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        30年 激光設備制造經驗


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        產 品 中 心

        激光切割自動化產線在工程機械行業中的應用

        作者:奔騰激光(浙江)股份有限公司 瀏覽: 發表時間:2022-06-15 14:40:07

        行業發展現狀

             中國一直以來都是制造業大國,與世界制造業的強國相比我們的激光在制造業中的應用相對較低,根據數據統計,僅為30%。而其他制造業發達國家已經超過了40%,德國的占比更是遠超我國16個百分點。也就是說在我國激光產業存在著巨大的可成長空間和市場潛力,未來激光產業將在制造業中擁有廣闊的市場前景。


             根據權威報告預測,工業激光市場規模預估會有大幅度的增長,預計2026年工業激光及相關產品市場規模將達到3180億元。


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        激光自動化生產線在工程機械行業中的應用現狀










        作為國民經濟發展的重要基礎性和戰略性產業,中國工程機械產業在基建和制造業的突飛猛進中快速崛起。工程機械行業制造用到大量的中厚鋼板,重型管材等金屬原材料,隨著生產需求日益增加,傳統的人工操作方式已經不足以滿足生產需求。

        激光切割下料工序,具有加工批量大、標準化程度高等特點,易于采用自動化技術,打通原材料管理、自動上下料、激光切割、智能分揀、自動配盤等環節,實現下料過程自動化。

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        奔騰激光切割柔性自動化生產線實際應用情況










            奔騰激光作為中國激光行業領導品牌,為客戶提供全方位的高功率高配置高智能激光產品,以及高端定制化激光加工解決全案及配套售后服務。目前奔騰激光自動化生產線已經投入市場使用。


        奔騰飛梭自動化激光切割生產線,立體料庫組裝,適合大批量、多規格的自動化柔性化激光切割加工。其中自動化模塊由智能立體料庫、自動傳輸系統、自動分揀系統、整板在線打碼系統、中控系統組成,可實現自動上下料,自動打磨,自動分揀等多個環節智能化操作,做到節省人力成本,提高效率,可以切實幫助企業增產增量。全系統在系統意外故障或其他原因引起的不能整線運行時,每臺設備、每個單元、每個系統都能實現人工介入并轉為人工手動操作生產。


            奔騰自動化生產線,提高效率減少人工成本的同時,還降低了工人勞動強度,并實現夜間的無人運行,滿足24小時不間斷高效率高精度連續生產。針對厚板重板等大型工程制造業企業,奔騰自動化生產線完全能夠滿足客戶需求,為鈑金加工行業提供優秀解決方案,促進工業自動化進程,推動整個行業結構化產業鏈優化升級。


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        智能立體料庫

        智能立體料庫用于板材的存儲及周轉,采用立體料庫的形式,單庫位尺寸以及庫位數量都可以按項目需求進行定制化處理。料庫周圍設置防護裝置,防止板材變形、干涉碰撞。


            采用立體料庫儲存作業,可大幅度增加鋼材庫的有效高度,充分利用鋼材庫的有效面積和儲存空間,使板材儲存集中化、立體化,減少占地面積,降低土地購置費用??蓪崿F鋼材庫作業的機械化、自動化,大大提高工作效率。利用WMS系統進行庫存控制和管理,作業過程和信息處理迅速、準確、及時,可加速板材周轉,降低儲存費用。


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        智能立體料庫圖1

         

        如圖所示,我們可以將智能立體料庫進行聯排,與激光切割、沖壓、折彎和切割剪板工藝集成在一起。通過中控系統與客戶生產管理系統之間的信息交換,根據訂單數量自動安排生產訂單中的鈑金產品,制定生產加工計劃任務,并將自動編程推送到加工設備上。根據上級系統制定的加工計劃,設備與智能料庫系統進行通訊,對所需物料或半成品進行加工,實現自動化生產加工。監控系統將各設備的實時處理信息反饋到上位系統,實現全過程監控管理。智能料庫系統作為物料、半成品和成品的存儲、緩沖和處理單元,實現FMS系統的物理集成。中央控制系統和智能料庫控制系統,客戶上層生產管理系統以及每個單元通過由PLC組成的網絡連接實現信息集成。


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        智能立體料庫圖2

         

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        自動分揀系統


            自動分揀系統的作用主要是對于切割后的鋼板,進行自動分揀與碼垛,提升效率的同時,也減少了人工的參與,并且保證了生產的安全性。


        作業流程簡介:1)基準點位識別初定位。鋼板切割完成,相機去基準位置拍照,通過與套料圖進行匹配進行工件初定位;2)精準識別計算位姿坐標。視覺系統通過識別工件,計算出當前工件實際位置坐標,發送給機器人。3)避障抓取。機器人向PLC發送抓取坐標,桁架PLC對干涉區域進行避障規劃抓取。4)碼盤,報工。二次分揀工位視覺再次拍照計算抓取出坐標給大件二次分揀桁架,大件二次分揀桁架抓取工件,通過中控系統數據對工件進行約定的工藝碼垛,碼垛完報工,AGV將對應的托盤運走。


