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激光(guang)自動(dong)化生產線在工程(cheng)機械(xie)行(xing)業(ye)中(zhong)的應(ying)用現狀

作為國民經濟發(fa)展(zhan)的重要(yao)基礎性和戰略(lve)性產(chan)業，中國工程(cheng)機械產業在基(ji)建和(he)制造業的突(tu)飛猛進中快速崛起。工程機械行業(ye)制造用到(dao)大量(liang)的中(zhong)厚鋼板，重型管材等金屬(shu)原材料，隨著生產需求(qiu)日(ri)益增加(jia)，傳(chuan)統的人工操(cao)作方式已經(jing)不足以(yi)滿足生產需求(qiu)。

激光(guang)切割下料工(gong)序，具有加工(gong)批量(liang)大、標準化(hua)程度高等特點，易于采用自動(dong)(dong)化(hua)技術，打通(tong)原材料管理、自動(dong)(dong)上下料、激光(guang)切割、智能分揀(jian)、自動(dong)(dong)配盤等環節，實現(xian)下料過程自動(dong)(dong)化(hua)。

奔騰激光(guang)切割柔(rou)性(xing)自動化(hua)生產線實(shi)際應用情況

    奔(ben)騰激(ji)光(guang)作(zuo)為中國激(ji)光(guang)行業領導品(pin)牌(pai)，為客(ke)戶(hu)提供全方位的高(gao)功率高(gao)配(pei)置高(gao)智(zhi)能激(ji)光(guang)產品(pin)，以及高(gao)端定制化(hua)激(ji)光(guang)加工解(jie)決(jue)全案及配(pei)套售后服(fu)務。目前奔(ben)騰激(ji)光(guang)自動化(hua)生產線已經(jing)投入市場使用。

奔(ben)騰飛梭自動(dong)化(hua)激光切(qie)割(ge)生(sheng)產線，立體料(liao)庫組裝，適合大批量、多規格的(de)自動(dong)化(hua)柔性化(hua)激光切(qie)割(ge)加工。其(qi)中(zhong)自(zi)(zi)(zi)動(dong)化模塊由智能(neng)立體料(liao)(liao)庫、自(zi)(zi)(zi)動(dong)傳(chuan)輸系統、自(zi)(zi)(zi)動(dong)分(fen)(fen)揀(jian)系統、整(zheng)(zheng)板在(zai)線打(da)碼系統、中(zhong)控系統組成，可實現自(zi)(zi)(zi)動(dong)上下料(liao)(liao)，自(zi)(zi)(zi)動(dong)打(da)磨(mo)，自(zi)(zi)(zi)動(dong)分(fen)(fen)揀(jian)等多個(ge)環節智能(neng)化操作，做到節省人力成本(ben)，提高效率(lv)，可以切實幫助企業增(zeng)產增(zeng)量(liang)。全系統在(zai)系統意外故障或其(qi)他原因(yin)引起(qi)的不能(neng)整(zheng)(zheng)線運行時，每臺設備、每個(ge)單(dan)元、每個(ge)系統都能(neng)實現人工介入并轉為人工手動(dong)操作生產。

    奔騰自動化生產線，提(ti)高(gao)效率減少(shao)人(ren)工成(cheng)本的同時(shi)，還降低了(le)工人(ren)勞動強度，并實現(xian)夜間的無人(ren)運行(xing)，滿足(zu)24小時(shi)不間斷高(gao)效率高(gao)精度連(lian)續生產。針對厚板重(zhong)板等大型工程(cheng)制造業企業，奔騰自(zi)動(dong)化生(sheng)產(chan)線完全能夠滿足客戶需求，為鈑金加工行(xing)(xing)業提供優秀(xiu)解決方案，促進工業自(zi)動(dong)化進程(cheng)，推動(dong)整個(ge)行(xing)(xing)業結構化產(chan)業鏈優化升級。

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智能(neng)立體(ti)料(liao)庫

智能(neng)立(li)體料庫(ku)用(yong)于板材的存儲及周轉，采用(yong)立(li)體料庫(ku)的形(xing)式，單(dan)庫(ku)位尺寸以及庫(ku)位數(shu)量都可以按(an)項目(mu)需求進行定制(zhi)化處理。料庫(ku)周圍設置(zhi)防護(hu)裝(zhuang)置(zhi)，防止板材變形(xing)、干涉碰撞(zhuang)。

