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激光自動化生產線在(zai)工(gong)程機械行(xing)業中的應用(yong)現狀

作為國民經濟(ji)發展的重要(yao)基礎性(xing)和戰略性(xing)產業，中(zhong)國工程(cheng)機械產(chan)業在基建和(he)制(zhi)造業的(de)突(tu)飛猛進中(zhong)快速崛起。工程機械行業制(zhi)造用到大量的中(zhong)厚(hou)鋼板，重型管材等金屬原材料，隨著生(sheng)產(chan)(chan)需求(qiu)日益增加，傳統的人工操作方式(shi)已經不足以滿足生(sheng)產(chan)(chan)需求(qiu)。

激光切(qie)割(ge)下料(liao)工(gong)序，具有加工(gong)批量大、標(biao)準(zhun)化(hua)程度高等特(te)點，易于(yu)采用自動化(hua)技術(shu)，打通原(yuan)材料(liao)管理、自動上下料(liao)、激光切(qie)割(ge)、智能分揀(jian)、自動配盤(pan)等環節，實現下料(liao)過(guo)程自動化(hua)。

奔騰(teng)激光切(qie)割柔性自動化(hua)生產線實際應用情況

    奔騰激(ji)光(guang)作為中國激(ji)光(guang)行業領(ling)導品(pin)牌，為客戶提供全方位的高功率高配置高智(zhi)能激(ji)光(guang)產(chan)品(pin)，以及(ji)(ji)高端定制化激(ji)光(guang)加工(gong)解決(jue)全案(an)及(ji)(ji)配套售后服務。目(mu)前奔騰激(ji)光(guang)自動化生(sheng)產(chan)線(xian)已經(jing)投(tou)入市場(chang)使用。

奔(ben)騰飛梭(suo)自動(dong)化激光切割(ge)生(sheng)產線，立體料庫組裝，適合大批(pi)量、多規格的自動(dong)化柔性(xing)化激光切割(ge)加工。其(qi)(qi)中(zhong)自(zi)動(dong)(dong)化(hua)模塊由智能(neng)立(li)體料庫、自(zi)動(dong)(dong)傳(chuan)輸系統、自(zi)動(dong)(dong)分揀系統、整(zheng)板在線打碼系統、中(zhong)控系統組成，可實現自(zi)動(dong)(dong)上下(xia)料，自(zi)動(dong)(dong)打磨，自(zi)動(dong)(dong)分揀等(deng)多個(ge)(ge)環節智能(neng)化(hua)操作，做到節省人(ren)(ren)力(li)成本，提(ti)高效率，可以切實幫助企業(ye)增產增量。全系統在系統意外(wai)故(gu)障或其(qi)(qi)他原因引起的不能(neng)整(zheng)線運(yun)行時，每臺設備、每個(ge)(ge)單元、每個(ge)(ge)系統都(dou)能(neng)實現人(ren)(ren)工介(jie)入并轉(zhuan)為人(ren)(ren)工手(shou)動(dong)(dong)操作生產。

    奔騰自動(dong)化生(sheng)產線，提高效(xiao)率減少人(ren)工成本的(de)同(tong)時，還降低了(le)工人(ren)勞動(dong)強(qiang)度，并實現(xian)夜間的(de)無人(ren)運行，滿足24小時不間斷高效(xiao)率高精(jing)度連續生(sheng)產。針對厚板重板等(deng)大(da)型工(gong)程制造業(ye)企(qi)業(ye)，奔騰自動(dong)(dong)化(hua)生產線完全能夠(gou)滿足客戶需求，為鈑(ban)金加工(gong)行業(ye)提供優秀解決方案，促進工(gong)業(ye)自動(dong)(dong)化(hua)進程，推動(dong)(dong)整個行業(ye)結(jie)構(gou)化(hua)產業(ye)鏈(lian)優化(hua)升級。

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智能立體料庫

智(zhi)能立(li)體料(liao)庫用于(yu)板(ban)材(cai)的(de)存儲及(ji)周(zhou)轉，采用立(li)體料(liao)庫的(de)形式，單庫位(wei)尺寸以及(ji)庫位(wei)數(shu)量都(dou)可以按(an)項目需(xu)求進行定制化處理。料(liao)庫周(zhou)圍設置防護裝置，防止板(ban)材(cai)變形、干涉碰撞(zhuang)。

