钣金智能工厂之折边单元

文／马正平，阚凌霄，蒋超·江苏亚威机床股份有限公司

随着用工成本逐渐上升，劳动力供给越发短缺，劳动力密集型的钣金制造工厂，运营成本和生产效率面临着巨大挑战。设备陈旧，自动化能力欠缺；生产系统孤立，信息化程度不高；数据分散不透明，智能化水平偏低，已经无法满足定制化、小批量、高精度的生产趋势和要求。如何又快又好的实现大规模的定制化生产，是当前钣金制造工厂急需解决的问题。钣金智能工厂，通过设备网络化、数据可视化、文档无纸化、过程透明化、现场无人化等先进技术，合理的分配生产资源，提高生产效率，从而实现高效率、高品质、低能耗的智能化生产。

亚威股份一直积极响应“中国制造2025”的宗旨，并主动融入从“制造大国”迈向“制造强国”的战略，前瞻性布局推动产业布局调整和产品智能化升级。凭借自身全面覆盖的主机研发生产实力，较高的自动化集成开发水平，以及丰富、专业的生产线实施经验，不仅能满足不同客户特定的自动化需求，而且开发和打造各类定制的钣金智能工厂也更显得心应手。如图1所示，以亚威为国内某家电行业龙头企业提供的钣金智慧工厂方案为例，主要包括冲剪复合单元、激光自动化生产线、四边折边单元、智能化多列库以及亚威智能MES系统等设备，围绕客户现有钣金工厂生产模式，与客户的生产管理软件平台对接，进行自动化、信息化、智能化升级改造，从而进一步推动客户钣金加工生产模式变革，大大提高了客户生产效率和设备利用率。

图1 钣金智慧工厂方案

钣金智能工厂的智能化不仅需要数字化、大数据等新兴技术的支持，工厂无人化生产的真正核心，还得取决于互联互通的智能装备。无论是前套的开卷、下料机床，还是后套的焊接、喷涂设备，国内市场均已百花齐放，已有较多的成熟方案可供选择。而中间核心的钣金成形设备，仍然以数控折弯机为主，配上机器人，虽然可以一定程度的减少人工投入和劳动强度，但新工件示教、折弯模具的灵活高效的变换等，依然需要人工干预，没有较为成熟可靠的方案。尤其对于多品种、定制化、高精度的生产要求，依然让智能工厂的落成不那么尽如人意。而四边折边单元的应运而生，通过其单侧折弯、自动换模、翻转换边、分区取料等高科技技术，成功打破了壁垒，助力钣金智能工厂互联互通、柔性绿色、全线无人化的高效安全的生产。

图2 钣金智能工厂

柔性制造，灵活自动

折边单元采用独特的双向折边机构，在折边过程中使板料保持水平，避免空间翻转，配合定位装置、自动换模、操作机等功能部件，实现了快速、高柔性、自动化加工。为了能适应定制化、小批量的需求，折边单元还可以配置分区上料和翻面等装置，无需对前套下料托盘人工整理，折边单元的控制系统可以根据MES的派工信息，自动从上料台车的正确位置，抓取需求的工件输送至翻面装置，并根据需求进行翻面。当板料进入翻面台后，上料装置会继续进行抓料，保证整个加工流程的柔性，同时降低了生产辅助时间。

精益生产，高效加工

折边单元适合于加工多边盒状工件，常见盒状工件使用折边单元加工的效率，比机器人折弯单元至少要快一倍，若工件存在正反向折弯，效率优势还会更加明显。而在加速了折边工作的同时，折边单元还能提升加工质量。不同于折弯机的后挡料定位和液压滑块控制，折边单元完全由伺服控制工件精准定位和角度加工，其被加工的尺寸和角度一致性可以得到很好的保证。折边单元在工作时，无论是压紧梁模具还是折边梁模具与板材均没有相对运动，这样可以很好的避免表面划伤。单边有多种加工工艺，或大型工件在折弯时，由于板料平放在工作台上进行加工，首次定位后，即可以完成工件某一边的所有加工，彻底避免表面划伤。

MES管控，实时交互

亚威四边折边单元的控制系统集成了MES处理功能，可以实时与控制层进行通讯，全自动折边流程无缝接入前道和后道工序。当前套下料完成后，MES会合理分配生产计划，将加工需求和工件信息发送给折边单元，折边单元通过外接传感器等装置，与立库进行板料交互。在工件加工过程中，折边单元通过自身MES处理功能，将设备状态、生产数据和完工信息实时反馈给控制层，从而实现生产现场的可监控、生产过程的可追溯。

软件应用，离线编程

亚威四边折边单元配置了便捷的离线CAM软件，具体界面如图3所示。通过二维或三维图纸的导入，即可自动生成加工代码。数控编程人员可以根据生产加工计划，提前在办公室的计算机上进行编程，并将加工程序上传至服务器。当MES派单给折边单元后，设备控制器可以自动从服务器中下载所需要的程序，待加工任务完成后，根据需要，可以再通过网络将加工程序回传至服务器中，由程序管理员或工艺人员进行比较或归档。整个生产过程实现了网络化、追溯化管理，大大减少了工作对接带来的耗时和差错。

图3 离线CAM软件界面

无人工厂，绿色安全

折边单元不仅省去了人工折边的工序，还通过自动上料、自动翻面以及自动换模等装置，避免了所有需要人工干预的环节，在不间断单元自动化生产的情况下，操作人员只需管理生产任务优先和暂缓，远程查看管理单元内的生产状态情况。使用机器代替人工，不仅限于高效率生产，机器的使用可以极大降低操作人员的安全隐患，从而进一步保证钣金智能工厂的连续运行。

结束语

包含了四边折边单元的钣金智能工厂解决方案，将彻底改变钣金工厂的生产制造系统，简化工件、设备和人之间的互联互动，将钣金制造业从常规独立的自动化单元升级为整合灵活的自动化设施，大幅降低劳动力依赖，提高生产效率。亚威作为国际领先的钣金制造解决方案供应商，将持续完善各项产品及服务，致力于提供高端一流的技术，助力客户将大规模、定制化水平提升到一个新的高度。