(dú)立全自動(dòng)折彎運(yùn)行模式。(4) 沖床或折彎機(jī)單體手動(dòng)加工模式。

沖床自動(dòng)分揀料庫與折彎機(jī)器人單元全自動(dòng)運(yùn)行模式

此模式是在進(jìn)行沖、折分揀聯(lián)動(dòng)運(yùn)行時(shí)，料庫單元與折彎機(jī)器人單元構(gòu)成的全自動(dòng)運(yùn)行模式，如圖4 所示。多子吸盤上料裝置從立體料庫后方的上料區(qū)取出單張所需加工的材料→定位上料加工開始→循環(huán)運(yùn)行(1)、(2)、(3)、(4) 各步驟動(dòng)作。

(1) 需要與后工序的自動(dòng)折彎單元聯(lián)動(dòng)加工的工件。多子吸盤分揀裝置通過延長軌道將折彎工件分揀之后搬送至折彎交叉式傳送帶上→傳送帶將其搬送至機(jī)器人上料處并對其進(jìn)行定位處理→折彎機(jī)器人將吸取定位好的折彎工件進(jìn)行自動(dòng)折彎加工→成品再通過機(jī)器人自動(dòng)碼垛至成品臺(tái)車上。

(2) 同一排版分揀套料不需要與后工序的自動(dòng)折彎單元聯(lián)動(dòng)加工的工件。多子吸盤分揀裝置根據(jù)加工程序事先設(shè)置好的擺放碼垛位置，將加工好的成品按照順序自動(dòng)吸取分揀至料庫后方的成品碼垛區(qū)。成品碼垛區(qū)的成品可以自動(dòng)回料庫，也可以人工出庫操作。排版套料分揀前、后示意圖如圖5 所示。

(3) 沖床加工分揀完成之后剩余的邊框廢料被內(nèi)藏在多子吸盤工裝內(nèi)部的夾鉗裝置夾取、拖拉至邊框廢料區(qū)進(jìn)行堆積碼垛，邊框廢料盒可以自動(dòng)入庫或人工更換。

(4) 當(dāng)有下一個(gè)加工計(jì)劃時(shí)，通過多子吸盤上料裝置從立體料庫后方的上料區(qū)取出下一個(gè)所需加工的材料→定位上料→循環(huán)運(yùn)行上述(1)、(2)、(3) 各動(dòng)作。沒有下一個(gè)加工計(jì)劃時(shí)，各裝置回零待機(jī)停止。

沖床與自動(dòng)分揀料庫單元獨(dú)立全自動(dòng)分揀運(yùn)行模式

當(dāng)不需要與折彎單元進(jìn)行聯(lián)動(dòng)或在夜間進(jìn)行無人自動(dòng)分揀加工時(shí)，沖床與自動(dòng)分揀料庫作為一套完全獨(dú)立自動(dòng)分揀系統(tǒng)進(jìn)行沖床全自動(dòng)分揀運(yùn)行加工。同時(shí)也可以進(jìn)行微連接整板上、下料的全自動(dòng)循環(huán)加工。
圖6 所示為沖床與自動(dòng)分揀料庫單元全自動(dòng)運(yùn)行模式。多子吸盤上料裝置從立體料庫后方的上料區(qū)取出單張所需加工的材料→定位上料→循環(huán)運(yùn)行下述(1)、(2)、(3) 各動(dòng)作。

(1) 多子吸盤分揀下料裝置根據(jù)加工程序事先設(shè)置好的擺放碼垛位置，將加工好的成品按照順序自動(dòng)吸取分揀碼垛至料庫后方的成品碼垛區(qū)。成品碼垛區(qū)的成品可以自動(dòng)回料庫，也可以人工出庫操作。分揀碼垛示意圖如圖7 所示。

(2) 沖床加工分揀完成之后剩余的邊框廢料被內(nèi)藏在多子吸盤工裝內(nèi)部的夾鉗裝置夾取、拖拉至邊框廢料區(qū)進(jìn)行堆積碼垛，邊框廢料盒可以自動(dòng)入庫或人工更換。

(3) 當(dāng)有下一個(gè)加工計(jì)劃時(shí)，通過多子吸盤上料裝置從立體料庫后方的上料區(qū)取出下一個(gè)所需加工的材料→定位上料→循環(huán)運(yùn)行上述(1)、(2) 各動(dòng)作。沒有下一張加工計(jì)劃時(shí)，各裝置回零待機(jī)停止。

折彎機(jī)與折彎機(jī)器人單元獨(dú)立全自動(dòng)折彎運(yùn)行模式

根據(jù)客戶生產(chǎn)模式的需求，折彎機(jī)與折彎機(jī)器人單元也可以作為一套完全獨(dú)立的自動(dòng)折彎單元進(jìn)行全自動(dòng)折彎加工，如圖8 所示。當(dāng)沖床、分揀上下料料庫系統(tǒng)與折彎機(jī)器人單元的加工節(jié)拍時(shí)間不匹配，或其他沖床、激光加工的工件需要自動(dòng)折彎加工時(shí)可以采用此模式。

沖床或折彎機(jī)單體手動(dòng)加工模式

料庫單元故障或需要加急部品對應(yīng)時(shí)，可采用沖床單機(jī)手動(dòng)運(yùn)行模式。通過人工手動(dòng)上下料來滿足和確保生產(chǎn)要求。圖9 所示為一臺(tái)獨(dú)立的沖床單機(jī)進(jìn)行傳統(tǒng)的人工上下料加工。

當(dāng)然，圖9 中的BH 折彎機(jī)也可以作為一臺(tái)獨(dú)立的單機(jī)進(jìn)行人工折彎加工。出現(xiàn)自動(dòng)折彎機(jī)器人加工對應(yīng)不了的工件、需要加急的折彎工件或折彎機(jī)器人連線發(fā)生故障等情況時(shí)都可采用此模式人工折彎加工。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 等生產(chǎn)管理系統(tǒng)。并且，可以根據(jù)客戶需求自由選配組合鈑金軟件。

生產(chǎn)線所對應(yīng)鈑金軟件

自動(dòng)分揀、折彎機(jī)器人生產(chǎn)線的鈑金軟件運(yùn)用流程如圖10 所示，從設(shè)計(jì)好的3D 部品自動(dòng)展開處理、沖床或激光分揀嵌套、折彎加工等加工程序可自動(dòng)批量處理，到自動(dòng)推送至各加工單元系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化生產(chǎn)。同時(shí)可以對各設(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 等生產(chǎn)管理系統(tǒng)。并且，可以根據(jù)客戶需求自由選配組合鈑金軟件。

結(jié)束語

綜上，筆者希望村田機(jī)械的柔性化生產(chǎn)線能給大家在采購鈑金自動(dòng)化設(shè)備時(shí)提供一些參考，并衷心祝愿大家能夠挑選一款適合自己的產(chǎn)品，從而改變生產(chǎn)模式，解決人員變化、產(chǎn)能變化、產(chǎn)品變更、工藝變更、運(yùn)行變更等瓶頸問題。

此鈑金自動(dòng)分揀與折彎機(jī)器人柔性化生產(chǎn)線方案介紹在【鈑金與制作】2021年第4期版也同時(shí)登刊，

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