行業發展(zhan)現狀
中(zhong)國(guo)一直(zhi)以來都是(shi)(shi)制(zhi)造(zao)業(ye)(ye)大國(guo),與世界制(zhi)造(zao)業(ye)(ye)的(de)(de)強(qiang)國(guo)相比我(wo)們的(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)在制(zhi)造(zao)業(ye)(ye)中(zhong)的(de)(de)應(ying)用相對較低,根據(ju)數據(ju)統(tong)計(ji),僅為30%。而其(qi)他制(zhi)造(zao)業(ye)(ye)發達(da)國(guo)家已經超過了(le)40%,德國(guo)的(de)(de)占比更是(shi)(shi)遠超我(wo)國(guo)16個百(bai)分點(dian)。也(ye)就是(shi)(shi)說(shuo)在我(wo)國(guo)激(ji)光(guang)(guang)產(chan)業(ye)(ye)存在著巨(ju)大的(de)(de)可成長(chang)空間和市(shi)場潛力,未來激(ji)光(guang)(guang)產(chan)業(ye)(ye)將在制(zhi)造(zao)業(ye)(ye)中(zhong)擁有廣闊的(de)(de)市(shi)場前景。
根據權威報告預測,工(gong)(gong)業激光市場(chang)規(gui)模預估(gu)會有大幅度的增長,預計2026年工(gong)(gong)業激光及(ji)相(xiang)關產品市場(chang)規(gui)模將達(da)到3180億元。

激光(guang)自動化生產線在工程機械行業(ye)中的應(ying)用現狀(zhuang)
作為國民經(jing)濟(ji)發展的重要基(ji)礎性和戰略性產業,中(zhong)國工程(cheng)機(ji)械產業在(zai)基建和制造業的突飛猛進中(zhong)快(kuai)速崛起(qi)。工(gong)程機械行業制造(zao)用到大量(liang)的(de)中厚鋼板,重型管(guan)材等金屬原材料,隨著生產需(xu)求日益增加(jia),傳統的(de)人工(gong)操作方(fang)式已(yi)經(jing)不足(zu)以滿足(zu)生產需(xu)求。
激光切割下料工序,具有加工批量大(da)、標準化(hua)(hua)程度高等特點,易(yi)于采(cai)用自動化(hua)(hua)技術(shu),打通原材料管理、自動上(shang)下料、激光切割、智能分揀、自動配盤等環節,實現下料過程自動化(hua)(hua)。

奔騰(teng)激光切割柔性自動化生產線實際應用情況
奔騰激光(guang)作為(wei)中國激光(guang)行業領導品牌,為(wei)客(ke)戶提(ti)供全方位的高(gao)功率(lv)高(gao)配置高(gao)智能激光(guang)產品,以及高(gao)端定制化激光(guang)加工解決全案(an)及配套售后服務。目前奔騰激光(guang)自動(dong)化生(sheng)產線(xian)已經投入市場使用。
奔騰飛梭(suo)自(zi)(zi)動化激光(guang)切割生產線,立體料庫(ku)組裝(zhuang),適合大批(pi)量、多規(gui)格的(de)自(zi)(zi)動化柔性化激光(guang)切割加工。其中自(zi)動(dong)(dong)化模(mo)塊(kuai)由智能立體料庫、自(zi)動(dong)(dong)傳(chuan)輸系(xi)(xi)統(tong)(tong)、自(zi)動(dong)(dong)分揀(jian)系(xi)(xi)統(tong)(tong)、整板(ban)在線打碼系(xi)(xi)統(tong)(tong)、中控系(xi)(xi)統(tong)(tong)組成,可實現(xian)自(zi)動(dong)(dong)上(shang)下料,自(zi)動(dong)(dong)打磨,自(zi)動(dong)(dong)分揀(jian)等多個(ge)環節(jie)智能化操作,做(zuo)到節(jie)省人(ren)(ren)力成本,提高(gao)效率(lv),可以切實幫(bang)助企業增(zeng)(zeng)產(chan)增(zeng)(zeng)量。全系(xi)(xi)統(tong)(tong)在系(xi)(xi)統(tong)(tong)意外故障(zhang)或(huo)其他原因引起(qi)的不能整線運行時,每臺設備(bei)、每個(ge)單元、每個(ge)系(xi)(xi)統(tong)(tong)都能實現(xian)人(ren)(ren)工介入并轉(zhuan)為人(ren)(ren)工手動(dong)(dong)操作生產(chan)。
