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激光自(zi)動化生產線在(zai)工程(cheng)機械行業中的應用現狀

作為國民(min)經(jing)濟發展的(de)重(zhong)要基(ji)礎(chu)性(xing)和戰略性(xing)產業，中國工(gong)程機械產業(ye)在基建和制造業(ye)的突(tu)飛猛進中快速崛(jue)起。工程機械行業制造用(yong)到大量的(de)中(zhong)厚鋼板，重型管材(cai)等金屬原材(cai)料(liao)，隨著生產需求日(ri)益(yi)增加，傳(chuan)統的(de)人工操(cao)作方式已經不(bu)足以滿足生產需求。

激光切(qie)割下料工序(xu)，具有(you)加工批(pi)量大、標(biao)準化(hua)程(cheng)度(du)高等特點，易(yi)于采(cai)用自動化(hua)技術，打通(tong)原材料管理、自動上下料、激光切(qie)割、智能分揀、自動配盤等環節(jie)，實現(xian)下料過程(cheng)自動化(hua)。

奔騰激光切割柔性(xing)自動化生產(chan)線實(shi)際應用情況

    奔騰(teng)激(ji)(ji)光(guang)作為中(zhong)國(guo)激(ji)(ji)光(guang)行業領(ling)導品(pin)牌，為客戶提(ti)供全方位的高功(gong)率高配置(zhi)高智能激(ji)(ji)光(guang)產品(pin)，以及(ji)高端定制(zhi)化激(ji)(ji)光(guang)加工解(jie)決全案及(ji)配套售(shou)后服務。目前奔騰(teng)激(ji)(ji)光(guang)自動化生產線已經(jing)投入市場使用。

奔(ben)騰飛梭自動化激(ji)光切割(ge)生產線，立(li)體料庫組裝，適合大批量、多規(gui)格的自動化柔性化激(ji)光切割(ge)加(jia)工。其中(zhong)自(zi)動(dong)(dong)化(hua)模塊由(you)智能(neng)立體料(liao)庫、自(zi)動(dong)(dong)傳輸系(xi)統(tong)(tong)(tong)、自(zi)動(dong)(dong)分揀系(xi)統(tong)(tong)(tong)、整(zheng)板在線(xian)打碼系(xi)統(tong)(tong)(tong)、中(zhong)控系(xi)統(tong)(tong)(tong)組成，可(ke)實現(xian)自(zi)動(dong)(dong)上下(xia)料(liao)，自(zi)動(dong)(dong)打磨，自(zi)動(dong)(dong)分揀等(deng)多(duo)個(ge)環(huan)節智能(neng)化(hua)操作(zuo)，做(zuo)到節省(sheng)人力成本(ben)，提高效率(lv)，可(ke)以切實幫助(zhu)企業增產增量(liang)。全系(xi)統(tong)(tong)(tong)在系(xi)統(tong)(tong)(tong)意外(wai)故障(zhang)或其他原(yuan)因引起的不能(neng)整(zheng)線(xian)運行時(shi)，每臺(tai)設備(bei)、每個(ge)單元、每個(ge)系(xi)統(tong)(tong)(tong)都能(neng)實現(xian)人工介(jie)入并轉為人工手(shou)動(dong)(dong)操作(zuo)生產。

    奔騰自動(dong)(dong)化生產線(xian)，提高效率減少人(ren)(ren)工成本的同時(shi)，還降(jiang)低了工人(ren)(ren)勞動(dong)(dong)強度，并(bing)實現(xian)夜間(jian)的無人(ren)(ren)運行(xing)，滿(man)足24小時(shi)不間(jian)斷高效率高精(jing)度連續生產。針對厚(hou)板重板等大型工(gong)程制造業(ye)(ye)企(qi)業(ye)(ye)，奔(ben)騰自動(dong)化(hua)生產(chan)線完(wan)全能夠滿(man)足(zu)客(ke)戶需求，為(wei)鈑金加工(gong)行業(ye)(ye)提供優秀解(jie)決方案，促進工(gong)業(ye)(ye)自動(dong)化(hua)進程，推動(dong)整個行業(ye)(ye)結構(gou)化(hua)產(chan)業(ye)(ye)鏈優化(hua)升級。

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智(zhi)能(neng)立體料庫

智能立體料(liao)庫(ku)用于板材(cai)的存儲及(ji)(ji)周轉，采用立體料(liao)庫(ku)的形式，單庫(ku)位尺寸以(yi)及(ji)(ji)庫(ku)位數量(liang)都可(ke)以(yi)按(an)項目需求進行定制化處理。料(liao)庫(ku)周圍設置防(fang)護裝置，防(fang)止板材(cai)變形、干涉(she)碰撞。