    采(cai)用立體(ti)料庫儲存作業(ye)，可大幅度增加鋼(gang)材庫的有效高度，充分利用鋼(gang)材庫的有效面(mian)積和儲存空間(jian)，使板材儲存集中化(hua)、立體化(hua)，減少占地面積(ji)，降(jiang)低土地購置費用(yong)。可實現鋼材庫作業的機械化(hua)、自動化(hua)，大(da)大(da)提高工作效率。利用(yong)WMS系統進(jin)行庫(ku)存控(kong)制和管(guan)理(li)，作(zuo)業(ye)過程和信(xin)息處(chu)理(li)迅速、準確、及時，可加速板材周轉，降低儲存費用。

如(ru)圖所示，我們可(ke)以(yi)將智能立(li)體料庫進(jin)(jin)行(xing)聯排，與激光切割、沖壓、折(zhe)彎(wan)和切割剪板工藝集成(cheng)(cheng)在(zai)一起(qi)。通(tong)過中(zhong)(zhong)控系(xi)統(tong)(tong)與客戶生(sheng)(sheng)產(chan)管理系(xi)統(tong)(tong)之間的(de)信息交換，根據訂單(dan)數量自動(dong)安排生(sheng)(sheng)產(chan)訂單(dan)中(zhong)(zhong)的(de)鈑(ban)金(jin)產(chan)品(pin)，制(zhi)定生(sheng)(sheng)產(chan)加工計(ji)劃(hua)(hua)任務，并將自動(dong)編程推(tui)送(song)到加工設(she)備(bei)上(shang)。根據上(shang)級系(xi)統(tong)(tong)制(zhi)定的(de)加工計(ji)劃(hua)(hua)，設(she)備(bei)與智能料庫系(xi)統(tong)(tong)進(jin)(jin)行(xing)通(tong)訊，對所需物料或半成(cheng)(cheng)品(pin)進(jin)(jin)行(xing)加工，實現自動(dong)化生(sheng)(sheng)產(chan)加工。監控系統(tong)將各設(she)備的實時處理(li)信息反饋到(dao)上位(wei)系統(tong)，實現全過程(cheng)監控管理(li)。智能(neng)料庫(ku)系統(tong)作為物(wu)料、半成(cheng)品(pin)和(he)成(cheng)品(pin)的(de)存儲、緩沖和(he)處理單元，實(shi)現FMS系統(tong)的(de)物(wu)理集成(cheng)。中(zhong)央控制系統(tong)和(he)智能(neng)料庫(ku)控制系統(tong)，客戶上層生產管理系統(tong)以及每個單元通過由PLC組成(cheng)的(de)網絡連接實(shi)現信息集成(cheng)。

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自動(dong)分揀系統

    自動(dong)分(fen)揀系統(tong)的(de)作用主要是對(dui)于切割(ge)后(hou)的(de)鋼板，進行(xing)自動(dong)分(fen)揀與碼垛，提升效(xiao)率的(de)同時，也減(jian)少(shao)了人工的(de)參與，并且(qie)保證了生產的(de)安全性。

作業流程簡介：1）基(ji)準(zhun)(zhun)點位(wei)識別初定(ding)位(wei)。鋼板切割完成，相(xiang)機(ji)去基(ji)準(zhun)(zhun)位(wei)置拍(pai)照，通過與套料圖進(jin)行匹配進(jin)行工(gong)件初定(ding)位(wei)；2）精準(zhun)(zhun)識別計(ji)算(suan)位(wei)姿坐(zuo)標(biao)。視覺系統通過識別工(gong)件，計(ji)算(suan)出當前工(gong)件實(shi)際位(wei)置坐(zuo)標(biao)，發送(song)給(gei)機(ji)器人(ren)。3）避障抓取。機(ji)器人(ren)向(xiang)PLC發送(song)抓取坐(zuo)標(biao)，桁架PLC對干涉區域進(jin)行避障規劃抓取。4）碼盤，報(bao)工(gong)。二次分(fen)(fen)揀(jian)(jian)工(gong)位視覺再(zai)次拍照計(ji)算抓取(qu)出坐標(biao)給(gei)大件(jian)二次分(fen)(fen)揀(jian)(jian)桁(heng)(heng)架(jia)，大件(jian)二次分(fen)(fen)揀(jian)(jian)桁(heng)(heng)架(jia)抓取(qu)工(gong)件(jian)，通過(guo)中(zhong)控(kong)系統數據對工(gong)件(jian)進行約定的工(gong)藝(yi)碼垛(duo)，碼垛(duo)完報(bao)工(gong)，AGV將對(dui)應的托盤運走。

