是時候給折彎機配機器人了嗎？

??回答如下五個問題將有助于你決定是否進行自動化升級

丹.戴維斯 寫于2009年6月 劉明星譯

一直以來，北美的鈑金生產商并不像世界各地的同行那樣熱衷于應用自動化的折彎單元。但是這種情形可能正在發生改變。下面的五個問題將幫助鈑金生產商決定如何來評估是否使用機器人進行折彎。

丹.阿倫森是俄勒岡州克拉克馬斯郡P&A鈑金有限公司的總裁，對機器人并不陌生，他的公司里有六個機器人焊接單元和一個已有12年歷史的機器人折彎單元在正常工作。

機器人焊接單元？這一點都不稀奇，因為焊機公司早就開發出可以用抬升裝置夾持，并配有易于上手的編程軟件的焊接單元。

機器人折彎單元？那就不那么常見了。意識到設備的種種缺陷，北美的鈑金生產商普遍對是否該迅速升級自動化折彎技術猶豫不決，他們深信只有工人的手工操作，才能保證穩定的折彎質量。

阿倫森主管生產工作已經接近十年，十分渴望看到他的Amada Astro 100 MHE自動化折彎機使用得更加頻繁一些，但是他還沒有找到合適的操作工人歡迎自動化的技術。

他說：“這些機器只能和為它們編程或者操作它們的人做得一樣好。”在更舊的系統上工作時，程序員和操作工必須要清楚一個零件如何被合適地折彎，保證生產效率，并且避免發生碰撞。簡而言之，在過去，機器人必須一步一步地被教會如何折彎，這個過程無疑是很繁瑣費事的。但是一旦一個零件被編好程序，自動化折彎單元就開始運轉，毫不停歇，毫無抱怨，效率顯著。

全球經濟壓力迫使北美的鈑金廠停下來思考類似的自動化升級，而自動化折彎領域是值得考察的領域。

下列五個問題將幫助鈑金生產商評估是否采用機器人進行折彎操作。

1．我是否有經驗豐富且精通電腦的折彎工來運轉自動化折彎單元？

阿倫森介紹說，讓一個自動化折彎單元工作起來，是一個讓經驗豐富的折彎工人接受機器人替代人工的過程，因為自動化必然造成工作機會的削減，這會招致工人們的集體排斥。鈑金廠的焊接工人經歷了從排斥到接受自動化焊機曲折過程，自動化折彎單元的普及也會經歷類似的轉變。

約翰.布爾克是衣阿華州康瑟爾布拉夫斯市艾莉森自動化技術公司的總裁，他強調說折彎工必須要摒棄以往的做法，即依賴積累在小本本的小竅門手動生產出一個優質零部件，而應把這些竅門融入到折彎程序中，指引那些不熟練工人或機器人進行自動化生產。只有熟練工人具有樂于變革的開放心態和勇于運用新技術的意愿，才能保證一個自動化單元運轉成功。

另外一方面，菲爾.皮卡爾達，AMADA美國公司Astro 折彎機器人系統的一名產品經理說，目前的軟件已經相當成熟，即使一個一線工人沒有什么經驗，也能很容易地上手操作大部分先進的折彎單元。以前為了生產區區5000個零件，卻要花費幾天時間來教會一個機器人進行幾步簡單的折彎操作的日子已經遠去了。

2．什么生產任務最適合使用機器人？

布爾克說：“這取決于生產的實際情況，但是機器人的適用范圍很廣?！?/span>

具體而言，布爾克指出有三種生產任務是適合自動化折彎的：

第一、那種大批量且重復操作的任務，占據操作工人大量時間，并由此造成枯燥乏味的痛苦。

第二、小批量但是經常發生的任務（見圖1）；

圖1（注釋）：不僅僅是大批量任務適合使用機器人折彎，小批量、定期重復產生的任務也適合。

第三、需要兩個人抬著進料的超大型零件或者可能會給操作工造成人身傷害的任務。

阿倫森給出了自己的看法：“只要不超出機器人的工作半徑，并且也在折彎機的負荷范圍內的生產任務都是合適的。”

阿倫森說他的自動化單元的核心是：可以由一個操作工人就近照看一臺手動折彎機和一臺自動化單元。只需要一名工人，卻可以同時在手動折彎機和自動折彎單元上進行兩項折彎任務，對于他而言非常有意義。和手動折彎相比，機器人折彎需要更多時間設置，但這也是值得的，因為生產效率還是明顯增加的。