奔(ben)騰自動化生產線(xian),提高效率減少人工成本的同時,還降低了(le)工人勞動強度(du)(du),并(bing)實現夜間的無人運行(xing),滿(man)足24小時不(bu)間斷高效率高精度(du)(du)連(lian)續生產。針對厚板重板等大型工程制(zhi)造(zao)業(ye)(ye)企業(ye)(ye),奔騰(teng)自(zi)動化(hua)生產(chan)線完全能夠(gou)滿足客戶(hu)需求,為鈑金(jin)加(jia)工行業(ye)(ye)提(ti)供優(you)(you)秀(xiu)解決方案,促進工業(ye)(ye)自(zi)動化(hua)進程,推動整個行業(ye)(ye)結構(gou)化(hua)產(chan)業(ye)(ye)鏈(lian)優(you)(you)化(hua)升級。
1
智能立體料庫
智能(neng)立體料(liao)庫(ku)用(yong)于板(ban)材(cai)的存儲及周轉,采用(yong)立體料(liao)庫(ku)的形式,單(dan)庫(ku)位(wei)尺(chi)寸(cun)以(yi)及庫(ku)位(wei)數(shu)量都可以(yi)按項目需求進行定制化(hua)處理。料(liao)庫(ku)周圍設置防(fang)護裝置,防(fang)止板(ban)材(cai)變形、干涉碰撞。
采用(yong)立(li)體料庫儲存作業,可大幅度增加鋼(gang)材(cai)(cai)庫的有效高(gao)度,充分利(li)用(yong)鋼(gang)材(cai)(cai)庫的有效面積和儲存空(kong)間,使板材儲(chu)存集中化、立體化,減少占地面積,降低土地購置費用(yong)(yong)。可實現(xian)鋼材庫作業的機械化、自(zi)動化,大大提高工作效率。利用(yong)(yong)WMS系(xi)統進行庫(ku)存控(kong)制和管理,作業過程和信息處理迅速(su)、準確、及時(shi),可加速(su)板材(cai)周(zhou)轉,降低儲存費用。

智能立體料庫圖1
如圖所示,我們可(ke)以(yi)將智(zhi)(zhi)能立(li)體料(liao)庫進(jin)行(xing)(xing)聯排(pai),與激光切割(ge)、沖壓、折彎和切割(ge)剪板(ban)工(gong)(gong)藝集成在(zai)一起。通(tong)過中(zhong)控系統與客戶生產管(guan)理系統之(zhi)間的信息交換,根據訂單數量自(zi)(zi)動(dong)安排(pai)生產訂單中(zhong)的鈑金產品,制定生產加工(gong)(gong)計劃任(ren)務,并(bing)將自(zi)(zi)動(dong)編程(cheng)推送(song)到加工(gong)(gong)設(she)備(bei)上。根據上級系統制定的加工(gong)(gong)計劃,設(she)備(bei)與智(zhi)(zhi)能料(liao)庫系統進(jin)行(xing)(xing)通(tong)訊,對所需物料(liao)或半成品進(jin)行(xing)(xing)加工(gong)(gong),實現自(zi)(zi)動(dong)化生產加工(gong)(gong)。監控系統(tong)將各設備(bei)的實時處(chu)理信息(xi)反饋到上位系統(tong),實現全過程監控管(guan)理。智能料庫系(xi)統作為(wei)物料、半成(cheng)(cheng)品和(he)成(cheng)(cheng)品的(de)存儲、緩沖(chong)和(he)處(chu)理單元(yuan),實(shi)現FMS系(xi)統的(de)物理集成(cheng)(cheng)。中央(yang)控制系(xi)統和(he)智能料庫控制系(xi)統,客戶上層生(sheng)產(chan)管理系(xi)統以及每個單元(yuan)通(tong)過由PLC組成(cheng)(cheng)的(de)網絡連接實(shi)現信息集成(cheng)(cheng)。

