机器人折弯机缓解瓶颈

美国上中西部地区冬季多雪，在一年的其余时间里，耕作和其他土地管理任务占主导地位。滑移装载机需要各种附件来移动冰雪、运载托盘、泥土和其他货物，并执行大量其他功能。

Jenkins Iron & Steel应运而生。Jenkins Iron & Steel是一家家族企业，以前从事半拖车修理、废钢买卖和其他加工业务，2009年加入滑移装载机领域，最初设计和制造雪斗和材料斗。如今，Jenkins Iron & Steel拥有85名员工，在明尼阿波利斯西北125英里处的明尼苏达州长草原市经营着一家占地25万平方英尺的工厂，制造超过45种不同类型的附件，同时不断增加产品种类。

公司首席工程师Patrick Jenkins说：“我们一直在推出附件以满足需求。”Patrick与兄弟Kurt、Eric、父母Marty和Karen并肩工作，是公司的所有人。“我们开始用可以剪切的零件制造简单的附件，然后在折弯机上折弯。随着时间的推移，业务不断发展，我们开始增加员工。”

激光切割引发对自动化的关注

除了一些机器人焊接设备外，Jenkins Iron & Steel的制造自动化之路始于2017年购买的一台6kW三菱激光切割机。
Patrick回忆说：“在此之前，我们操作一台等离子切割机，为了跟上进度，我们又增加了一台。我们每天只能运行一个班次（就像现在这样），对等离子切割部件的需求不断增加。我们必须做点什么。”

等离子切割的瓶颈导致了对激光切割能力的研究，以及全家去参加FABTECH展会。

Jenkins Iron & Steel的新型机器人折弯机消除了一个瓶颈，因为在此之前，来自该制造厂稳定的高功率光纤激光切割机的部件会堆积在一起，等待在手动操作的折弯机中折弯，现在，在制品的移动速度更快了，操作员也不用反复搬运笨重的零件。

Patrick说：“光纤激光器的切割质量让我们很感兴趣。等离子切割意味着要处理一定程度的斜角，如果不密切关注切割过程，我们可能会得到不理想的零件。激光切割技术最终得到了改进，达到了我们的要求。高质量地切割厚度从3/16英寸到1英寸的低碳钢。”

对激光切割的兴趣激发了Jenkins Iron & Steel对自动化的另一种兴趣。

“我们的第一台激光切割机的切割速度并不比等离子切割机快，但它的自动化功能让我们非常满意，” Patrick解释说，“增加自动化功能后，我们可以在无人值守的情况下通宵进行切割。我们的工作时间是10小时一班，因此我们希望找到一种方法，在一天中剩余的14小时内利用这台机器。2017年安装机器后不久，我们增加了装载/卸载自动化功能，以便在剩余时间内进行切割。”

公司被吸引住了。在两年内，该公司又增加了一台8kW的三菱光纤激光切割机，并实现了装载/卸载自动化，然后又增加了第三台，这台机器的功率10kW。就在这时，Jenkins Iron & Steel还选择了一台三菱材料存储塔，以保证这3台机器的正常运转，并满足日益增长的零件需求。如今，该公司拥有3台三菱高功率光纤激光切割机，2台10kW的机器和1台12kW的机器，所有机器都具有装载/卸载自动化功能，并与材料存储塔相连。

与时俱进的自动折弯机

凭借稳定的光纤激光切割机，Jenkins Iron & Steel能够满足切割需求，但这也带来了另一个挑战——如何处理下游的所有切割部件。在附件组装方面，该公司充分利用了14台机器人焊接机，然后通过手工操作进行粘焊。然而，之前的一个步骤，即通过3台手动操作的压力折弯机折弯这些切割部件，需要引起重视。

Patrick解释说：“我们一直希望采用机器人折弯机，这不仅是为了解决零件数量问题，还因为折弯是一项要求很高的工作。要找到一个愿意抬起又大又重的零件并在压力制动器内操纵金属板的人是很困难的。”

