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激光自動化生(sheng)產線在工程機(ji)械行業中的應用(yong)現狀

作(zuo)為國(guo)民(min)經濟發展的重要(yao)基礎性和戰略性產業，中國(guo)工程機械產業(ye)在基(ji)建和制造業(ye)的(de)突飛猛進中快速崛起。工程(cheng)機械行業制造用到大量的中厚鋼(gang)板，重型管材(cai)等金屬(shu)原材(cai)料(liao)，隨著生(sheng)產需求(qiu)日益(yi)增(zeng)加，傳(chuan)統的人工操作方式(shi)已經不足以滿足生(sheng)產需求(qiu)。

激(ji)光切(qie)割(ge)下(xia)料(liao)工序，具有加工批量(liang)大(da)、標準化程度(du)高等特點，易于采用自(zi)動(dong)化技(ji)術，打通原材料(liao)管(guan)理、自(zi)動(dong)上下(xia)料(liao)、激(ji)光切(qie)割(ge)、智(zhi)能分揀(jian)、自(zi)動(dong)配盤(pan)等環節，實現(xian)下(xia)料(liao)過程自(zi)動(dong)化。

奔騰激光切(qie)割柔性自動化生產線(xian)實際(ji)應用情況

    奔騰(teng)激光(guang)作(zuo)為(wei)中(zhong)國激光(guang)行(xing)業領(ling)導品牌(pai)，為(wei)客戶提供全方位的高(gao)功(gong)率高(gao)配置高(gao)智能激光(guang)產(chan)品，以及高(gao)端定制化激光(guang)加工(gong)解(jie)決全案及配套售后服務。目前奔騰(teng)激光(guang)自動化生(sheng)產(chan)線已經投入市場使用。

奔騰(teng)飛(fei)梭(suo)自(zi)動化(hua)激(ji)光切割生產線，立體料庫組(zu)裝(zhuang)，適合大(da)批量、多規(gui)格的自(zi)動化(hua)柔性化(hua)激(ji)光切割加(jia)工。其中(zhong)(zhong)自動(dong)化(hua)模塊由智能(neng)立(li)體(ti)料庫、自動(dong)傳輸系(xi)統(tong)(tong)、自動(dong)分揀系(xi)統(tong)(tong)、整(zheng)(zheng)板在線打碼(ma)系(xi)統(tong)(tong)、中(zhong)(zhong)控系(xi)統(tong)(tong)組(zu)成，可實現自動(dong)上下料，自動(dong)打磨，自動(dong)分揀等多個(ge)環節智能(neng)化(hua)操作(zuo)，做(zuo)到節省(sheng)人力成本，提高(gao)效率，可以切實幫助(zhu)企業增產(chan)增量。全系(xi)統(tong)(tong)在系(xi)統(tong)(tong)意外故障或其他原因引起的(de)不能(neng)整(zheng)(zheng)線運行時，每(mei)臺設備、每(mei)個(ge)單(dan)元(yuan)、每(mei)個(ge)系(xi)統(tong)(tong)都能(neng)實現人工介入并轉為人工手動(dong)操作(zuo)生產(chan)。

    奔(ben)騰自動化生(sheng)產線(xian)，提(ti)高效(xiao)率減少人(ren)工成本的(de)同時，還(huan)降低(di)了工人(ren)勞動強度，并實現夜間(jian)的(de)無人(ren)運(yun)行(xing)，滿足24小時不(bu)間(jian)斷高效(xiao)率高精度連續生(sheng)產。針對厚板(ban)重板(ban)等大型工(gong)(gong)程制造業(ye)企業(ye)，奔騰自動化(hua)(hua)生產線完全能夠滿足客戶需求，為(wei)鈑金(jin)加(jia)工(gong)(gong)行業(ye)提供優秀解決方案(an)，促進工(gong)(gong)業(ye)自動化(hua)(hua)進程，推動整(zheng)個行業(ye)結(jie)構化(hua)(hua)產業(ye)鏈優化(hua)(hua)升(sheng)級。

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智能立(li)體料庫

智能立(li)體料庫(ku)(ku)用于板(ban)材(cai)的存(cun)儲及(ji)周轉，采用立(li)體料庫(ku)(ku)的形(xing)式，單庫(ku)(ku)位(wei)尺寸以(yi)及(ji)庫(ku)(ku)位(wei)數量都可(ke)以(yi)按項目需(xu)求進行定制化處(chu)理。料庫(ku)(ku)周圍設置防(fang)護裝(zhuang)置，防(fang)止(zhi)板(ban)材(cai)變形(xing)、干涉碰撞。