    采(cai)用立體料庫(ku)(ku)儲存作(zuo)業，可大(da)幅度增加鋼材庫(ku)(ku)的(de)有效高度，充分利用鋼材庫(ku)(ku)的(de)有效面積和儲存空間，使(shi)板材儲存(cun)集中化、立(li)體化，減(jian)少占地面積(ji)，降(jiang)低土(tu)地購置費用。可實現(xian)鋼材庫(ku)作業的(de)機械(xie)化、自(zi)動(dong)化，大大提高(gao)工作效(xiao)率。利用WMS系統(tong)進行(xing)庫存(cun)控制(zhi)和(he)管理(li)，作業過程和(he)信息處理(li)迅速(su)、準(zhun)確、及時，可加(jia)速(su)板材周(zhou)轉，降低儲存(cun)費用(yong)。

如圖所(suo)示，我們可(ke)以將智能(neng)立體(ti)料(liao)(liao)庫進(jin)(jin)行(xing)聯排，與激光切割、沖壓、折彎和(he)切割剪板工藝(yi)集成在一起。通過中控系(xi)統(tong)(tong)與客戶生產(chan)管理系(xi)統(tong)(tong)之間(jian)的信息(xi)交換，根據(ju)訂單數量自(zi)動安(an)排生產(chan)訂單中的鈑金產(chan)品，制定生產(chan)加(jia)工計劃任務，并將自(zi)動編(bian)程推送到加(jia)工設備上(shang)。根據(ju)上(shang)級系(xi)統(tong)(tong)制定的加(jia)工計劃，設備與智能(neng)料(liao)(liao)庫系(xi)統(tong)(tong)進(jin)(jin)行(xing)通訊，對所(suo)需物料(liao)(liao)或半(ban)成品進(jin)(jin)行(xing)加(jia)工，實現自(zi)動化生產(chan)加(jia)工。監控系統將各設備的實(shi)時處理信息反饋到上位(wei)系統，實(shi)現全過程監控管理。智(zhi)能料庫(ku)系(xi)統作為物料、半成品和成品的(de)存儲、緩沖和處理單元，實(shi)現(xian)FMS系(xi)統的(de)物理集成。中央控制系(xi)統和智(zhi)能料庫(ku)控制系(xi)統，客戶上層生(sheng)產(chan)管理系(xi)統以及每個(ge)單元通(tong)過(guo)由PLC組成的(de)網絡連(lian)接實(shi)現(xian)信息集成。

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自動分揀系統

    自動分揀系(xi)統的(de)作用主(zhu)要是對于切(qie)割后(hou)的(de)鋼板，進行自動分揀與(yu)(yu)碼垛，提升效率的(de)同時，也減少了人(ren)工(gong)的(de)參與(yu)(yu)，并且保證了生(sheng)產(chan)的(de)安全性。

作(zuo)業流程簡介：1）基準點位(wei)(wei)(wei)識別初(chu)定(ding)位(wei)(wei)(wei)。鋼板(ban)切割完成，相機(ji)去基準位(wei)(wei)(wei)置拍照，通(tong)過(guo)與套料圖進(jin)行(xing)匹配進(jin)行(xing)工件(jian)初(chu)定(ding)位(wei)(wei)(wei)；2）精準識別計算位(wei)(wei)(wei)姿坐標(biao)(biao)。視覺系統通(tong)過(guo)識別工件(jian)，計算出當前工件(jian)實際位(wei)(wei)(wei)置坐標(biao)(biao)，發(fa)送給機(ji)器人。3）避障抓取。機(ji)器人向PLC發(fa)送抓取坐標(biao)(biao)，桁架PLC對干(gan)涉區域進(jin)行(xing)避障規劃抓取。4）碼(ma)盤，報工(gong)(gong)。二(er)(er)次(ci)分(fen)揀工(gong)(gong)位視覺再(zai)次(ci)拍照(zhao)計算(suan)抓(zhua)取(qu)出(chu)坐標給大件二(er)(er)次(ci)分(fen)揀桁架，大件二(er)(er)次(ci)分(fen)揀桁架抓(zhua)取(qu)工(gong)(gong)件，通(tong)過中控系統數據對(dui)工(gong)(gong)件進(jin)行約定的工(gong)(gong)藝(yi)碼(ma)垛(duo)，碼(ma)垛(duo)完(wan)報工(gong)(gong)，AGV將對(dui)應的托盤運(yun)走。

   通過先進(jin)的視覺(jue)算(suan)法、機(ji)器人(ren)柔性控制(zhi)、手眼協(xie)同融合(he)、產(chan)線級機(ji)器人(ren)協(xie)同、工廠級智能規(gui)劃(hua)與調度等(deng)綜合(he)協(xie)作，最(zui)終可以(yi)保證分揀成功(gong)率在95%以上(shang)。

