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米恩达重工机械(苏州)有限公司

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像焊接汽车零件一样焊接托盘

2017-08-17 点击数:457
在制造领域,工业机器人自动化技术能显著降低成本和提高过程生产率。工业机器人还能在很大程度上实现技术转型,无论不同任务间的差异有多大,用于某项任务的机器人只需经过方便快捷的转型即可用于其它任务。意大利系统集成商无疑是该领域的佼佼者,它们以出众的专业技术和创新能力独步世界。

在制造领域,工业机器人自动化技术能显著降低成本和提高过程生产率。工业机器人还能在很大程度上实现技术转型,无论不同任务间的差异有多大,用于某项任务的机器人只需经过方便快捷的转型即可用于其它任务。意大利系统集成商无疑是该领域的佼佼者,它们以出众的专业技术和创新能力独步世界。

位于摩德纳的系统集成商System(Fiorano Modenese)通过SIR Soluzioni Industriali Robotizzate开发出最新的创新型应用,实现了所有这些功能。自1970年以来,System一直为多个领域提供工业自动化解决方案,包括陶瓷、物流和包装行业等。System拥有内部物流和物料搬运应用两大著名品牌System Logistics和Modula。System的解决方案所使用的大多数技术都是在内部开展设计、工程筹划和生产,从而全面掌控整个生产过程,确保解决方案的高质量和高可靠性。

System要求SIR做到质量优异,性能可靠,同时还要提高托盘焊接的灵活性和生产率。经过一段时间的研究,系统集成商评估各种可能性,最终选定了一种技术先进的制造单元,其采用汽车车身焊接中常用的机器人。该制造单元曾用于焊接System品牌托盘中的Ω形零件(用于物流领域)。

追求灵活性、生产率和效率

“我们以前生产容器一直使用刚性衬套,”System总裁Franco Stefani解释说, “这经常导致生产中断。每当需要变更托盘型号、所用金属板以及宽度或长度规格,我们都不得不停产和进行改装,然后重新开始生产。我们迫切需要摆脱这种现状。”

灵活性、生产率和效率 - 这是Stefani先生与SIR创始人Luciano Passoni先生(同时也是System和柯马的长期合作伙伴)分享的三个关键词。实际上,在Fiorano实施的自动化解决方案中,集成商所用的机器人全部从SIR公司采购。

“这是最重要的三个关键词,”Stefani先生继续说,“但也要考虑其它一些基本特性,我们先从质量开始。显然,我们的要求是提高灵活性、生产率和效率,但也要求解决方案能够实现单阶段托盘焊接,并通过完美焊接提高产品质量。而且我们还不能超出预算。”

在国际市场备受赞誉的模范应用

该制造单元完全改变了托盘的焊接方式。我们的应用由四个柯马机器人组成,并从外部控制多个轴,实现整个过程的自动化。特别采用了大型机器人Smart NJ 290,其有效载荷高达290 kg,用于实施装卸操作;此外还装备了有效载荷达20 kg的长臂操纵机器人,用于放置和固定需要焊接的零件;最后是一个绝对的创新成果:使用两台带Smart NJ4 90机器人的点焊机焊接焊点,它们通常用于焊接汽车车身。

此外,多个受控轴帮助实现自动化:

O      长度约十米的传送底座上装有机器人,用于装卸操作(7轴柯马机器人);

O      在配备伺服电机的机器人前方设有用于移动托盘的活动转台(8轴柯马机器人);

O      两个可控制移动的外部保护罩,用于将托盘居中到正确的焊接位置;

O      活动转台下方设有一系列控制移动的辊筒,用于移动托盘,以防止板材变形。这是因为金属板在焊接阶段不一定是完全平整的,特别是在金属板极薄的情况下。

安装的自动化设备的生产过程一眼看上去就很简单。在第一阶段,Smart NJ 290将托盘放置在活动转台上要焊接Ω形零件的位置。托盘就位后便被锁定,同时金属板在下部受控轴的作用下变得十分平整。此时,操纵臂将Ω形零件放置并固定在正确位置,直至焊接机器人完成前两个焊点的焊接。当焊接过程开始后,操纵臂移动到下一个Ω形零件。当焊接完成后,活动转台转动,将托盘放置到处理下一个Ω形零件的正确位置,负责装卸操作的机器人也相应移动,执行后续操作。

