焊接工作台和灵活自动化带来的好处

当Skyvington Manufacturing Inc.（SMI）希望增加其焊接车间的产能时，管理团队知道这需要寻找更多熟练焊工或实现自动化。虽然在这个交货时间不断缩短的时代，自动化是不二之选，但仍需考虑如何找到适合车间产品组合的设备。

当位于美国安大略省密西沙加市的 Skyvington Manufacturing Inc.考虑投资焊接自动化时，车间的每个人都认为协作机器人是一个不错的选择(图片来源：SMI)

虽然SMI的生产运营只有短短6年时间，但它一直在投资新设备，以确保能够按时、按规格交付客户所需的产品，并且在设计时考虑到生产的相对简便性和成本效益。该车间生产钢、不锈钢、铝和其他特种金属的板材、线材和管材。公司还向客户提供玻璃、塑料和木制产品，以及装配和包装等外围设备。目前，SMI使用一台LVD 6kW光纤激光机，配有一个六托盘塔和CADMAN编程软件，一台Safan-Darley 100 吨电动冲压机，以及 Baykal 160吨和60吨液压冲压机。

SMI制造经理Brett Skyvington说：“Safan是我们新购买的设备，配备了Wila高级模具和液压夹具，我们还计划投资购买新的制动器软件，这样所有的编程都可以离线进行。我们主要是一家中小型作业车间，不过，如今我们也需要多功能性，既能制作原型或进行小批量作业，又能进行大规模生产。”

焊接升级

“我们不断评估整个车间的工具和技术，以便在必要时进行必要的升级。”Brett 说。

2023年11月，焊接车间的所有工位都换成了希格蒙德的工作台，”SMI创始人Ray Skyvington说，“无需制作夹具和固定装置，这种简便性大大节省了时间。尤其是当为客户制作原型时，这一点非常重要。有了这些工作台后的第一周，我们就制作了3个原型，如果按照传统的夹具制作方法，这3个原型需要3-4天的时间才能完成，而使用了工作台后，不到1天的时间我们就完成了制作。”

不过，车间最新采购的是伊萨的焊接设备，配备Aristo 500ix电源和优傲机器人手臂，最大伸展距离为51.2英寸。虽然它配有一个小车，可以在整个车间内移动，但SMI还是选择将机械臂安装在一个5 x 10英尺的工作台上，这样操作员就可以在工作台的一侧装载零件，而协作机器人则在另一侧进行焊接。较长的零件也可以固定在工作台上进行加工。

Brett说：“我们以前使用的是传统的转盘式焊接单元。它很难编程，也不适合我们的日常需要。我们每年都会在涉及60-120个焊点的大批量生产任务中使用几次，但夹具和编程需要很长时间。它不适合我们的生产组合，而且占用了很多空间。”

选择协作机器人

在与他的团队讨论后，Brett 认为协作机器人是一个很好的选择。他指出：“这确实是很多行业的发展趋势，尤其是对于我们这种规模和重量级别的制造商而言。”

自2023年2月安装协作机器人以来，SMI已经看到了它的影响。Brett说：“例如，我们一直在进行一项大型夹具作业，将端盖和焊接螺母焊接到数千根管子上。每根钢管需要焊接约20英尺，外加搬运。我们本来需要2班来运行这个程序，但由于协作机器人的多功能性，我们可以将许多管子固定在工作台的一侧，也可以将它们垂直固定，然后直接穿过它们。有了协作机器人，我们就可以在不增加人手的情况下，在车间里完成更多的工作量。”

去年此时，SMI的生产每周6天、每天24小时运转。而现在，一周内每天生产一班半，周六只生产一班。Brett说：“我们现在的产量比去年还高。有了协作机器人和工作台，我们就可以进行专业化生产，真正专注于我们的核心焊工团队，而不是为了应付生产而扩大规模。增加多个班次的人员可能会导致质量问题。我们需要的是拥有丰富行业经验的核心团队，或者是态度端正、愿意学习、认同我们的理念并注重细节的员工。如今，了解有哪些设备可以生产出更好、更快的产品至关重要，因为这正是行业发展的方向。”

