柔性加工单元的范围和要求正在增加
由于托盘自动化业务是 Fastems 的“心脏”，这家芬兰公司处于新兴自动化趋势的前沿。大流行加速了机器人的加入，以将零件装载和卸载到 FMS 设置中。 （由 Fastems 提供）由于技术工人短缺等问题，自动化制造流程不断从“最好有”演变为“必须有”，灵活的制造系统配置不断以令人兴奋的新形式出现。
显然，COVID-19 大流行促使制造商加快在托盘系统中添加机器人。但这并不是 FMS 最近发生的唯一有趣的转变。
“柔性制造系统可以今天的事情与过去大不相同，”位于马萨诸塞州萨德伯里的 Methods Machine Tools 的自动化经理 Zach Spencer 解释道。“过去，每个人都习惯于使用托盘交换系统来实现机器的最大灵活性。这些托盘库允许客户在各种托盘上安装各种工件夹具，并在无人值守的情况下运行他们的机器。
“如今，灵活的自动化可以采用多种形式。这可以是任何地方，从托盘化机器、四处移动托盘的机器人（例如我们的 Plus-K 和 Plus-K60 自动化系统）到更复杂但仍然易于使用的系统（例如用于设置零件的灵活视觉系统）。”
对于那些刚接触自动化游戏的人，Spencer 说要从简单开始。
“我们通常建议从一个更小、更不复杂的系统开始，让他们开始接触自动化——在熟悉它之前做出巨大的飞跃。对我们来说，这种更小或更智能的系统可以意味着照管一台机器而不是多台机器，并进行一批运行而不是一次处理大量不同类型的工件。”
解决方案，无论大小
托盘自动化业务是 Fastems 的“心脏”，这家芬兰公司处于新兴自动化趋势的前沿。 Fastems 的解决方案销售总监 Mika Laitinen 说，这种流行病加速了机器人的加入，以将零件装载和卸载到 FMS 设置中。
DMG-Mori 的 LPP 160 与 DMC 210 µ 精度。 （由 DMG-Mori 提供）Fastems 美国中部区域经理 Christopher Rezny 补充说，越来越多的其他辅助操作被添加到同一系统中。例如，无论零件是车削的还是机加工的，都必须对其进行清洗。此外，必须检查部件——单独检查或在运行 perh 后检查aps 100。还可以执行去毛刺和自动夹具装载操作，并且与自动导引车 (AGV) 系统的连接可保持材料流入操作。
最初设计用于卧式加工中心。 Fastems FPC（用于柔性托盘容器）系统，最多可扩展为四台机床服务。
“至少在芬兰，该发动机缸体将首次在这种使用 AGV 的机床”，因为该系统是在没有堆垛机的情况下建造的。 AGV 将加工托盘从一个位置移动到另一个位置，以进行清洗、检查、去毛刺和精加工。 “我们还有子装配任务来执行某些最终加工操作。我们有存储空间。因此，我们拥有与传统的基于堆垛机的 FMS 相同的所有元素，但现在一切都在一个层面上”，因为组件重量。
使用 AGV 代替起重机 iLaitinen 继续说道，在这种情况下是理想的，因为加工时间相当长——几个小时——所以使用较慢的装卸车来更换托盘没有问题。
运行时和机器人
无论托盘系统是线性的还是旋转的，是单机还是多机设置，FMS 的风格无所不包。
在 DMG Mori，其 LPP 或线性托盘pool 及其更基本的 RPS 或旋转托盘系统，可以找到多种配置的家。
对于 LPP，“加工车间的典型最佳位置是 24 到 36 个托盘和两到三台机器和两个装载站，”DMG MORI 位于加利福尼亚州戴维斯的制造工厂的开发总经理 John McDonald 说。机器日以继夜地工作。”
DMG-Mori 的 LPP 50 与 NHX 5000。（由 DMG-Mori 提供）同时， RPS 是“单机、单托盘系统”，McDonald 继续说道，“它通常有 5 个托盘，我们一直增加到 21 个托盘。这些非常适合排队工作。你不需要没有那么多的零件组合，或者您将它与某种快速更换的夹具结合起来，这样您就可以改变您的工作设置。”
最终，适合给定商店的 FMS 就是那个这优化了无人值守的运行时间。这一切都是为了在一天中获得更多的主轴时间和更多的“无人值守”时间，让员工执行其他任务，他说。
当然，FMS 的另一项工作是在门口做更多的工作。“我有客户敲我的门，说，'这里有一份工作要投标，有一份工作要投标。'我看到大多数人都在考虑什么’他们的想法是，‘我真的可以实现这个东西吗？’我们的私人技术之旅和基于教育的活动向这些客户展示了这些工具实际上如何协同工作以实现无人值守的运行时间。”