   通(tong)過先進的視覺(jue)算法(fa)、機器人柔性控制、手眼協(xie)(xie)同融合(he)、產(chan)線級機器人協(xie)(xie)同、工廠級智能(neng)規劃與調度等(deng)綜合(he)協(xie)(xie)作，最終可以保證(zheng)分揀成功(gong)率在(zai)95%以上。

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整板在線打碼系統

    鋼板到(dao)達打(da)碼工位(wei)后，通過視覺(jue)定位(wei)尋邊(bian)系統，相機(ji)在鋼板角(jiao)點(dian)觸發拍照，測得原(yuan)點(dian)位置以及(ji)偏轉角(jiao)度（參考噴碼系(xi)統坐標(biao)系(xi)），相關(guan)信息(xi)傳輸給桁架系(xi)統進行打碼原(yuan)點(dian)校驗。在(zai)接收到(dao)打(da)碼(ma)坐(zuo)標(biao)和(he)內容后(hou)，Z軸模組(zu)攜帶(dai)打(da)碼(ma)頭進(jin)行(xing)高度定位(wei)，在(zai)準備就緒后(hou)，桁(heng)(heng)架系統啟(qi)動(dong)，當噴(pen)碼(ma)設備到(dao)達坐(zuo)標(biao)點，啟(qi)動(dong)噴(pen)印，噴(pen)碼(ma)系統完成(cheng)噴(pen)碼(ma)后(hou)，相(xiang)機(ji)同(tong)時移動(dong)到(dao)二(er)維(wei)碼(ma)上方，觸發拍(pai)照，解析結(jie)果(guo)進(jin)行(xing)比對(dui)，核驗(yan)二(er)維(wei)碼(ma)信息(xi)(xi)通(tong)(tong)過(guo)，即進(jin)行(xing)下一(yi)組(zu)二(er)維(wei)碼(ma)噴(pen)印，若不通(tong)(tong)過(guo)桁(heng)(heng)架啟(qi)動(dong)備用打(da)碼(ma)坐(zuo)標(biao)，進(jin)行(xing)二(er)次噴(pen)印，噴(pen)印完畢后(hou)視覺系統進(jin)行(xing)二(er)次比對(dui)檢測，若依(yi)舊(jiu)沒有比對(dui)通(tong)(tong)過(guo)，系統報(bao)警，對(dui)應零件(jian)信息(xi)(xi)上傳給中(zhong)控系統，以備后(hou)期出(chu)料人工進(jin)行(xing)補碼(ma)，再繼(ji)(ji)續下一(yi)個(ge)零件(jian)位(wei)置打(da)碼(ma)，如果(guo)運行(xing)中(zhong)連續兩個(ge)零件(jian)打(da)碼(ma)比對(dui)不通(tong)(tong)過(guo)，將(jiang)自動(dong)停機(ji)報(bao)警，邀請操作人員現場檢驗(yan)，確(que)認(ren)是噴(pen)碼(ma)設備故障(zhang)還(huan)是鋼板(ban)表面(mian)不滿足(zu)打(da)印條件(jian)，人工排除故障(zhang)后(hou)，啟(qi)動(dong)繼(ji)(ji)續打(da)印，在(zai)打(da)印完最(zui)后(hou)一(yi)個(ge)零件(jian)信息(xi)(xi)后(hou)，桁(heng)(heng)架系統自動(dong)返(fan)回零點避讓位(wei)，等(deng)待下一(yi)張鋼板(ban)就緒打(da)印。