3.需要花費多少時間在編程上？

幾乎所有專業人士都承認，在過去幾年里，自動化折彎的編程技術取得了顯著的進步，可以不必非得要懂機器人工程的專家才能給自動化單元編程。

一個程序員所需要的只是一個CAD模塊，提交數據后，軟件會生成一個建議的折彎順序和操作指令。在有些情況下，人們還得根據上述建議進行實際折彎檢測，看是否合理，不過軟件開發商指出這樣的檢驗可能根本就是多余的。

皮卡爾達說，現在的軟件程序嵌有3維模擬模塊，可以模擬機器人和折彎機的動作，在生產指令下達到機器之前，就可以模擬檢測，并從視覺上形象地確認折彎的順序。除此之外，軟件可以就夾具選擇（見圖2）、機器人運動、機器人的材料端拾器選擇生成指令（見圖3）。

圖2（注釋）：

由于諸如自動化夾具更換裝置的進步，機器人折彎機可以在不同的生產任務之間快速轉換。

圖3（注釋）：

在這樣的更換工作臺上，上下料機器人可以在短短的25秒內更換材料端拾器；

在大多數情況下，編程可以在斷線的情況下完成，保證自動化折彎單元不受打擾。

4. 除了資本性的設備投資之外，還需要哪些追加投資？

你不能拋開安全來談論機器人自動化。這個問題涉及一個鈑金工廠是否愿意投資一個有形的圍欄，或者一個更加開放和安全的光柵來保證人員安全。兩個投資都值得考慮。

一個安全籠子是最便宜的選擇，但是它占用大量空間，這對車間布置是不太好的。以一個主流機床生產商測量的折彎單元為例：它占地12米長，5米寬，包括了一個上下料機器人，但是不包括容納安全圍墻的空間。對于一個局促的生產車間而言，有安全保障的自動化生產就很難實現。

對于那些對安全光柵感興趣的工場主而言，要注意的是自動化單元可能在意想不到的情況下停止工作。

布爾克說：“安全光柵的問題不在于不應該被使用，而是大多數人并不知道它的界限在哪里，有些人不過是無意經過車間時揮了一下手，就毫不知情地觸發安全光柵的光線，從而關閉了折彎單元。”

但是，安全光柵適合在在相對開闊的車間里使用，對于那些嚴格限制人員進入車間，并且清楚標注生產單元邊界線的公司就更加適用了。

對快速更換夾具的投資以前提到過，繼這項投資之后的下一步，就是追加新出現的自動化的模具庫的投資（見圖4）。

圖4（文字）：在最新一代的自動化折彎單元里，模具可以根據程序指令自動安裝和下載，不需要手工安裝。

程序編好后，這些模具庫自動同時安裝和卸載在上下模具更換裝置里，這些裝置有承載模具的旋轉盤，通過旋轉，把模具調整到合適位置，安裝到上下兩個夾持裝置中的一個上面。

5.如何判斷機器人的合理成本是多少？

皮卡爾達說這主要取決于折彎機的有效工作時間?！八鼘⒂兄谠u估是否購買，“他補充說。

當你可以讓一個操作工同時照看兩臺折彎機時候，生產效率的提升是非常明顯的。但是布爾克提醒說，投資者更應該關注的是設備的利用率。如果自動化機床老是停機，不是在持續地生產零件，那么它也不會持續地創造出投資回報。

要提升設備利用率，一個公司應該完善自動化單元的各個方面。在很多實踐中，設置準備的時間居然和生產加工的時間一樣多。如果一個自動化單元不配套快速換模裝置還有什么意義呢？和傳統的兩軸后擋板相比，在一個六軸后擋板的自動化單元上生產零部件到底能快多少呢？如果不是每個環節都很通暢，那么單個環節提升效率是沒有意義的。

布爾克認為人們總是先入為主地關注生產循環周期的長短，這當然是需要考慮的，但是在很多實踐里，縮短生產的循環周期對于提升一個班次或者一天之內的零部件數量的效果并不明顯。問題的關鍵是要減少讓折彎機的待機時間，讓它更長時間地處于工作狀態，才真正明顯地提升產量?！?/span>