智能立體(ti)料庫圖2
2
自動(dong)分揀系(xi)統
自(zi)動分(fen)揀系(xi)統的(de)(de)作用主要是(shi)對于切割后的(de)(de)鋼板,進行自(zi)動分(fen)揀與碼(ma)垛,提升(sheng)效(xiao)率的(de)(de)同時,也減(jian)少了(le)人工的(de)(de)參與,并且保證了(le)生(sheng)產的(de)(de)安全(quan)性。
作業流(liu)程簡介(jie):1)基(ji)準(zhun)點位(wei)(wei)識別(bie)(bie)初(chu)定(ding)位(wei)(wei)。鋼板切割(ge)完(wan)成,相機去基(ji)準(zhun)位(wei)(wei)置拍(pai)照(zhao),通(tong)過(guo)與套料圖進行(xing)匹(pi)配進行(xing)工件(jian)初(chu)定(ding)位(wei)(wei);2)精準(zhun)識別(bie)(bie)計(ji)算(suan)位(wei)(wei)姿坐標(biao)。視覺系統通(tong)過(guo)識別(bie)(bie)工件(jian),計(ji)算(suan)出當前工件(jian)實(shi)際位(wei)(wei)置坐標(biao),發送給(gei)機器人(ren)。3)避障抓取。機器人(ren)向PLC發送抓取坐標(biao),桁架PLC對干涉區域進行(xing)避障規劃(hua)抓取。4)碼(ma)(ma)盤,報工(gong)。二次(ci)(ci)(ci)分(fen)(fen)揀(jian)工(gong)位視覺再次(ci)(ci)(ci)拍照(zhao)計(ji)算抓取(qu)出坐標(biao)給(gei)大(da)件二次(ci)(ci)(ci)分(fen)(fen)揀(jian)桁架(jia)(jia),大(da)件二次(ci)(ci)(ci)分(fen)(fen)揀(jian)桁架(jia)(jia)抓取(qu)工(gong)件,通過中控系統數據對工(gong)件進行約定的工(gong)藝碼(ma)(ma)垛(duo),碼(ma)(ma)垛(duo)完報工(gong),AGV將對應的托盤運走。
通(tong)過先進的視覺算法、機(ji)器人柔性控制、手(shou)眼協同融合、產線級(ji)機(ji)器人協同、工廠(chang)級(ji)智能規劃與調(diao)度等綜合協作,最終可以保證(zheng)分揀(jian)成功率在95%以(yi)上。

自動分(fen)揀(jian)系統(tong)
3
整板(ban)在線打碼系統
鋼板到達打碼工位(wei)后,通(tong)過視覺定位(wei)尋邊系統(tong),相機在(zai)鋼板(ban)角點觸發拍照,測得(de)原點位置以及偏轉(zhuan)角度(參考噴碼系(xi)統(tong)坐標系(xi)),相關信(xin)息傳輸給(gei)桁架系(xi)統(tong)進行打碼原點校驗。在接(jie)收到(dao)打(da)(da)(da)(da)碼(ma)(ma)坐標(biao)和內容(rong)后(hou),Z軸模組攜帶打(da)(da)(da)(da)碼(ma)(ma)頭進行(xing)高度定位,在準(zhun)備就緒(xu)后(hou),桁(heng)架系統啟(qi)動(dong)(dong)(dong),當噴(pen)(pen)碼(ma)(ma)設備到(dao)達坐標(biao)點,啟(qi)動(dong)(dong)(dong)噴(pen)(pen)印(yin)(yin)(yin),噴(pen)(pen)碼(ma)(ma)系統完(wan)(wan)成噴(pen)(pen)碼(ma)(ma)后(hou),相機同(tong)時移(yi)動(dong)(dong)(dong)到(dao)二(er)(er)維碼(ma)(ma)上方,觸發拍照,解析結果進行(xing)比(bi)(bi)對(dui)(dui)(dui),核驗二(er)(er)維碼(ma)(ma)信息(xi)通過(guo),即進行(xing)下(xia)一(yi)組二(er)(er)維碼(ma)(ma)噴(pen)(pen)印(yin)(yin)(yin),若不(bu)通過(guo)桁(heng)架啟(qi)動(dong)(dong)(dong)備用(yong)打(da)(da)(da