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整板(ban)在線打碼(ma)系(xi)統

    鋼板到達打碼(ma)工位后，通過視覺(jue)定位尋邊(bian)系統(tong)，相機在鋼板角點觸(chu)發拍(pai)照，測得原點位置以及(ji)偏(pian)轉(zhuan)角度（參考噴碼(ma)系(xi)(xi)統(tong)坐標系(xi)(xi)），相關信息(xi)傳輸給桁架(jia)系(xi)(xi)統(tong)進(jin)行打碼(ma)原點校驗(yan)。在接收到(dao)打(da)(da)(da)碼(ma)坐(zuo)標和內容后，Z軸(zhou)模組攜帶打(da)(da)(da)碼(ma)頭(tou)進(jin)行高度定位，在準(zhun)備就緒后，桁(heng)架系(xi)(xi)(xi)統(tong)啟(qi)動(dong)(dong)，當(dang)噴(pen)(pen)(pen)碼(ma)設(she)備到(dao)達坐(zuo)標點，啟(qi)動(dong)(dong)噴(pen)(pen)(pen)印，噴(pen)(pen)(pen)碼(ma)系(xi)(xi)(xi)統(tong)完成噴(pen)(pen)(pen)碼(ma)后，相機同時移動(dong)(dong)到(dao)二(er)維碼(ma)上(shang)方，觸發拍照，解(jie)析結果進(jin)行比(bi)對(dui)(dui)，核驗(yan)(yan)二(er)維碼(ma)信息(xi)通(tong)過(guo)(guo)，即進(jin)行下(xia)(xia)一(yi)(yi)組二(er)維碼(ma)噴(pen)(pen)(pen)印，若(ruo)不(bu)通(tong)過(guo)(guo)桁(heng)架啟(qi)動(dong)(dong)備用打(da)(da)(da)碼(ma)坐(zuo)標，進(jin)行二(er)次噴(pen)(pen)(pen)印，噴(pen)(pen)(pen)印完畢后視覺系(xi)(xi)(xi)統(tong)進(jin)行二(er)次比(bi)對(dui)(dui)檢測，若(ruo)依舊沒有比(bi)對(dui)(dui)通(tong)過(guo)(guo)，系(xi)(xi)(xi)統(tong)報(bao)警，對(dui)(dui)應零(ling)(ling)件(jian)信息(xi)上(shang)傳(chuan)給中(zhong)控系(xi)(xi)(xi)統(tong)，以備后期出料人(ren)工進(jin)行補(bu)碼(ma)，再繼(ji)續(xu)下(xia)(xia)一(yi)(yi)個(ge)零(ling)(ling)件(jian)位置打(da)(da)(da)碼(ma)，如果運行中(zhong)連續(xu)兩個(ge)零(ling)(ling)件(jian)打(da)(da)(da)碼(ma)比(bi)對(dui)(dui)不(bu)通(tong)過(guo)(guo)，將自(zi)動(dong)(dong)停機報(bao)警，邀請操作(zuo)人(ren)員現場檢驗(yan)(yan)，確認是噴(pen)(pen)(pen)碼(ma)設(she)備故(gu)障(zhang)還是鋼(gang)板(ban)表(biao)面(mian)不(bu)滿足打(da)(da)(da)印條件(jian)，人(ren)工排除故(gu)障(zhang)后，啟(qi)動(dong)(dong)繼(ji)續(xu)打(da)(da)(da)印，在打(da)(da)(da)印完最后一(yi)(yi)個(ge)零(ling)(ling)件(jian)信息(xi)后，桁(heng)架系(xi)(xi)(xi)統(tong)自(zi)動(dong)(dong)返回零(ling)(ling)點避讓位，等待下(xia)(xia)一(yi)(yi)張鋼(gang)板(ban)就緒打(da)(da)(da)印。

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中(zhong)控系統(tong)