    采(cai)用立體料庫儲存(cun)作業，可大幅度(du)增(zeng)加鋼材庫的有效高度(du)，充(chong)分利用鋼材庫的有效面積和儲存(cun)空間，使板材儲存集中化、立體化，減少占地面積，降低土地購(gou)置費用。可實現鋼材庫(ku)作業的機(ji)械(xie)化、自(zi)動(dong)化，大大提高工作效率。利用WMS系統進行(xing)庫存(cun)控制和(he)(he)管(guan)理(li)，作業過程(cheng)和(he)(he)信息處理(li)迅速(su)、準確、及時(shi)，可加速(su)板材周(zhou)轉，降(jiang)低儲存(cun)費用。

如圖所(suo)示，我們(men)可(ke)以將智(zhi)能立體料(liao)庫進(jin)行(xing)聯排(pai)，與(yu)激(ji)光(guang)切割、沖壓(ya)、折彎和(he)切割剪(jian)板工(gong)藝(yi)集成在一(yi)起。通過中控系(xi)(xi)(xi)統與(yu)客戶生(sheng)產管理(li)系(xi)(xi)(xi)統之(zhi)間的信息交換，根據訂單數量自(zi)動(dong)安排(pai)生(sheng)產訂單中的鈑金產品，制(zhi)定生(sheng)產加(jia)(jia)工(gong)計(ji)劃任(ren)務(wu)，并將自(zi)動(dong)編程推(tui)送到(dao)加(jia)(jia)工(gong)設(she)備上。根據上級系(xi)(xi)(xi)統制(zhi)定的加(jia)(jia)工(gong)計(ji)劃，設(she)備與(yu)智(zhi)能料(liao)庫系(xi)(xi)(xi)統進(jin)行(xing)通訊，對所(suo)需物料(liao)或半成品進(jin)行(xing)加(jia)(jia)工(gong)，實現(xian)自(zi)動(dong)化(hua)生(sheng)產加(jia)(jia)工(gong)。監控(kong)系統(tong)將各設備的實(shi)(shi)時處理信息反饋到上位(wei)系統(tong)，實(shi)(shi)現(xian)全過程監控(kong)管理。智(zhi)(zhi)能料(liao)庫系(xi)統(tong)(tong)作為物(wu)料(liao)、半成(cheng)品和(he)成(cheng)品的存儲、緩沖和(he)處理(li)(li)單元(yuan)，實現FMS系(xi)統(tong)(tong)的物(wu)理(li)(li)集成(cheng)。中央控(kong)制系(xi)統(tong)(tong)和(he)智(zhi)(zhi)能料(liao)庫控(kong)制系(xi)統(tong)(tong)，客戶(hu)上層生產管(guan)理(li)(li)系(xi)統(tong)(tong)以及每個單元(yuan)通過由PLC組成(cheng)的網絡連(lian)接(jie)實現信息(xi)集成(cheng)。

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自動分揀系統

    自(zi)動(dong)分(fen)揀系統的(de)(de)作(zuo)用主要(yao)是對(dui)于切(qie)割(ge)后的(de)(de)鋼板，進行自(zi)動(dong)分(fen)揀與(yu)碼垛，提升(sheng)效率的(de)(de)同時，也(ye)減少(shao)了人工的(de)(de)參(can)與(yu)，并且保證了生產的(de)(de)安全(quan)性(xing)。

作業(ye)流程(cheng)簡(jian)介：1）基(ji)準點位(wei)識(shi)別初定(ding)位(wei)。鋼板(ban)切割(ge)完成，相機去基(ji)準位(wei)置(zhi)拍照，通過與套料圖(tu)進行(xing)(xing)匹配進行(xing)(xing)工件(jian)(jian)初定(ding)位(wei)；2）精(jing)準識(shi)別計(ji)算位(wei)姿坐(zuo)標(biao)。視覺系統通過識(shi)別工件(jian)(jian)，計(ji)算出(chu)當前(qian)工件(jian)(jian)實際位(wei)置(zhi)坐(zuo)標(biao)，發送給機器人。3）避(bi)障(zhang)抓(zhua)取(qu)(qu)。機器人向PLC發送抓(zhua)取(qu)(qu)坐(zuo)標(biao)，桁(heng)架PLC對干涉區域進行(xing)(xing)避(bi)障(zhang)規(gui)劃抓(zhua)取(qu)(qu)。4）碼(ma)盤，報(bao)工(gong)。二次(ci)分(fen)揀(jian)工(gong)位(wei)視覺(jue)再次(ci)拍照計(ji)算抓取(qu)出坐標給大件二次(ci)分(fen)揀(jian)桁(heng)架(jia)(jia)，大件二次(ci)分(fen)揀(jian)桁(heng)架(jia)(jia)抓取(qu)工(gong)件，通過中控系統數據(ju)對工(gong)件進行約定的工(gong)藝碼(ma)垛，碼(ma)垛完報(bao)工(gong)，AGV將對應的(de)托盤(pan)運(yun)走(zou)。