           通過先進的視覺算法、機器人柔性控制、手眼協同融合、產線級機器人協同、工廠級智能規劃與調度等綜合協作,最終可以保證分揀成功率在95%以上。


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        自動分揀系統

         

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        整板在線打碼系統


            鋼板到達打碼工位后,通過視覺定位尋邊系統,機在鋼板角點觸發拍照,測得原點位置以及偏轉角度(參考噴碼系統坐標系),相關信息傳輸給桁架系統進行打碼原點校驗。在接收到打碼坐標和內容后,Z軸模組攜帶打碼頭進行高度定位,在準備就緒后,桁架系統啟動,當噴碼設備到達坐標點,啟動噴印,噴碼系統完成噴碼后,相機同時移動到二維碼上方,觸發拍照,解析結果進行比對,核驗二維碼信息通過,即進行下一組二維碼噴印,若不通過桁架啟動備用打碼坐標,進行二次噴印,噴印完畢后視覺系統進行二次比對檢測,若依舊沒有比對通過,系統報警,對應零件信息上傳給中控系統,以備后期出料人工進行補碼,再繼續下一個零件位置打碼,如果運行中連續兩個零件打碼比對不通過,將自動停機報警,邀請操作人員現場檢驗,確認是噴碼設備故障還是鋼板表面不滿足打印條件,人工排除故障后,啟動繼續打印,在打印完最后一個零件信息后,桁架系統自動返回零點避讓位,等待下一張鋼板就緒打印。


        在線打碼系統


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        中控系統


        中控系統負責內外部數據自動實時交互,對外連接上游MES、ERP,接收反饋生產計劃信息及運行情況,對內整合激光切割設備、智能立體料庫、自動傳輸系統、整板在線打碼系統以及自動分揀系統等生產資源,實施計劃分解執行、運行過程監控、數據收集及反饋、計劃執行異常情況的自我調整、異常報警及反饋、異常修復后自動派工等,實現下料生產線的自動化、少人化生產。


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        中控系統操作界面截圖



        如圖所示, 操作人員可以在中控系統操作界面上完成生產任務下發,實時查看各個設備的工作情況,掌握整體的生產進度。并且,中控系統會按照客戶所需,生成以日、周、月為單位的產能報表、水電氣等能耗報表、工作人員設備巡檢報表等工廠所需報表,方便管理人員全面掌握工廠運行信息。


        中控系統通過分層架構管理,實現以下功能:

        1實現激光下料自動化線中所有設備的運行狀況監控,對生產設備進行合理的調度,確保生產線的高效率運轉。

        2)以系統調度替代人工調度,降低勞動強度,提高調度效率,減少人工失誤,同時保留人工調度功能,在異常情況下可進行人工調度,確保生產順利進行。

        3實時全面監控設備運行狀態和生產數據,自動匯總統計車間數據,量化管理,為上層MES系統提供數據支撐;所有PLC提供數據接口,工廠整體中控可以直接采集設備運行數據。配備UPS電源,具有系統備份和斷電恢復功能。

        4實現激光下料自動化線整線信息集成與控制分析,可分別控制整線設備,具有手動、自動、單步三種操作模式。處于手動模式時,操作人員可以啟停單個執行機構;處于自動模式時,控制器根據傳感器檢測的信號完成每一步的運行;處于單步模式時,系統所有動作按照自動順序單步執行,用于分析和測試。三種模式可以通過選擇開關或HMI觸摸屏操作互相切換。觸摸屏用于線體模式切換、報警查詢、線體設備狀態查詢、網絡狀態查詢、線體設備操作等功能。

        5)中控系統與整線設備均有互鎖機制,確保作業時的設備安全、人員安全;在保障人員、設備安全的前提條件下,確保運行效率。



        未來發展可期

        相信隨著市場需求的不斷擴大為激光產業帶來了較好的發展機遇。國內不僅有產業政策的驅動,政府將激光作為“先進制造技術”列為國家重點發展項目,而且市場需求刺激不斷鞭策著激光產業鏈的完整化,讓整個激光市場呈現良性、高速的發展態勢,更重要的是,隨著5G時代的到來及快速的投入應用,激光5G深度結合,將為整個激光產亞帶來新的預期。




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          奔騰激光成立于2007年,是一家專業從事激光切割焊接設備研發制造和銷售的集團公司。公司總部在浙江省溫州經濟技術開發區,在中國武漢,溫州,臨沂和意大利佛羅倫薩建有四大制造基地。

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