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中控系統

中控系統負責內外(wai)(wai)部數據自動(dong)實時交互，對外(wai)(wai)連(lian)接上游MES、ERP，接收反(fan)饋生產計劃(hua)(hua)信息及(ji)運行(xing)情況，對內整合激光切割設備、智(zhi)能立體料庫、自(zi)(zi)動傳輸系(xi)統(tong)(tong)、整板(ban)在線打碼系(xi)統(tong)(tong)以及(ji)自(zi)(zi)動分揀系(xi)統(tong)(tong)等(deng)生產資源，實施計劃(hua)(hua)分解(jie)執行(xing)、運行(xing)過程監控、數據收集及(ji)反(fan)饋、計劃(hua)(hua)執行(xing)異常情況的自(zi)(zi)我(wo)調整、異常報警及(ji)反(fan)饋、異常修(xiu)復后自(zi)(zi)動派工等(deng)，實現下料生產線的自(zi)(zi)動化(hua)、少人化(hua)生產。

如圖所示， 操作(zuo)人員可以在(zai)中控系統操作(zuo)界面上(shang)完成(cheng)生(sheng)產任務下發，實時查看各個設(she)備的(de)工(gong)作(zuo)情況，掌握整(zheng)體的(de)生(sheng)產進度。并且(qie)，中控系統會按(an)照客戶所(suo)需(xu)，生(sheng)成(cheng)以日、周(zhou)、月(yue)為單位(wei)的(de)產能報表、水(shui)電(dian)氣等能耗報表、工(gong)作(zuo)人員設(she)備巡檢(jian)報表等工(gong)廠所(suo)需(xu)報表，方(fang)便(bian)管理人員全面掌握工(gong)廠運行信息。

中控系(xi)統(tong)通(tong)過(guo)分層架構管理，實現(xian)以下功(gong)能：

1）實現激光下(xia)料自動(dong)化線中所有設備(bei)的運行狀況監控，對生產設備進(jin)行合理的(de)調度，確(que)保生產線的(de)高(gao)效(xiao)率(lv)運轉(zhuan)。

2）以系(xi)統調(diao)度(du)替代人工調(diao)度(du)，降低勞動(dong)強(qiang)度(du)，提高調度(du)效率(lv)，減(jian)少人工失誤，同(tong)時(shi)保(bao)留(liu)人工調度功(gong)能，在(zai)異常(chang)情況下(xia)可進(jin)行人工調度，確保(bao)生(sheng)產順利進(jin)行。

3）實時全(quan)面監控設備運行狀態和生產數(shu)(shu)據(ju)，自動匯總統(tong)計車間(jian)數(shu)(shu)據(ju)，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(yi)直接采集設備運行數據。配(pei)備UPS電源(yuan)，具有系統備份(fen)和斷電恢復功能。

4）實現激光下料自(zi)動化(hua)線整線信息集(ji)成與(yu)控制分(fen)析，可(ke)分(fen)別控制整線設備，具有手動、自(zi)動、單步三種操(cao)作模(mo)式。處于(yu)(yu)手動模(mo)(mo)式(shi)時(shi)，操(cao)作人員可(ke)以(yi)啟(qi)停單個執行(xing)機構(gou)；處于(yu)(yu)自動模(mo)(mo)式(shi)時(shi)，控(kong)制器根(gen)據(ju)傳(chuan)感器檢(jian)測的信號(hao)完(wan)成每一步(bu)的運行(xing)；處于(yu)(yu)單步(bu)模(mo)(mo)式(shi)時(shi)，系統所有(you)動作按照自動順(shun)序(xu)單步(bu)執行(xing)，用于(yu)(yu)分析和測試(shi)。三(san)種模(mo)(mo)式(shi)可(ke)以(yi)通過選擇開關或HMI觸摸(mo)屏操(cao)作互相切換(huan)。觸摸(mo)屏用于(yu)(yu)線(xian)(xian)體模(mo)(mo)式(shi)切換(huan)、報警(jing)查(cha)(cha)詢、線(xian)(xian)體設(she)備狀(zhuang)態查(cha)(cha)詢、網絡狀(zhuang)態查(cha)(cha)詢、線(xian)(xian)體設(she)備操(cao)作等功能。

5）中控系統與整線設(she)備均有互鎖機制，確(que)保(bao)作業(ye)時的設(she)備安(an)全、人(ren)員安(an)全；在(zai)保(bao)障(zhang)人(ren)員、設(she)備安(an)全的前提條件下(xia)，確(que)保(bao)運行效率。