    采用立(li)體料庫儲(chu)(chu)存作業，可大幅(fu)度增(zeng)加(jia)鋼材庫的有效高度，充(chong)分利用鋼材庫的有效面積(ji)和儲(chu)(chu)存空間，使(shi)板(ban)材儲存集(ji)中化、立體化，減少占地面(mian)積，降低土(tu)地購(gou)置費用(yong)。可實現(xian)鋼材庫作業的機械化、自動化，大大提高工作效率。利用(yong)WMS系統進(jin)行庫存(cun)控制和(he)管理，作業過程和(he)信息處理迅速、準確、及時，可加(jia)速板材周(zhou)轉，降低儲存(cun)費(fei)用(yong)。

如圖所示，我們可以將智能立體料(liao)庫進行聯排(pai)，與(yu)(yu)激光切割、沖(chong)壓、折彎和切割剪板工(gong)(gong)藝集成在一起(qi)。通(tong)過中控系(xi)(xi)統(tong)(tong)與(yu)(yu)客戶生產(chan)管理系(xi)(xi)統(tong)(tong)之(zhi)間(jian)的(de)信息交換，根(gen)據(ju)訂(ding)單(dan)數量自動安排(pai)生產(chan)訂(ding)單(dan)中的(de)鈑金產(chan)品，制(zhi)定生產(chan)加(jia)工(gong)(gong)計劃任(ren)務，并(bing)將自動編程推送到加(jia)工(gong)(gong)設備(bei)上。根(gen)據(ju)上級系(xi)(xi)統(tong)(tong)制(zhi)定的(de)加(jia)工(gong)(gong)計劃，設備(bei)與(yu)(yu)智能料(liao)庫系(xi)(xi)統(tong)(tong)進行通(tong)訊，對所需物料(liao)或半(ban)成品進行加(jia)工(gong)(gong)，實現自動化生產(chan)加(jia)工(gong)(gong)。監(jian)控系(xi)統將各設備的實(shi)時處理信(xin)息反饋(kui)到上位系(xi)統，實(shi)現全過程監(jian)控管理。智(zhi)能料(liao)庫(ku)系(xi)(xi)(xi)統作為物(wu)料(liao)、半成(cheng)品和(he)成(cheng)品的(de)存儲(chu)、緩(huan)沖和(he)處理(li)單(dan)元，實現FMS系(xi)(xi)(xi)統的(de)物(wu)理(li)集成(cheng)。中央(yang)控(kong)制系(xi)(xi)(xi)統和(he)智(zhi)能料(liao)庫(ku)控(kong)制系(xi)(xi)(xi)統，客戶上層生產管理(li)系(xi)(xi)(xi)統以及每個單(dan)元通過由PLC組成(cheng)的(de)網絡連接實現信(xin)息集成(cheng)。

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自動分(fen)揀系(xi)統

    自動分揀(jian)系統的作用主要(yao)是(shi)對于切割后的鋼(gang)板，進行自動分揀(jian)與碼垛，提升(sheng)效(xiao)率(lv)的同時(shi)，也減少(shao)了(le)(le)人工的參與，并且保證(zheng)了(le)(le)生產的安全性。

作業流程簡(jian)介(jie)：1）基(ji)準點位(wei)識(shi)(shi)別初(chu)定位(wei)。鋼板切(qie)割完(wan)成，相機去(qu)基(ji)準位(wei)置(zhi)拍照，通過與(yu)套料圖進(jin)行(xing)匹(pi)配進(jin)行(xing)工(gong)件(jian)初(chu)定位(wei)；2）精準識(shi)(shi)別計算位(wei)姿(zi)坐標(biao)。視覺系統通過識(shi)(shi)別工(gong)件(jian)，計算出當前工(gong)件(jian)實際(ji)位(wei)置(zhi)坐標(biao)，發送給機器人。3）避(bi)障抓(zhua)取。機器人向PLC發送抓(zhua)取坐標(biao)，桁架(jia)PLC對干涉區(qu)域(yu)進(jin)行(xing)避(bi)障規劃抓(zhua)取。4）碼盤，報工。二次分揀(jian)工位(wei)視覺(jue)再(zai)次拍照計算抓取出坐標給大(da)件二次分揀(jian)桁架(jia)(jia)，大(da)件二次分揀(jian)桁架(jia)(jia)抓取工件，通過中控系統數據對工件進行約(yue)定的(de)工藝碼垛(duo)，碼垛(duo)完報工，AGV將對應的(de)托盤運走。