DMG Mori 的 LPS 4 软件，于2021年推出，是公司第四代自动化系统管理软件。有了它，制造商可以通过直接连接到 ERP 来消除一些材料管理步骤。例如，如果客户订购 500 块 6061 铝材来生产水泵，McDonald 解释说，“一旦您创建了水泵作业，您的 ERP 系统就可以将需求驱动到托盘池系统，了解接下来要生产什么.我们已经删除了某人将数据从 ERP 输入到 LPS 4 软件的手动链接；我们通过连接这两个来关闭这个循环。并非所有客户今天都准备好开始使用该级别——但一些生产力更高的商店是的。”
DMG-Mori 的 LPP 63 和 NHX 6300。（由 DMG-Mori 提供）为了说明其 FMS 的功能，DMG Mori 运行了一个一米长的 LPP，其中三台机器位于自己的机械车间，麦克唐纳指出。 “它有一个零件清洗站、机器人装载、液压夹具和材料托盘。我们正在戴维斯工厂加工用于制造机器的铸件。操作员将铸件装载到材料托盘上。几乎所有这些铸件都必须用起重机吊起；它们太重了，任何人都无法举起。它们被吊到一个看起来像叉车托盘的托盘上。零件放在那里，然后进入托盘架。材料托盘进入机器人负载本身，以及夹具托盘。因此，机器人拿起零件并将其装载到夹具上，然后用 hydra 固定零件ulic 工作控股。然后零件进入加工中心。
“一旦该操作完成，它就进入零件清洗；清洁零件以去除胶带孔中的任何碎屑或砂砾。我们的客户甚至更进一步，将测量机和激光打标单元集成在一起。此外，一些客户将 LPP 与我们的集中式刀具管理系统结合使用——因此，不仅工件而且机床刀库中的刀具都会自动更换。通常，我们会看到 OEM 实施这些类型的电池。”
Prima Power Laserdyne 的最新成员是其 LASERDYNE 811 系统，它以多种方式支持灵活的制造理念。 LASERDYNE 811 先进激光加工系统执行激光焊接、钻孔和切割应用适用于具有独特的移动梁运动系统的中小型 2D 和 3D 零件。 （由 Prima Power Laserdyne 提供）Spencer 说，Methods 也正在从简单的托盘交换系统演变为具有托盘管理控制的机器人照管解决方案。
“我们拥有一个非常成功的系统开发和部署的是我们的 RoboDrill Plus-K 系统，”Spencer 解释道。 “该系统使用 FANUC RoboDrill 和 FANUC 机器人来照料它。在机器人方面，系统能够同时存储多达 60 个工件。该系统在机器控制中嵌入了托盘管理功能，允许操作员为可存储零件的 60 个不同工位设置特定程序编号。这种灵活的系统还允许在机器上扩展工具，这对于在 60 个不同的工作站处理各种类型的零件非常有用。”
而且，高混合、小批量生产不是’t 离开桌子，Spencer 补充道。在这些情况下，“我们通常会推荐更严格的解决方案。对于任何自动化或机床销售，我们都会尝试向客户展示其车间的投资回报率计算结果，以帮助批准设备的销售。我们尽我们所能为客户争取 18 到 20 个月的投资回报率。”他补充说，该公司的 Plus-K 系统是为高混合/低容量工作量身定制的。
“我们凭借灵活的系统在医疗行业取得了巨大成功。我认为一个主要原因是医疗行业需要高度混合的应用程序。我的意思是，在需要制造不同类型的零件之前，他们通常可以小批量生产——一次最多可能生产 10 个零件。这非常适合更灵活的解决方案，可以非常容易地从一个零件号更改为下一个零件号。”
对于跟踪要求，他继续说道，“我们提供的单元控制器可以协助客户在通过系统追溯零件。单元控制器可以监控设备的正常运行时间、警报状态和历史记录，以及机器使用情况。这些系统通常具有 QR 码、条形码或 RFID 扫描功能，允许操作员在运行生产时扫描进出单元的零件。此信息通常存储在单元本地的数据库中，可以将其复制到客户的服务器上。”
激光角度
当激光切割和焊接进入方程式时， FMS 的定义略有不同，位于明尼苏达州布鲁克林公园的 Prima Power Laserdyne 北美销售经理 Dominic Rickard 说。