保持精准

与许多其他工厂一样，SMI也在寻找技术熟练的员工。幸运的是，公司的成型、机加工和焊接部门都由经验丰富的员工负责，但要保持较高的产量，新技术必须发挥重要作用。

在提高焊接产量和质量方面，Brett指出：“如何让一个平庸的焊工变得更好？给他提供更好的切口、更好的贴合度和零件的光洁度，这样他们就不必填补大的缝隙，也不必在方法上发挥创造性。在我们的工程部门、光纤激光器、冲床和夹具台之间，我们正竭尽全力实现这一目标。”此外，通过调试协作机器人来实现更精确的焊接，还能节省抛光等后处理操作的时间。

协作机器人安装在一个滑橇上，组装大约需要两个小时，还包括一个推车。SMI经常将协作机器人安装在5 x 10英尺的工作台上，但也喜欢能在几分钟内将其移动到推车上，以便在其他地方使用。

Brett说：“我们有时会同时在工作台上安装3-4个装置。有一次，我们把它放在点焊机旁边。操作员对产品进行必要的点焊，然后带着零件转身，将其夹紧，在操作员点焊下一个零件时，协作机器人MIG对该零件进行焊接。只要有互联网连接，无论放在哪里，它都能顺利运行。使用制造非常精确的工作台，我们可以根据需要安装协作机器人，重复精度非常高。我们不需要像使用旧单元上的机器人那样，不断修整和检查对齐情况。”

SMI尽最大努力将焊接机器人用于比人快3-4倍的地方。通常情况下，操作员会在一个组件上进行必要的氩弧焊工作，而协作机器人则负责MIG焊接。

图中的每根管子都需要焊接约20英寸，外加搬运。这本来需要第二个班次才能完成，但由于协作机器人的多功能性，SMI可以将许多这样的管子固定在工作台的一侧，并将它们垂直固定，然后高效地运行程序。

“过去，我们需要大批量的工作才能使用机器人解决方案，但现在我们可以在更小批量的工作中使用，”Brett说，“能够在以前不可行的工作中使用自动化解决方案，对我们来说是一大收获。”

除了新近购置的SafanDarley 100吨电动压力机外，该车间还配备了LVD 6kW光纤激光器和六托盘塔以及 Baykal 160吨和60吨液压压力机

在编程方面，Ray和Brett指出，甚至车间里的非焊接工也学会了使用协作机器人。

Brett说：“使用手机或平板电脑上的应用程序可以让协作机器人的编程变得简单。员工们接受了一个小时的培训，看了几段视频，就可以开始编程工作了。它不需要示教器，也不需要为焊接编程，对已创建的设置进行调整也很容易。我们经常针对不同类型的焊接进行调整。只需点击两下，就可以更改整个程序的焊接参数。报告软件可以反馈零件数量、送丝速度、焊丝消耗量和气体消耗量，”Brett说，“我们可以全面了解哪些零件在运行、一天内有多少零件在运行、运行了哪些程序以及哪些操作员在操作协作机器人。”

Brett 说：“在第一个月，伊萨和协作机器人焊接了2600个不同的隔板，这些隔板将进入全美的大型家居装饰连锁店。然后，我们让它焊接了600个管盖，并对1500个展示底座的脚轮进行了二次焊接。我认为，自从协作机器人进入我们车间以来，平均每次焊接时间在30-45秒之间。在第一个月里，通过应用程序获得的指标证实，我们完成了25000次焊接。”

信息流

由于SMI正在升级企业资源计划（ERP）系统，因此这些数据对SMI尤为重要。

Brett说：“我们对公司进行尽可能多的监控。新的ERP系统将使我们更容易在同一个地方整合所有数据，并更好地明确我们的生产流程和调度。”

SMI的占地面积并不大，而且采用的是准时制（JIT）生产模式，因此ERP系统的JIT建模功能对他们很有吸引力。Brett说：“归根结底，所有这些投资都是为了给客户提供更好、更实惠的产品。”

“我们鼓励工程设计人员和设计师能够与生产部门合作，说‘嘿，看，我们怎样才能更有效地制造一件产品？我们还能修改或改变什么，以提高产品质量，使其在生产中更具可重复性？”Ray说，“我们的目标是通过将对技术和人员的良好投资而节省下来的成本回馈给客户，同时也使我们自己获得更多的利润。从Brett建立生产运营的那天起，这就是我们的目标,我们投资于能够在市场上长期存在的好产品，我们学习并向团队传授更好的工作方法。这样，当我们下一次遇到问题时，前台和车间之间就能少问一些问题，从而找到我们认为正确的解决方案。最终，每个人都会受益。”

来源：荣格-《国际金属加工商情》

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