   通(tong)過先進的視覺算法、機(ji)器人柔性控制(zhi)、手眼協(xie)同融(rong)合(he)、產線級機(ji)器人協(xie)同、工(gong)廠級智能規劃(hua)與調度等綜(zong)合(he)協(xie)作，最終可(ke)以(yi)保(bao)證分(fen)揀成功(gong)率在95%以上。

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整板在線(xian)打(da)碼(ma)系(xi)統

    鋼板到達打碼工位(wei)后，通過視覺定(ding)位(wei)尋邊系統，相機在(zai)鋼板角點(dian)觸發拍照(zhao)，測得原點(dian)位置以(yi)及偏轉角度（參考噴碼系(xi)統(tong)坐標系(xi)），相關信息傳輸給桁架系(xi)統(tong)進行(xing)打碼原點(dian)校驗。在(zai)接收到(dao)打(da)(da)碼(ma)(ma)(ma)坐標(biao)和內容后(hou)，Z軸模組攜帶打(da)(da)碼(ma)(ma)(ma)頭(tou)進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)高度定位(wei)，在(zai)準備(bei)(bei)就緒(xu)后(hou)，桁架系統啟動(dong)，當噴碼(ma)(ma)(ma)設(she)備(bei)(bei)到(dao)達(da)坐標(biao)點，啟動(dong)噴印(yin)(yin)(yin)，噴碼(ma)(ma)(ma)系統完(wan)成噴碼(ma)(ma)(ma)后(hou)，相機(ji)同時移動(dong)到(dao)二(er)維(wei)碼(ma)(ma)(ma)上方，觸發拍照，解析結果(guo)(guo)進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)比(bi)(bi)對，核驗二(er)維(wei)碼(ma)(ma)(ma)信息通過，即(ji)進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)下(xia)一(yi)組二(er)維(wei)碼(ma)(ma)(ma)噴印(yin)(yin)(yin)，若(ruo)不(bu)通過桁架啟動(dong)備(bei)(bei)用打(da)(da)碼(ma)(ma)(ma)坐標(biao)，進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)二(er)次噴印(yin)(yin)(yin)，噴印(yin)(yin)(yin)完(wan)畢(bi)后(hou)視覺系統進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)二(er)次比(bi)(bi)對檢測，若(ruo)依(yi)舊沒有(you)比(bi)(bi)對通過，系統報警，對應零(ling)件信息上傳(chuan)給中控系統，以備(bei)(bei)后(hou)期出料人(ren)工進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)補碼(ma)(ma)(ma)，再(zai)繼(ji)續(xu)(xu)下(xia)一(yi)個零(ling)件位(wei)置打(da)(da)碼(ma)(ma)(ma)，如果(guo)(guo)運(yun)行(xing)(xing)(xing)中連續(xu)(xu)兩個零(ling)件打(da)(da)碼(ma)(ma)(ma)比(bi)(bi)對不(bu)通過，將自動(dong)停機(ji)報警，邀請操作人(ren)員現場(chang)檢驗，確認是噴碼(ma)(ma)(ma)設(she)備(bei)(bei)故(gu)障還是鋼板表面(mian)不(bu)滿足打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)條件，人(ren)工排除故(gu)障后(hou)，啟動(dong)繼(ji)續(xu)(xu)打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)，在(zai)打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)完(wan)最后(hou)一(yi)個零(ling)件信息后(hou)，桁架系統自動(dong)返回零(ling)點避(bi)讓位(wei)，等待下(xia)一(yi)張鋼板就緒(xu)打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)。

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中控系統(tong)

中控系(xi)統負責內外部數(shu)據自動實時(shi)交互，對外連接(jie)上游MES、ERP，接收(shou)反饋生(sheng)(sheng)產計劃(hua)(hua)信息及(ji)運行情(qing)況，對內整合(he)激光切割設備、智能立體料庫(ku)、自動(dong)(dong)傳輸系(xi)統(tong)(tong)、整板(ban)在線打碼系(xi)統(tong)(tong)以及(ji)自動(dong)(dong)分揀系(xi)統(tong)(tong)等生(sheng)(sheng)產資源，實(shi)施計劃(hua)(hua)分解執行、運行過程監(jian)控、數據收(shou)集(ji)及(ji)反饋、計劃(hua)(hua)執行異常情(qing)況的(de)自我調整、異常報警及(ji)反饋、異常修復(fu)后(hou)自動(dong)(dong)派(pai)工(gong)等，實(shi)現下料生(sheng)(sheng)產線的(de)自動(dong)(dong)化、少人化生(sheng)(sheng)產。