他说，问题在于如何将机器人和压力折弯机结合在一起，以精确、批量地生产零件。

Jenkins Iron & Steel实现压力制动器操作自动化的动力是：使用高功率光纤激光切割机加工3/16至1英寸厚的低碳钢

Patrick说：“单独购买机器人和压力折弯机并对其进行编程是一回事，但如何让它们相互沟通、无缝协作，每次都能生产出高质量的零件则是另一回事。我们一直在努力寻找能做到这一点的公司。”

最终，公司在2024年选择了自动化和机器人集成商Acieta，并与其位于内华达州的Council Bluffs合作。

Patrick说：“我们从记事起就想实现折弯机的自动化，但花了这么长时间才找到一家能够成功集成技术的公司。Acieta 拥有让一切运转起来的知识。”

Acieta将三菱BH25040液压/电动折弯机和发那科M900iB/700工业机器人组合在一起。混合数控折弯机的生产能力为250 吨，折弯长度为146英寸，冲程高度为10英寸。其Diamond BH双驱动系统可控制200mm/s的高速上下运动。通过滚珠丝杠控制上下运动，通过伺服液压活塞控制弯曲运动。安装在机器人传送装置上的六轴发那科机器人的重复精度为0.1mm，有效载荷能力为700kg，最大触距为2832mm，足以处理重达85磅、长达6×10英尺的零件。

再见瓶颈

据Patrick称，机器人折弯机于2024年初安装，带来了巨大的效益。以前，折弯机操作员每天要装载、操纵和卸载80-100个附件零件，工作单调、劳累，还可能不安全。现在，机器人可以毫不费力地精确完成这项任务。而且，自动化消除了折弯机的瓶颈。

“机器人折弯机带来了翻天覆地的变化——操作员很满意，焊接部门也能获得大量所需的零件，”Patrick说，“从激光切割机上获得高质量的零件，然后再从机器人压力折弯机上获得高质量的零件，这使得焊接和装配作业中的所有工作都能正确、更轻松、更快速地完成。”

在实际操作中，叉车从激光切割机上运送雪斗等部件，然后堆放在机器人折弯机上。机器人逐个拾取零件，操纵并将其装入折弯机，然后卸下，运往焊接作业。焊接完成后，操作员检查焊缝并进行后处理，然后将组装件运往公司内部进行喷丸、粉末喷涂和装运——Jenkins Iron & Steel真正实现了附件生产的一站式服务。

为了最大限度地利用生产技术和自动化，公司管理层在生产流程和由此产生的工厂布局上花费了很多心思。

“幸运的是，我们位于郊外，有几英亩的土地可以增加生产空间，因此我们没有受到限制，”Patrick说，“公司甚至自己建造厂房，我们已经就在何处放置工艺和设备进行了大量讨论，并有足够的空间来最有效地放置这些设备。”

人才造就了技术的成功

Patrick表示，对产品设计、制造技术、自动化和高效工作流程的关注都是为了服务于Jenkins Iron & Steel最宝贵的资源：员工。

他说：“我们这里有一个相处融洽的团队。在这里，员工不是一个数字，拥有好的设备对每个人都有帮助。而且，先进的自动化设备肯定会鼓舞士气，因为人们可以使用不会经常出现故障的设备工作。”

他继续说：“在引进机器人折弯机的过程中，我对我们的操作员非常明确地告诉他们，我们大家都是一伙的，因为他们担心必须学习所有关于如何工作和如何操作的新知识。我说，我们一起学习，慢慢适应它。一旦我们做到了这一点，而且自动化对我们来说运行良好，这就大大减轻了我们的压力——每个人的压力都消失了。”

经验丰富的员工（其中许多人都是在Jenkins Iron & Steel晋升上来的）与采用技术的精神相结合，为公司带来了良好的效益。

Jenkins总结道：“2009年时，我们最大的机器是一台铁工机，我们认为它是最棒的。然后，我们安装了第一台激光切割机，这是一个巨大的进步。我们就是这样成长起来的，在需要时改进我们的设备，增加自动化以消除瓶颈。我们的团队已经学会了如何操作和编程所有这些设备，以满足我们不断发展的附件设计，并对我们所取得的成就深有体会。这并非一蹴而就。”

来源：荣格-《国际金属加工商情》

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