   通過先進的視(shi)覺算(suan)法(fa)、機器人柔性控(kong)制、手(shou)眼(yan)協(xie)同(tong)融合(he)、產線(xian)級(ji)機器人協(xie)同(tong)、工(gong)廠級(ji)智能規劃與調(diao)度(du)等綜合(he)協(xie)作(zuo)，最終可以保證分揀成功率(lv)在95%以上。

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整板在線(xian)打碼系統(tong)

    鋼(gang)板(ban)到達打碼工位(wei)后，通(tong)過視覺定位(wei)尋邊系統，相機在鋼板角點觸發拍照，測(ce)得原(yuan)點位置以及偏轉角度（參考噴碼(ma)系(xi)統坐標系(xi)），相關信(xin)息傳(chuan)輸給桁(heng)架系(xi)統進(jin)行(xing)打碼(ma)原(yuan)點校(xiao)驗(yan)。在(zai)接收到(dao)(dao)打(da)碼(ma)(ma)坐(zuo)標(biao)和內容后(hou)，Z軸模組攜帶打(da)碼(ma)(ma)頭進(jin)(jin)行(xing)高(gao)度定位，在(zai)準備(bei)(bei)就(jiu)緒后(hou)，桁架系(xi)統(tong)啟動(dong)(dong)，當噴(pen)(pen)碼(ma)(ma)設備(bei)(bei)到(dao)(dao)達(da)坐(zuo)標(biao)點，啟動(dong)(dong)噴(pen)(pen)印(yin)，噴(pen)(pen)碼(ma)(ma)系(xi)統(tong)完成噴(pen)(pen)碼(ma)(ma)后(hou)，相機同(tong)時移動(dong)(dong)到(dao)(dao)二(er)維碼(ma)(ma)上(shang)方，觸發拍(pai)照(zhao)，解析(xi)結(jie)果(guo)進(jin)(jin)行(xing)比對(dui)，核驗二(er)維碼(ma)(ma)信息通(tong)過(guo)(guo)，即進(jin)(jin)行(xing)下一(yi)(yi)組二(er)維碼(ma)(ma)噴(pen)(pen)印(yin)，若不通(tong)過(guo)(guo)桁架啟動(dong)(dong)備(bei)(bei)用打(da)碼(ma)(ma)坐(zuo)標(biao)，進(jin)(jin)行(xing)二(er)次噴(pen)(pen)印(yin)，噴(pen)(pen)印(yin)完畢后(hou)視覺系(xi)統(tong)進(jin)(jin)行(xing)二(er)次比對(dui)檢測，若依舊(jiu)沒有比對(dui)通(tong)過(guo)(guo)，系(xi)統(tong)報警，對(dui)應零(ling)(ling)(ling)件(jian)信息上(shang)傳(chuan)給中控系(xi)統(tong)，以(yi)備(bei)(bei)后(hou)期出料(liao)人工進(jin)(jin)行(xing)補碼(ma)(ma)，再(zai)繼續下一(yi)(yi)個(ge)零(ling)(ling)(ling)件(jian)位置打(da)碼(ma)(ma)，如果(guo)運行(xing)中連續兩個(ge)零(ling)(ling)(ling)件(jian)打(da)碼(ma)(ma)比對(dui)不通(tong)過(guo)(guo)，將(jiang)自(zi)動(dong)(dong)停機報警，邀請操作人員現場檢驗，確認(ren)是噴(pen)(pen)碼(ma)(ma)設備(bei)(bei)故(gu)障還(huan)是鋼(gang)板(ban)表面不滿足打(da)印(yin)條件(jian)，人工排除(chu)故(gu)障后(hou)，啟動(dong)(dong)繼續打(da)印(yin)，在(zai)打(da)印(yin)完最后(hou)一(yi)(yi)個(ge)零(ling)(ling)(ling)件(jian)信息后(hou)，桁架系(xi)統(tong)自(zi)動(dong)(dong)返回零(ling)(ling)(ling)點避(bi)讓位，等待下一(yi)(yi)張鋼(gang)板(ban)就(jiu)緒打(da)印(yin)。

