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柔性制造系統(tǒng)(Flexible Manufacturing System),簡稱FMS。它是隨著機(jī)械制造業(yè)自動化的不斷發(fā)展而逐步萌生和逐步發(fā)展起來的。 柔性制造系統(tǒng)是由若干臺數(shù)控加工設(shè)備或加工中心、一套自動化物料儲運系統(tǒng)和計算機(jī)控制系統(tǒng)三大部分組成,是一個具有很大柔性的自動化制造系統(tǒng),能夠根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化,迅速進(jìn)行調(diào)整,從而適應(yīng)于多品種、中小批量的生產(chǎn)。 目前鈑金柔性加工領(lǐng)域,特別是激光柔性加工領(lǐng)域,國內(nèi)尚處在起步階段,國內(nèi)同行鮮有從原料至成品的全自動化加工,這其中主要受限于激光加工的特殊性,激光加工的成品無規(guī)則套裁,且存在一定的熱變形,難以實現(xiàn)高精度的智能化分揀和堆垛。 亞威股份于2018年為天津某汽車板一級供應(yīng)商成功開發(fā)了集立體料庫、自動上下料裝置、智能分揀碼垛裝置等為一體的全自動激光加工柔性制造單元。該項目前期,客戶通過多方渠道進(jìn)行市場調(diào)研,發(fā)現(xiàn)國內(nèi)鮮有成熟的激光智能分揀碼垛裝置,而國外同行亦不能提供足夠的客戶案例,終該客戶選擇了國內(nèi)鈑金裝備的亞威為其首開先河,量身定制。 現(xiàn)代轎車制造業(yè)中,金屬外覆蓋件的生產(chǎn)主要采用壓機(jī)落料進(jìn)行批量化生產(chǎn)。落料壓機(jī)主要由壓力機(jī)和落料模具組成,其中模具需要根據(jù)不同產(chǎn)品定制。這種生產(chǎn)方式適合大批量、少品種的成品加工,其主要優(yōu)點是生產(chǎn)效率高,大批量生產(chǎn)單件成本低。缺點是柔性化程度低,改變產(chǎn)品的品種較為困難,模具投入和維護(hù)費用高,不適合多品種、中小批量的成品加工。 而面對飛速發(fā)展的汽車工業(yè),產(chǎn)品迭代迅速,日新月異,傳統(tǒng)加工方式的缺點被逐漸放大。而激光加工柔性生產(chǎn)線的出現(xiàn)為汽車板加工提供了新的方案。特別是高功率光纖激光加工技術(shù)近年來取得了長足的發(fā)展,一定程度彌補了板材加工效率偏低的缺點(相較傳統(tǒng)壓力機(jī)),而其免模具、柔性化的優(yōu)勢將為汽車和鋼板配送廠商提供更高的生產(chǎn)靈活性和板材利用率。 激光加工柔性單元由一臺數(shù)控激光加工機(jī)、立體料庫、自動上下料裝置、智能分揀碼垛裝置等組成。整線示意圖如下: 1、激光加工柔性單元組成部分 ①數(shù)控激光加工機(jī) 采用亞威新高速光纖激光加工機(jī),CNC系統(tǒng)采用西門子840DL,具備了自動更換割嘴、CCD視覺系統(tǒng)、余料切割、雷暴切割、計劃列表、遠(yuǎn)程監(jiān)控等先進(jìn)功能、先進(jìn)工藝。 ②自動上下料裝置 集成了真空吸盤抓手和雙邊叉式下料抓手。龍門框架剛性好、承載高、穩(wěn)定性好,吸盤抓手采用真空吸盤吸取板材,上下移動采用伺服軸控制,能夠抓取板材,真空吸盤科學(xué)分區(qū)滿足不同幅面板材規(guī)格。雙邊叉式下料裝置在下料時能夠保證板材(或余料)可以準(zhǔn)確放置在臺車上。 ③智能分揀碼垛裝置 分揀抓手集成了CCD視覺系統(tǒng),可快速、地對成品進(jìn)行二次定位,并根據(jù)成品規(guī)格自動變形來實現(xiàn)對不同成品的準(zhǔn)確抓取,并將其堆垛至成品臺車。 ④立體料庫 立體料庫由庫體、堆垛機(jī)、上料臺、出料臺組成,庫體采用高剛性框架裝配結(jié)構(gòu),堆垛機(jī)采用鏈傳動+編碼器定位結(jié)構(gòu),保證了存取庫位的準(zhǔn)確。上料臺可供叉車整垛存料,下料臺可供上料抓手取料。 2、設(shè)備優(yōu)勢 (1)FMS柔性生產(chǎn)線實現(xiàn)板料信息的*共享,實現(xiàn)板料的自動入庫、自動出庫、自動切割、自動分揀、廢料自動下料。 (2)FMS柔性生產(chǎn)線具備自動更換割嘴、CCD視覺系統(tǒng)、余料切割、雷暴切割、計劃列表、遠(yuǎn)程監(jiān)控等先進(jìn)功能、先進(jìn)工藝。 (3)分揀裝置萬向軸,分揀裝置實現(xiàn)吸盤360°旋轉(zhuǎn)變化,機(jī)械抓手可變形,適應(yīng)不同尺寸板材的抓取。 (4)分揀裝置CNC控制,具備CCD視覺系統(tǒng),分揀、堆垛精度高,且分揀數(shù)據(jù)實時傳輸,無中間停頓,提高分揀效率。 (6)設(shè)備之間的碰撞檢測,增加設(shè)備之間的硬件信號,預(yù)防設(shè)備之間的碰撞。 (7)激光加工柔性加工單元可作為工業(yè)4.0工廠的子單元,使原料到成品的無人化加工成為可能。 3、發(fā)展優(yōu)勢 ①激光加工柔性單元的集成化 高度集成的激光柔性加工單元必定帶來加工效率的大幅提升,使得原料到成品的時間大大縮短,提高生產(chǎn)效率,減少生產(chǎn)成本。而且高度集成的激光柔性加工單元可以無縫對接智能工廠,使得無人化工廠成為可能??梢灶A(yù)見,激光加工的自動分揀裝置將發(fā)揮越來越明顯的地位。亞威股份所研發(fā)的分揀裝置已實現(xiàn)板料成品的自動抓取及高精度堆垛,大大提高了激光生產(chǎn)線的柔性化程度。 ②激光加工柔性單元的精益化 精益化生產(chǎn)是指采用不間斷以及不浪費的工作流程。通過設(shè)計之初的編程思想以及中央控制器的效率算法可以減少設(shè)備的多余動作,實現(xiàn)的生產(chǎn)模式,同時做到單個設(shè)備的大效率運行,實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的大化。同時精益化的核心是針對不同的客戶,可以有專為其定制的柔性生產(chǎn)線,亞威股份致力于為客戶提供不同的的、個性化的柔性生產(chǎn)線的定制。 ③激光加工柔性單元的多樣化 多樣化是指激光加工產(chǎn)品直接用于下一工序的直接加工,并不需要人工轉(zhuǎn)運,通過自動化的物流系統(tǒng)使上一工序的成品直接用作下一工序的原料,實現(xiàn)原料至終成品的無人化、自動化生產(chǎn)。例如激光設(shè)備與沖壓機(jī)床、折彎單元的聯(lián)合生產(chǎn),使得原料到成品的加工更加簡單,減少人力支出,使經(jīng)濟(jì)效大化益。