)(da)碼(ma)(ma)坐標(biao),進行(xing)二(er)(er)次噴(pen)(pen)印(yin)(yin)(yin),噴(pen)(pen)印(yin)(yin)(yin)完(wan)(wan)畢后(hou)視覺系統進行(xing)二(er)(er)次比(bi)(bi)對(dui)(dui)(dui)檢(jian)測(ce),若依舊沒有比(bi)(bi)對(dui)(dui)(dui)通過(guo),系統報警(jing)(jing),對(dui)(dui)(dui)應零(ling)(ling)件(jian)信息(xi)上傳給中(zhong)控系統,以備后(hou)期出料人(ren)(ren)工(gong)(gong)進行(xing)補碼(ma)(ma),再(zai)繼續(xu)下(xia)一(yi)個(ge)(ge)零(ling)(ling)件(jian)位置打(da)(da)(da)(da)碼(ma)(ma),如果運行(xing)中(zhong)連續(xu)兩(liang)個(ge)(ge)零(ling)(ling)件(jian)打(da)(da)(da)(da)碼(ma)(ma)比(bi)(bi)對(dui)(dui)(dui)不(bu)通過(guo),將自(zi)動(dong)(dong)(dong)停機報警(jing)(jing),邀請(qing)操作(zuo)人(ren)(ren)員(yuan)現場檢(jian)驗,確認(ren)是噴(pen)(pen)碼(ma)(ma)設備故障還是鋼板表面不(bu)滿足打(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)(yin)條(tiao)件(jian),人(ren)(ren)工(gong)(gong)排除(chu)故障后(hou),啟(qi)動(dong)(dong)(dong)繼續(xu)打(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)(yin),在打(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)(yin)完(wan)(wan)最后(hou)一(yi)個(ge)(ge)零(ling)(ling)件(jian)信息(xi)后(hou),桁(heng)架系統自(zi)動(dong)(dong)(dong)返回零(ling)(ling)點避讓位,等待下(xia)一(yi)張(zhang)鋼板就緒(xu)打(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)(yin)。
在線打碼系(xi)統
4
中控系統
中控系(xi)統負責(ze)內外(wai)部數據自動實(shi)時交互,對(dui)外(wai)連接上游MES、ERP,接(jie)收反(fan)饋(kui)(kui)(kui)生(sheng)產(chan)計劃(hua)信息(xi)及(ji)運行情況,對內整(zheng)合激光切割(ge)設備、智能立體料庫、自動傳輸(shu)系統、整(zheng)板在線打碼系統以及(ji)自動分揀系統等(deng)生(sheng)產(chan)資(zi)源,實施計劃(hua)分解執(zhi)行、運行過程(cheng)監控(kong)、數據(ju)收集及(ji)反(fan)饋(kui)(kui)(kui)、計劃(hua)執(zhi)行異(yi)常(chang)情況的自我調整(zheng)、異(yi)常(chang)報警(jing)及(ji)反(fan)饋(kui)(kui)(kui)、異(yi)常(chang)修復后自動派工等(deng),實現(xian)下料生(sheng)產(chan)線的自動化、少(shao)人化生(sheng)產(chan)。

中控系統操作界面截圖
如圖所示, 操作人(ren)員可以在中控系(xi)統操作界面上(shang)完成生產任(ren)務下發(fa),實時查看各個(ge)設備(bei)的工作情況(kuang),掌(zhang)握整體(ti)的生產進度(du)。并且,中控系(xi)統會按照客戶所(suo)需,生成以日(ri)、周、月為單位的產能(neng)報表(biao)、水(shui)電氣等(deng)能(neng)耗報表(biao)、工作人(ren)員設備(bei)巡檢(jian)報表(biao)等(deng)工廠(chang)(chang)所(suo)需報表(biao),方便(bian)管理人(ren)員全面掌(zhang)握工廠(chang)(chang)運行信息(xi)。