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中控系統

中控系統負責內外部數據自(zi)動實時交互(hu)，對外連接(jie)上游MES、ERP，接收反饋生產(chan)計劃(hua)(hua)信息及運行情況，對(dui)內整(zheng)(zheng)合激光切割(ge)設(she)備、智(zhi)能(neng)立體料庫、自動(dong)傳輸系統、整(zheng)(zheng)板在線(xian)打碼系統以及自動(dong)分揀(jian)系統等生產(chan)資源(yuan)，實施計劃(hua)(hua)分解執(zhi)行、運行過(guo)程(cheng)監控、數據(ju)收集及反饋、計劃(hua)(hua)執(zhi)行異(yi)(yi)常(chang)情況的自我調整(zheng)(zheng)、異(yi)(yi)常(chang)報(bao)警及反饋、異(yi)(yi)常(chang)修復后自動(dong)派工等，實現下(xia)料生產(chan)線(xian)的自動(dong)化、少人化生產(chan)。

如圖所示(shi)， 操(cao)作人員(yuan)(yuan)可以在中控(kong)系統操(cao)作界(jie)面上完(wan)成(cheng)生(sheng)產任(ren)務下發，實(shi)時查(cha)看各個設備(bei)(bei)的(de)工作情況(kuang)，掌(zhang)握整體的(de)生(sheng)產進度。并且，中控(kong)系統會(hui)按(an)照客戶所需(xu)，生(sheng)成(cheng)以日、周、月為單(dan)位(wei)的(de)產能報表、水電氣等(deng)能耗報表、工作人員(yuan)(yuan)設備(bei)(bei)巡檢報表等(deng)工廠(chang)所需(xu)報表，方便管理人員(yuan)(yuan)全面掌(zhang)握工廠(chang)運行信(xin)息。

中控系統通過分層(ceng)架構管理，實(shi)現(xian)以下(xia)功能：

1）實現激光下(xia)料自(zi)動化線中所(suo)有(you)設備的(de)運行狀況監控，對(dui)生產(chan)設備進行合理的調(diao)度，確保(bao)生產(chan)線的高效(xiao)率(lv)運(yun)轉。

2）以系統調(diao)度替代人工調(diao)度，降(jiang)低(di)勞動強(qiang)度，提(ti)高調度效率，減少人工失誤，同時保留(liu)人工調(diao)度功(gong)能，在異(yi)常情況下可進行人工調(diao)度，確(que)保生產順利進行。

3）實時(shi)全(quan)面監控設備運行狀態(tai)和(he)生產數據(ju)(ju)，自動匯總統(tong)計車間數據(ju)(ju)，量化管理，為上層MES系(xi)統提供數(shu)據支(zhi)撐；所有(you)PLC提供數(shu)據接口，工廠整體中控可以直接采集(ji)設備(bei)運行(xing)數(shu)據。配備(bei)UPS電(dian)源，具有(you)系(xi)統備(bei)份和斷電(dian)恢復功能。

4）實現激光下料(liao)自(zi)動(dong)化線(xian)(xian)整線(xian)(xian)信息集成與控(kong)制分析，可分別控(kong)制整線(xian)(xian)設(she)備，具(ju)有手動(dong)、自(zi)動(dong)、單步三種操作模式(shi)。處(chu)(chu)于手(shou)動模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)時，操作(zuo)人(ren)員可以(yi)啟停單個(ge)執(zhi)行機構；處(chu)(chu)于自動模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)時，控(kong)制器根據傳(chuan)感器檢測的(de)信(xin)號(hao)完成每一(yi)步的(de)運行；處(chu)(chu)于單步模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)時，系(xi)統所有動作(zuo)按照自動順序(xu)單步執(zhi)行，用(yong)于分析和測試。三種模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)可以(yi)通過選擇開(kai)關或HMI觸摸屏操作(zuo)互相切換。觸摸屏用(yong)于線體(ti)模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)切換、報警查(cha)詢(xun)、線體(ti)設(she)(she)備狀(zhuang)態查(cha)詢(xun)、網絡(luo)狀(zhuang)態查(cha)詢(xun)、線體(ti)設(she)(she)備操作(zuo)等功能。

5）中(zhong)控系統(tong)與整線(xian)設備均有互鎖(suo)機(ji)制，確(que)保作業時的設備安(an)全(quan)(quan)、人員安(an)全(quan)(quan)；在保障人員、設備安(an)全(quan)(quan)的前提條件(jian)下，確(que)保運行(xing)效率。