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用颠覆性自动化技术促进商业模式的变革

 

Rodin Machining是一家荷兰机加分包商,除机加业务外,他们还打造了用于在线订购产品的用户端口。在AI技术的加持下,客户能在1分钟内获得产品报价且机加生产可即时启动。Fastems的柔性自动化系统实现了整个工厂的自动化生产, 这使得Rodin公司的多种品制造灵活且高效:

“我们与Fastems共同建造了这家自动化工厂。我们很高兴与他们携手合作,并互相推进,共同迈向更高水平。”

关于Rodin Machining

Rodin Machining 公司位于奥普梅尔(Opmeer),距阿姆斯特丹车程约45分钟,客户覆盖工程、家居、汽车和石化行业等机加领域。该公司由Ruud Appel, Gem Bot, Dennis Oud 和 Paul Mooij四位创始人共同建立,并在钣金,软件和数字工程领域积累了深厚的经验。该公司以著名雕塑家奥古斯特·罗丹(Auguste Rodin)命名。关于公司的商业模式,几位创始人总结道:

“客户可随时上传3D设计图纸和标注公差的PDF文件,并自主选择材料类型、数量及交付日期,30秒内就能获取报价。当客户确认报价,生产便会立即启动:订单首先会进入ERP系统,随后CAM软件会自动生成工艺所需的NC和机器人程序。工件尺寸存在限制,我们通常生产的数量从几十到几千不等——但仅此而已。我们的原则不是减少量产时间,而是打造一套能够24/7小时持续稳定运行的多品种生产流程。传统的单机年生产小时在1,500 到2,000之间,而Fastems把‘8760’(一年小时数)放进了LOGO—这也是我们所期望的主轴切削时间。”

“目前我们还是需要手动生成和上传CAM文件,夹持/卸载工件和预调刀具,但总体上有90%的流程都实现了自动化。”

与优秀的伙伴合作方能相得益彰

2021年Rodin Machining产生了自动化建设的想法,并开始寻找合适的合作伙伴。随着自动化规划变得越来越清晰,Fastems也在众多供应商中脱颖而出。虽然没有自动化的经验也没有现成的工厂,Rodin Machining 的四位创始人还是决定‘放手一搏’,并于2023年间建成了拥有全柔性的自动化新工厂。Ruud继续补充道:

“我们想要一座无人化运作(只有机器人)的自动化工厂。当时这个想法被很多人否定,但我们志在探索更多可能性。因此我们开始与多家机加工自动化供应商(例如Fastems)探讨并反复咨询他们一些问题诸如— ‘你们想过这样的方案吗?’和 ‘为什么你们方案总是跳不出传统观念?’。我们想了解为什么大家都如此执着于历史经验,而我们的想法却是改变这些固定的思维。”

Rodin团队对这个项目有着非常高的标准,尤其是自动化和集成能力:

“我们需要生产能力多样化的设备并且由Fastems设计一套能集成刀具管理,刀具数据,工装夹具,夹爪,卡盘和ERP及CAD/CAM等软件。我们与Fastems共同计算如何将尽可能多的机床布局到这座新工厂并始终保证生产过程的流畅。经过多次讨论这个方案得以最终成形,我们也终于开始建造这家自动化工厂,实现我们的设想。”

Paul Mooij 就项目的进展过程补充道:

“在整个制定方案的过程中,我们听到了许多反对的声音‘你们不能这样做’, ‘那不可能实现’以及 ‘这在过去的经验中从未有过’。但我们志在坚持,因此彼此约定‘谁再说消极的念头就得给团队的酒水买单’。不少成员遵守约定而掏钱买了啤酒—但这也促成了最终的解决方案,我们不仅扭转了团队的心态,还能让项目落地。”

 

这套系统运行得如何?

整个系统生产的是圆柱体和棱柱体工件。原材料与成品都被存放于立体库中。圆柱体工件的原材料以托盘交互的形式被堆垛机运输,并在机器人单元内自动上料至2台Mazak Integrex车床。对于棱柱形工件,我们采用机器人自动装载单元将原材料装入智能夹具,该夹具安装在零点定位板上,再由另一台机器人运送至Mazak VARIAXIS机床的工作台。当完成生产,工件同样通过机器人自动装载单元返回至立体库。整个系统配置了AGV运输小车,用于从刀具库运输刀具。无论是铣削工艺还是车削工艺,都能自动管理刀具数据,包括将刀具补偿值传回机床。
如需了解更详细的系统规格,请参阅下方的系统配置部分。

当CAM软件完成工件的程序,它们会在Fastems 智能生产管理系统(MMS)上根据订单交付期、原材料可用性或重复批次运行情况自动生成生产计划,确保订单的及时交付。MMS软件可提前数日预测并优化生产流程,通过预先调配资源来最大限度减少设备等待时间及在制品(WIP)积压。智能生产管理系统(MMS)还提供实时生产监控功能,可追踪整体设备效率(OEE)、机床利用率和可用资源等关键绩效指标。

 

成果

整套系统实现了多品种铣削和车削生产工艺的无人化生产。这意味着整个流程的上料,包括生产设置都能自动完成,同时刀具运输,数据和补偿值传输也能自动进行。Fastems MMS作为生产中枢,实现了生产计划与调度的自动化。其成效体现在:高设备利用率与生产的准时性和可控性,缩短交付周期,并提升全线生产感知能力。

系统配置

 

项目概览:

  • 自动装载单元内集成6台Mazak Variaxis 5轴铣床
  • 机器人单元内集成6台Mazak Interex 车铣复合
  • 双排中央立体库,用于存储工件和原材料
  • 自动化刀具管理,包括刀具数据和补偿值的传输
  • 用于运输刀具的AGV小车

铣削工艺

车削工艺

敏捷制造单元

  • 一台机器人负责两台车铣复合设备
    • 通过更换卡盘来实现设置变更
    • 通过刀库门由机器人进行换刀
  • 机器人使用不同的夹爪来处理工件、刀具以及卡盘更换
  • 针对新工件的引入,可对卡盘卡爪进行定制加工

成果

  • 自动化车铣加工
    • 可实现硬卡爪与软卡爪的自动更换
    • 自动工件交互
    • 自动刀具及刀具数据管理
  • 自动化生产计划和调度
    • 及时生产
    • 瓶颈预判
    • 快速交付

自动装载单元

  • 通过立体库进行物料输入/输出
  • 机器人将工件装夹到通用智能夹具上,并可自行卸下
  • 机器人程序可自动传输至机器人系统

成果

  • 自动工件交互
    • 可实现在托盘站自动将立体库原材料装夹至虎钳中
    • 自动重新抓取——从工序10(OP10)到工序20(OP20)
    • 实现完成工件从虎钳到托盘站的自动卸载
  • 自动化生产计划与排程
    • 及时生产
    • 瓶颈预判
    • 快速交付

机器人柔性自动化

  • 该机器人可为最多六台Mazak五轴铣床提供服务
    • 零点定位板自动输送至机床工作台
    • 通过刀库操作门进行换刀
    • 设有小型缓冲站以增强灵活性
  • 通过自动装卸单元实现物料输入与输出,并可选配AGV(自动导引车)进行刀具管理

成果

  • 自动化五轴铣床生产
    • 自动化托盘交互
    • 最小化装载时间,最大化加工时间
    • 自动刀具&刀具数据管理
  • 自动化生产计划和排程
    • 及时生产
    • 瓶颈预判
    • 快速交付

敬请垂询 021-6104 2235

Fastems LLC 总裁

David Suica

+1 513 633-3784

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