中控系統通過(guo)分層架構管理,實現(xian)以下功(gong)能:
1)實(shi)現激光(guang)下料(liao)自動化線(xian)中所有(you)設(she)備的運(yun)行狀況監控,對生產(chan)設備進行合理的調度,確保生產(chan)線的高效率運轉。
2)以系統調度替代人工調度,降低勞動強度,提高調(diao)度效率,減少人工失誤,同時(shi)保(bao)留人工(gong)調(diao)(diao)度(du)(du)功能,在異常(chang)情況下可進行人工(gong)調(diao)(diao)度(du)(du),確保(bao)生產順利進行。
3)實時全(quan)面監控設(she)備(bei)運行狀態和生產(chan)數據(ju),自動(dong)匯總統(tong)計車間(jian)數據(ju),量(liang)化管理,為(wei)上層MES系(xi)統提供數據(ju)支撐;所有PLC提供數據(ju)接口,工廠整體中控可以直接采集設備運行數據(ju)。配備UPS電(dian)源,具有系(xi)統備份和斷電(dian)恢復功能。
4)實現激光下料(liao)自(zi)動(dong)化線(xian)整線(xian)信息集成與控制(zhi)分析,可分別控制(zhi)整線(xian)設備,具(ju)有手動(dong)、自(zi)動(dong)、單步三(san)種操作模式。處于(yu)手動(dong)模式(shi)時(shi),操(cao)作(zuo)人(ren)員可(ke)以啟停單個(ge)執(zhi)行(xing)機構;處于(yu)自動(dong)模式(shi)時(shi),控制器(qi)根據傳感器(qi)檢(jian)測的信號完(wan)成每一步的運(yun)行(xing);處于(yu)單步模式(shi)時(shi),系統所(suo)有動(dong)作(zuo)按照自動(dong)順序單步執(zhi)行(xing),用于(yu)分析和測試。三(san)種模式(shi)可(ke)以通過選擇開關或HMI觸(chu)摸屏(ping)操(cao)作(zuo)互相切(qie)(qie)換(huan)(huan)。觸(chu)摸屏(ping)用于(yu)線(xian)體(ti)模式(shi)切(qie)(qie)換(huan)(huan)、報(bao)警(jing)查(cha)詢、線(xian)體(ti)設備狀態(tai)查(cha)詢、網(wang)絡狀態(tai)查(cha)詢、線(xian)體(ti)設備操(cao)作(zuo)等功能。
5)中(zhong)控系統與整(zheng)線(xian)設(she)備均有(you)互(hu)鎖機(ji)制,確保(bao)作業(ye)時的設(she)備安全、人員安全;在保(bao)障人員、設(she)備安全的前提(ti)條件(jian)下,確保(bao)運行效率。
未來發(fa)展可期
相信(xin)隨著市(shi)(shi)場(chang)需求的(de)不斷擴大為(wei)激(ji)(ji)(ji)光(guang)產業(ye)帶來(lai)了(le)較好(hao)的(de)發展(zhan)(zhan)機(ji)遇。國內不僅有(you)產業(ye)政策的(de)驅動,政府將激(ji)(ji)(ji)光(guang)作為(wei)“先(xian)進(jin)制造技(ji)術”列為(wei)國家(jia)重點發展(zhan)(zhan)項目,而且市(shi)(shi)場(chang)需求刺激(ji)(ji)(ji)不斷鞭策著激(ji)(ji)(ji)光(guang)產業(ye)鏈的(de)完整化,讓整個激(ji)(ji)(ji)光(guang)市(shi)(shi)場(chang)呈現良性、高速(su)的(de)發展(zhan)(zhan)態勢,更重要(yao)的(de)是,隨著5G時代(dai)的(de)到來及快速的(de)投入應(ying)用(yong),激光(guang)5G深度(du)結(jie)合(he),將為(wei)整(zheng)個(ge)激光(guang)產亞帶(dai)來新的(de)預期。