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柔性制造如何“柔”?

2017年08月10日 15:44點擊:311作者:貝加萊來源:>>進入該公司展臺

  即使我們觀察一個產品生產線,我們會發(fā)現,即使*的集成產線,它也無法滿足個性化的生產需求,傳統(tǒng)的機械制造就是一個單元接著一個單元,輸送系統(tǒng)將被加工的對象送到加工單元進行加工,例如:沖壓、裁切、組裝、折疊、粘合、焊接等,在整個過程中輸送系統(tǒng)會將被加工產品由一個單元到另一個單元,那么這樣就會形成很多制約:
 
  機械系統(tǒng)對柔性的挑戰(zhàn)
 
  訂單變化時,機械的調校需要耗費時間;
 
  機械的磨損,帶來系統(tǒng)的精度的偏差;
 
  在潔凈環(huán)境中,頻繁的維護會帶來重新恢復潔凈環(huán)境的巨大成本;
 
  維護備件的成本
 
  對于工廠而言,技術與概念并非他們關注的要點,End User通常只關心:
 
  --如何讓產線獲得高的OEE
 
  --少故障,穩(wěn)定運行,即使故障,易于維護;
 
  但是,對于柔性制造而言,產品的個性化會帶來品質迭代的困難、換裝帶來交付能力的下降,過于頻繁的更換會在啟動/停機造成不良品,而對小批量生產會造成不良品率的上升。
 
  SuperTrak如何解決柔性問題?
 
  其實,解決這個問題的辦法在于換個思路:傳統(tǒng)上加工工位是不變的,產品順著輸送系統(tǒng)傳送,這對于產品批量大、生產固定的生產來說,無疑是正確的,但對于產品規(guī)格變化、生產工藝變化的個性化產品生產而言,則會遇到柔性問題—即,機械如何不變來適應變化?
 
  是的—讓被加工產品和工位都動起來,適應這種變化,SuperTrak即按照此思路來設計。
 
  SuperTrak是基于長定子直線電機技術(LLM)所開發(fā)的柔性電驅輸送系統(tǒng),它通過在定子上運行的變化的動子來改變被加工對象之間的尺寸,并與加工單元的設備如機器人激光切割頭、沖壓站進行同步,使得產品的尺寸規(guī)格、加工工藝變化時可以有更大的柔性來與加工設備進行配合,無需進行復雜的機械調校即可完成。
 
長定子直線電機 (LLM)
 
  其目的在于:
 
  (1).產品規(guī)格變化時,機械加工位置、間距的調校無需進行機械的調整,僅通過電氣參數的改變即可實現,尤其對于批量小而尺寸規(guī)格變化比較大的生產。
 
  (2).整線速度可以具有較高的柔性,根據生產負荷的變化而變化。
 
  (3).更高的集成度:產線的占地空間會變小,由于*的電磁響應速度,使得無需為產品考慮堆積空間,而且加減速時間跟通過傳統(tǒng)變頻電機的方式而言響應高非常多,因此,無需像傳統(tǒng)傳輸系統(tǒng)那樣必須設置較大的加減速空間。
 
  (4).提升產線OEE
 
  對于生產系統(tǒng)而言,OEE的下降包括了維護、訂單更換時的參數調校,傳統(tǒng)的輸送系統(tǒng),尤其是電子半導體等領域的高精度產品制造,其工裝夾具精度較高,因此,調校會耗費時間、在調校過程中的產成品也會損失質量、機器的維護等都會影響整線OEE。
 
圖1-SuperTrak線性傳輸系統(tǒng)—如同F1的高速過彎
 
  SuperTank可以實現達到10μm級的定位精度,并提供4m/S的生產線速度,而通過POWERLINK實時網絡可以提供高精度同步與定位控制。
 
  顯著的優(yōu)勢
 
  由于采用的非接觸的方式,這給SuperTrak帶來非常大的優(yōu)勢:
 
  (1).高速響應:慣量極小的動子,實現快速的響應;
 
  (2).無需減速機構:不存在傳統(tǒng)機械減速機構的背隙帶來的傳動精度問題;
 
  (3).無需電纜拖鏈這些現場的部件;
 
  (3).低磨損,易于維護—對于像食品制藥應用場景而言,這至關重要,因為每次進入潔凈區(qū)的維護作業(yè)都會讓恢復潔凈環(huán)境帶來新的成本。
 
  仿真建模
 
  數字化制造的核心是CPS-通過仿真對生產進行虛擬,包括控制工藝的參數優(yōu)化、生產響應等,由于個性化生產必然沒有足夠的質量迭代時間和數量,因此,必須預先能夠對生產過程的參數進行優(yōu)化,SuperTrak可以通過貝加萊的Automation Studio與MATLAB/Simulink、MapleSIM等軟件進行集成,仿真的結果可以直接運營于貝加萊的控制器。
 
  SuperTrak的仿真建??梢詫⑤斔拖到y(tǒng)、機器人、動子進行集成,對其生產過程的響應參數、調整、安全等進行完整的集成,包括抑制液體在運動中的波動。
 

 
    應用場景
 
  SuperTrak適應于的應用場景包括:
 
  (1).生產批量較小的產品,尺寸規(guī)模變化較大如疫苗生產、制藥與食品;
 
  (2).需要潔凈環(huán)境,滿足制藥級潔凈要求的(采用不銹鋼制造);
 
  (3).產線布局要求尺寸緊湊型的生產如電子、半導體生產。
 
  目前SuperTrak支持10kg負載,達到50米長度的產線集成。

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