Prima Power Laserdyne 的大型前置转盘转 180在三秒或更短的时间内。转盘支持多种夹具设计标志具有气动夹具和数字传感器的优势。另一个选项包括第二个显示器和摄像头，用于监控工作区域内的激光过程。 （由 Prima Power Laserdyne 提供）“用于 3D 激光加工的灵活制造系统意味着提供可以支持各种激光加工（即激光焊接、激光钻孔和 3D 激光切割）的系统，”Rickard 解释道。 “该系统需要支持制造需求并适应未来的业务需求。”
这种适应性将包括支持：
--今天的低产量和更高的产量
--一系列材料，从低碳钢、不锈钢和铝到特种材料。通过电子和程序控制从一种辅助气体切换到另一种辅助气体非常重要。
--从一种制造工艺快速切换到另一种制造工艺——从焊接到切割再到钻孔，反之亦然。例如，他说，“LASERDYNE 系统可以在一到两分钟内从 3D 激光切割切换到 3D 焊接。”
此外，他建议，基于激光的 FMS 必须向制造/运营监控系统提供实时参数和过程信息— 并且还必须记录和存储该信息以供将来参考和分析。
“从我们的角度来看，系统或机器的大小与灵活性无关，”Rickard 说。 “系统的大小取决于客户要激光加工的零件。 LASERDYNE 系统旨在支持制造灵活性，无论购买的是小型系统还是大型系统。”
Prima Power Laserdyne 的最新成员是其 LASERDYNE 811 系统，它以多种方式支持灵活制造理念，Rickard 解释说.
“首先，同一个系统支持零件混合度高但产量低的制造商，或者订购 th 的制造商e 系统构建一个单一的部分多年。其次，客户可以在安装系统时或以后的任何时间集成自动化。该系统是模块化和可调的。第三，该系统可以是一个独立的设备，也可以是制造单元的一个组成部分。”
该系统一直是一个客户的福音，该客户是汽车、食品加工和家庭的分包商商品市场，他说。该客户希望针对各种 3D 金属零件和多个圆柱形零件扩展其加工能力并缩短零件到零件的时间。此外，客户希望减少零件夹具切换时间。
“我们为客户提供了带有两位分度台 [转盘] 的 LASERDYNE 811，用于激光切割 3D 零件。此外，我们还提供了一个通用的夹具接口，以便操作员可以轻松地在转盘上切换零件夹具。为了支撑圆柱形部件，我们提供了一个使用相同部件 f 的转台夹具接口，因此客户可以轻松添加和删除旋转台。添加旋转工作台与添加和移除零件夹具相同。
“结果是客户可以在高 SKU 组合中进行激光加工并减少零件到零件的周期时间，从而降低整体成本、提高工厂吞吐量、缩短最终用户的零件交货时间，并使客户能够在不降低质量的情况下保持竞争力。”
Rickard 解释了 FMS 的发展如何对其公司的发展至关重要
“出于必要，Prima Power Laserdyne 是 3D 激光加工领域的早期先驱。为了取得成功，我们需要提供灵活的制造系统。在创业初期，一次性机器很难卖出去。客户坚持要求系统具有灵活性。可以说，FMS 是我们 DNA 的核心部分。
“多年来，该系统的激光源开始于 CO2 激光器、移民从 ng 到 Nd:YAG 系统再到现在的光纤激光系统。随着激光源的每次变化，可以对更多材料进行激光加工。随着时间的推移，我们设计并改进了我们的系统，通过更换光学激光链末端的喷嘴来支持焊接、钻孔和切割。”
LASERDYNE 811激光加工系统配备便于手动装卸零件的转盘和安全防护栏系统。该系统可以通过自动或机器人零件装载/卸载进行升级。 （由 Prima Power Laserdyne 提供）另一个变化是该公司在其系统中引入了 SPC 和 MTConnect。 “通过 SPC，制造商可以记录所有过程和机器参数以供分析或记录保存。使用 MTConnect，制造商可以在 r 中流式传输参数eal time，提供实时过程监控。最后，该系统可以实时控制机器的各个方面，包括激光的逐脉冲控制。实时控制使控制器能够支持七个或更多轴，并简化了自动化与 LASERDYNE 系统的集成。”
最终，他总结道，“一般制造业和合同制造商在以下情况下处于领先地位：定义和需要 FMS。这组客户需要能够调整他们的制造流程。
通常，这组客户支持各种产品和客户。生计和成功取决于他们能够多快、多有效地适应市场上的工作。每个市场部门都有一个上升和下降的周期。如果一个市场部门不景气，制造商适应不断增长的市场部门的速度可能意味着业务增长和倒闭之间的区别。”
