自动化生产线的类型,特点和选型

文章来源:HELLER公司 发布时间:2014-01-07
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对于加工设备厂家来说,生产线实际上指的是加工生产线,即由多个加工单元组成的加工系统,在系统中,每个加工单元可以承担相同或者不同的加工任务。生产线的产生,源于汽车工业发展期对于单一高产量的需求。

对于加工设备厂家来说,生产线实际上指的是加工生产线,即由多个加工单元组成的加工系统,在系统中,每个加工单元可以承担相同或者不同的加工任务。生产线的产生,源于汽车工业发展期对于单一高产量的需求。上世纪50年代起,HELLER公司就开始为汽车行业提供专机生产线(图1)。经过超过半个世纪的发展,除了高效率高产量外,加工业的用户对于生产线有了更多的要求,如工件多品种,灵活排产等,所以,柔性生产线的概念应运而生。

图1 上世纪50年代的专机生产线

生产线可以按照柔性程度和自动化程度来分类,而采取哪种类型,取决于工件种类,尺寸重量,产量要求,投资预算,质量控制,是一个综合考虑评估。

柔性程度,是指同一生产线内可以加工工件的类型。类型越多,柔性越高,而如果只能加工一种工件,就是刚性生产线,例如传统的专机线。柔性生产适合产品多样性原则,是当今一种发展的趋势。例如,早在2005年,HELLER公司就为海马汽车公司提供了一条由加工中心组成的柔性生产线,可以同时加工1.6升和2.0升发动机,用户可以根据市场需求灵活排产。但是,并不是说刚性专机线就失去了市场。例如,当单一型号的发动机年产量超过25万台时,专机线就是最佳的选择,它的优势显而易见:高产量,低单件成本,更高的质量稳定性。而如今,柔性的加工中心和刚性的专机(图2)可以集成在一条加工线中,让柔性,产量和质量稳定性达到完美的结合。

图2 在专机上加工重型卡车发动机的缸孔,是效率和质量完美的结合

自动化程度,则是指加工单元之间工件运输和上下料的自动化程度,例如,手动上下料配合辊道运输工件,采用机器人直接对加工单元上料,使用桁架机械手运输工件和上料,专机线中的抬起步动式工件运输,采用托盘库实现工件和夹具同步的自动化,或者配合使用以上多种方式。

工件比较小并且节拍要求不高时,可以采取手动上下料;而当高产量时,则倾向选择机器人或者桁架机械手,即减轻了操作人员的工作强度,也避免了人为的装夹错误。重量大的工件,在产量不高的时候虽然仍然可以通过例如平衡吊的辅具上下料(图3);但是当节拍有要求时,就应当采用例如桁架机械手上下料了,(图4)。柔性托盘库加工系统的出现(图5),真正实现了小批量多品种的自动化生产模式,但是基于较长的运输时间,并不适合节拍短的加工任务。另外,值得一提的是,系统中必须准备大量的刀具和夹具,增加了首次投资的成本。机器人和托盘库系统的配合,使自动化程度得到了进一步的提高,也让我们看到可以通过配合找到更加适合用户需求的解决方案(图6)

HELLER公司作为世界上最顶尖的加工设备生产厂家,为世界上各个行业的用户提供了丰富多样的专业的金属加工解决方案。我们坚信,每一个用户的需求都是不同的,所以,每一个用户都需要一个量身定做的方案。我们知道,虽然加工线类型多样,但是对于所有的加工系统来说,可靠性和稳定性才是重中之重,这也是HELLER追求的核心力量。

今天,我有幸和读者们分享一下对于生产线的一些理解,是基于在HELLER公司工作十几年积累的经验,希望对每一个读者都能产生一些启发或者共鸣。

图3:通过平衡吊上下料

图4:HELLER为重型卡车生产厂家MAN提供的柔性生产线,加工两种发动机,采用桁架机械手上下料

图5:柔性托盘库加工系统,除了真正实现了小批量多品种加工的自动化,还可以扩展为原材料的立体库

图6 机器人和托盘自动化的配合,使自动化程度进一步提高

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