中(zhong)控(kong)系統負責(ze)內外(wai)部數據(ju)自動實時交互，對外(wai)連(lian)接上游(you)MES、ERP，接收反(fan)饋生(sheng)產(chan)計劃(hua)信息及運行情(qing)況，對內整(zheng)(zheng)合激(ji)光切割設備(bei)、智能立體料庫、自(zi)動傳輸系(xi)統、整(zheng)(zheng)板在線打碼系(xi)統以及自(zi)動分揀系(xi)統等(deng)生(sheng)產(chan)資(zi)源，實(shi)施計劃(hua)分解執行、運行過程監控、數據(ju)收集及反(fan)饋、計劃(hua)執行異(yi)常(chang)情(qing)況的自(zi)我調整(zheng)(zheng)、異(yi)常(chang)報警及反(fan)饋、異(yi)常(chang)修(xiu)復(fu)后自(zi)動派工等(deng)，實(shi)現下(xia)料生(sheng)產(chan)線的自(zi)動化、少人化生(sheng)產(chan)。

如圖所示， 操作(zuo)(zuo)人(ren)員可(ke)以(yi)在中控系統操作(zuo)(zuo)界(jie)面(mian)上完(wan)成生(sheng)產任務下發，實時查看各個設備(bei)(bei)的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)情況，掌握整體的(de)生(sheng)產進度(du)。并且，中控系統會(hui)按(an)照客戶(hu)所需，生(sheng)成以(yi)日(ri)、周(zhou)、月(yue)為單位的(de)產能(neng)報表(biao)(biao)(biao)、水電氣等(deng)能(neng)耗(hao)報表(biao)(biao)(biao)、工(gong)作(zuo)(zuo)人(ren)員設備(bei)(bei)巡檢報表(biao)(biao)(biao)等(deng)工(gong)廠所需報表(biao)(biao)(biao)，方便(bian)管理(li)人(ren)員全面(mian)掌握工(gong)廠運行信(xin)息。

中控系統通過(guo)分層架構管理，實現以下(xia)功能：

1）實(shi)現激光(guang)下料自動化線中所有設(she)備的運行狀(zhuang)況監(jian)控(kong)，對生(sheng)產設備進行合理的調(diao)度，確保生(sheng)產線的高效(xiao)率運轉。

2）以(yi)系統調(diao)度(du)替代人工(gong)調(diao)度(du)，降低(di)勞動強度，提高調度效(xiao)率，減少人(ren)工失(shi)誤(wu)，同時保(bao)留人(ren)(ren)工(gong)調(diao)度(du)功(gong)能，在異(yi)常情況下可(ke)進行(xing)人(ren)(ren)工(gong)調(diao)度(du)，確(que)保(bao)生產順利進行(xing)。

3）實時全面監(jian)控(kong)設(she)備運行狀態和生產數(shu)(shu)據(ju)，自動(dong)匯(hui)總統計車間數(shu)(shu)據(ju)，量化管理(li)，為上層MES系(xi)統(tong)提供(gong)數據支撐；所有(you)PLC提供(gong)數據接口，工廠整體中控(kong)可以直接采集設備(bei)運行數據。配備(bei)UPS電源，具有(you)系(xi)統(tong)備(bei)份和斷電恢復功能。

4）實現激(ji)光下(xia)料自動(dong)化線整線信息集成與控制分(fen)析，可分(fen)別控制整線設備(bei)，具有手動(dong)、自動(dong)、單步三種(zhong)操作(zuo)模式(shi)。處于(yu)(yu)(yu)手動(dong)模式(shi)時，操(cao)作(zuo)(zuo)人員可以啟停單個執(zhi)行機構；處于(yu)(yu)(yu)自(zi)動(dong)模式(shi)時，控制器根據傳感器檢測(ce)的信(xin)號完成每一步(bu)的運行；處于(yu)(yu)(yu)單步(bu)模式(shi)時，系統所有動(dong)作(zuo)(zuo)按照自(zi)動(dong)順序單步(bu)執(zhi)行，用于(yu)(yu)(yu)分(fen)析和測(ce)試。三(san)種模式(shi)可以通(tong)過選擇開關或HMI觸摸屏(ping)(ping)操(cao)作(zuo)(zuo)互相切換。觸摸屏(ping)(ping)用于(yu)(yu)(yu)線(xian)體模式(shi)切換、報(bao)警查詢(xun)(xun)、線(xian)體設備狀(zhuang)態(tai)查詢(xun)(xun)、網絡狀(zhuang)態(tai)查詢(xun)(xun)、線(xian)體設備操(cao)作(zuo)(zuo)等功(gong)能(neng)。

5）中控系(xi)統與整線(xian)設(she)備(bei)(bei)均有互鎖機(ji)制，確(que)保作業時的設(she)備(bei)(bei)安(an)全、人員安(an)全；在(zai)保障人員、設(she)備(bei)(bei)安(an)全的前提條件(jian)下，確(que)保運行效率。