“这个制造单元的设计真的很了不起,其颠覆性创新在于我们不再需要停止生产,”Luciano Passoni说,“现在只需使用控制面板输入托盘代码,制造单元会自动执行剩下的过程。” 这一变动涉及到自动化系统的所有组件。控制面板发送脉冲,设定焊接参数 – 包括厚度、所用板材类型(镀锌板或不锈钢板)、板材层数(2芯层或3芯层)、Ω形零件位置、焊接点数和焊接速度。“制造单元工作时不设默认配置,”Passoni继续说,“这样的话,它将根据上述所有参数,以及托盘自身的长度和宽度,自动将托盘放置于正确的位置。我们还能避免显著的锌迁移,确保焊点高质量。这保证了完工产品的高质量。”

“该解决方案包含了传送底座,”Passoni总结说,“可缩短重新定位时间,继而无需执行复杂的移动,让机器人始终保持理想的工作状态;长时间的移动可能导致焊钳补给孔性能降低。所有这些都使系统效率大有提升。”

非凡性能成就目标

该制造单元实现了System的预定目标。循环时间大幅缩减,消除了加工时间,生产率和灵活性也显著提高,远远超出了原先的实施策略。此外,将现有柯马设备的技术与新技术改进相结合,可确保执行快速且焊接点质量优异。

“我们向SIR阐述的需求极具挑战性。”Stefani说, “集成商的卓越能力以及柯马的优秀产品让这些需求得到了满足。我们与SIR携手努力,发掘最佳解决方案,实现刚性过程的自动化。如今,得益于机器人集群,加工可在限定时间内完成。当输入产品代码后,整个生产集群快速准备就绪,然后开始生产新元件,从而将效率和生产率提升50%。”

SIR与柯马机器人实现的成果着实令人羡慕。“我们与SIR共同探讨问题,共享技术解决方案,它无疑是意大利乃至全球最优秀的系统集成商之一。”Franco Stefani确信地说道, “尽管在自动化项目方面可能有所重叠,而且我们在某些领域存在竞争关系,但我们仍选择与他们合作,因为我们相信他们的技术部门,相信他们长期以来所取得的成绩。”

Stefani同时还褒奖了柯马:“我必须承认柯马机器人在市场上声名显赫,这得益于他们卓越的自动化领域产品。我们有幸在生产过程中结合使用Smart NJ 4机器人 – 这是柯马制造的点焊机及其焊接钳和焊钳变压器,此前它们仅仅用于金属板作业。由于有焊钳变压器,我们可直接在焊点施加高电压,进一步提高产品质量,完美焊接1.5毫米厚度的镀锌金属板。”

除了焊接机器人外,制造单元中还采用设备保养机器人以及操纵臂,它们均出自柯马。“我们始终选择这家供应商,因为我们认识到柯马的品质值得信赖,无论是用于点焊还是物料搬运,柯马机器人都显得如此专业。这样一来,制造单元实现了完美集成,操控也非常方便,确保了高性能。”

这些一流的解决方案完全符合System管理层的预期。“生产过程中这一部分的自动化让我们备受考验,这一点我无法隐瞒。”Stefani先生声称, “但是我们不仅实现了翻两番的目标,甚至达到了翻三番,这让我们非常高兴。我们将启动两个相同的新制造单元,其中一个将于4月在我们的美国工厂投入使用。它能够将效率和生产率提升50%,还能显著提高灵活性,我们不可错失这样的机会。”

系统集成商也表达了他们的满意之情。“这可不简单。”Luciano Passoni总结道, “得益于SIR的辛勤耕耘、柯马机器人备受认可的潜力以及总部位于都灵的这家公司提供的自动化领域技术解决方案,我们实现了自身的所有目标。”

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