如圖所示， 操(cao)作(zuo)人員(yuan)可以在(zai)中控(kong)系統(tong)操(cao)作(zuo)界面(mian)上(shang)完成(cheng)生產任務下發，實(shi)時查看各個設備的(de)工(gong)(gong)作(zuo)情況，掌握整(zheng)體的(de)生產進度。并且，中控(kong)系統(tong)會按照客戶(hu)所(suo)需(xu)，生成(cheng)以日、周(zhou)、月為單(dan)位的(de)產能報(bao)(bao)表(biao)(biao)、水電氣等(deng)能耗報(bao)(bao)表(biao)(biao)、工(gong)(gong)作(zuo)人員(yuan)設備巡檢報(bao)(bao)表(biao)(biao)等(deng)工(gong)(gong)廠所(suo)需(xu)報(bao)(bao)表(biao)(biao)，方(fang)便管(guan)理人員(yuan)全面(mian)掌握工(gong)(gong)廠運行(xing)信(xin)息。

中控系統通(tong)過分層(ceng)架(jia)構管理，實現以下功能：

1）實現激光下料(liao)自(zi)動化線中(zhong)所有設備(bei)的運行狀況監控，對生產設備進(jin)行合(he)理的調(diao)度，確保生產線的高效率(lv)運(yun)轉。

2）以(yi)系統調度替代(dai)人工調度，降低勞動強(qiang)度，提高(gao)調度效率，減少人工失誤(wu)，同時保留人工(gong)調(diao)度功能，在異常情況下可進行人工(gong)調(diao)度，確保生(sheng)產(chan)順(shun)利進行。

3）實時全面監控設備運(yun)行狀態和生產(chan)數據，自(zi)動匯總統計車間數據，量化管理(li)，為上(shang)層MES系統提供數(shu)(shu)據支撐；所有PLC提供數(shu)(shu)據接(jie)(jie)口，工廠整(zheng)體中控(kong)可(ke)以直接(jie)(jie)采集設備(bei)運行數(shu)(shu)據。配(pei)備(bei)UPS電源，具有系統備(bei)份和斷電恢復(fu)功能(neng)。

4）實現激光下料自動化(hua)線整線信息(xi)集成與控制分析，可分別控制整線設(she)備(bei)，具有手動、自動、單步(bu)三(san)種(zhong)操作模(mo)式。處(chu)(chu)于(yu)手動(dong)(dong)(dong)模(mo)式(shi)(shi)(shi)時，操作(zuo)人員可以啟(qi)停單(dan)個執(zhi)行機構；處(chu)(chu)于(yu)自(zi)動(dong)(dong)(dong)模(mo)式(shi)(shi)(shi)時，控制器根據傳感器檢測的信號完成每一步(bu)(bu)的運行；處(chu)(chu)于(yu)單(dan)步(bu)(bu)模(mo)式(shi)(shi)(shi)時，系(xi)統所有(you)動(dong)(dong)(dong)作(zuo)按(an)照自(zi)動(dong)(dong)(dong)順(shun)序單(dan)步(bu)(bu)執(zhi)行，用于(yu)分(fen)析和測試。三(san)種模(mo)式(shi)(shi)(shi)可以通過(guo)選擇開關或(huo)HMI觸摸(mo)屏(ping)操作(zuo)互(hu)相切換(huan)。觸摸(mo)屏(ping)用于(yu)線(xian)體模(mo)式(shi)(shi)(shi)切換(huan)、報警查詢、線(xian)體設備狀(zhuang)態(tai)查詢、網絡狀(zhuang)態(tai)查詢、線(xian)體設備操作(zuo)等功能(neng)。

5）中控系統與整線設備均有互鎖機制(zhi)，確保(bao)(bao)作業時的(de)設備安(an)全(quan)、人員安(an)全(quan)；在(zai)保(bao)(bao)障人員、設備安(an)全(quan)的(de)前(qian)提條件(jian)下，確保(bao)(bao)運行(xing)效率。