强化车间自动化攻击点

在机器上、在机器附近、在机器之间——IIoT 从未远离

灵活性已经来到自动化，也许是前所未有的。而对于需要精密加工、装配和测量的行业来说，自动化技术从未像现在这样可用。

自动化解决方案的范围从最高精度到经过生产测试的可靠性和速度。几乎从来没有技术被描述为对所有人来说都是一切，或者更准确地说，技术是所有问题的所有解决方案。这不是选择你的毒药，它更多的是选择最合适的技术并能够证明投资回报率的合理性。久经考验的真正自动化，如 barfeeder、龙门装载机、简化的拾取和放置选项永远不会离最前沿太远，但在许多情况下，它们正在被新的、更快的机器人技术所取代，这些技术具有 IIoT 数字化的多功能性的好处沟通可以给制造业带来什么。

制表精度催生大量机器人

爱普生美国公司（加利福尼亚州卡森市）的机器人集团产品经理 Rick Brookshire 表示，大约 35 年前，当其母公司精工爱普生公司开发用于制造自己的手表的机器人时，精度就是一切。如今，爱普生在其提供的 300 多台机器人中结合了速度和精度，其范围从 175 到 1000 毫米不等，有效载荷高达 20 公斤，重复精度低至 5 微米。典型的首次应用包括可用于汽车、医疗、电子和功能的零件，包括装配、机器管理、配套、检查和测试，以及几乎所有行业的码垛。

爱普生机器人产品组合的最新成员，入门级 Synthis T3 All-in-One SCARA（选择性顺从性关节机械臂）以合理的价格推出，具有速度和精度能力，旨在进一步扩展爱普生在以下领域的应用汽车、电子、医疗设备和消费品。

自 2017 年底推出以来，T3 已被市场接受，超出了我们的最大预期，”布鲁克希尔说。 “T3 的手臂内有一个控制器，可以连接到 PC 进行编程——价格为 7495 美元。它的软件与我们在高端 G 系列六轴机器人中使用的软件相同。”

与爱普生的其他 SCARA 机器人一样，T3 是一款四轴机器人，可以从一个平面移动到一个平面，并被定位为车间中线性滑轨的替代品。 “必须不断调整线性滑轨以进行转换，”Brookshire 说。 T3 的臂长为 400 毫米，最大有效载荷为 3 公斤，可满足这种对灵活性和速度的需求，以实现高效操作、集成在紧凑的设计中以及爱普生的 RC+ 编程软件。

紧凑型包装中的机器人效率

Erowa Technology Inc. (Arlington Heights, IL) 在开发用于处理用于 EDM 加工的工具和工件的托盘化系统和机器人，以及与 EDM 机器串联或结合使用芯片制造的机器管理应用方面有着悠久的历史。 “一家工作车间每天都在做不同的事情。这是我们的强项：将工件放在托盘上并放入库中，然后让机器人将其移动到机器内进行加工——无论是一个、两个还是五个零件，”总裁兼首席运营官 Chris Norman 说。 “我们处于一个利基市场，我们的自动化系统专为加工车间、模具车间和短期航空航天制造车间等而设计。”

对 Erowa 自动化产品的需求一直很强劲。 “如今，商店对自动化解决方案的接受度更高。与 2017 年相比，我们的自动化销售额增长了 10% 到 20%，比 2016 年增长了约 30%，”Norman 说。 “我们不再只是电火花加工人员，尽管我们在电极制造和处理方面仍然做了大量工作。我们的工具被用于制造的许多不同方面。我们在托盘和卡盘之间的快速更换系统以及用于切割工具的工具更换器和 EDM 上的电极更换器是一种很多公司都没有考虑过的自动化形式。”

据诺曼称，其机器人的编程已经简化。 “我们的机器人不难编程。有不同层次的整合。最基本的是机器人是机器的奴隶。我们已经完成了所有的接口工作，并且与所有主要的 OEM 都有接口。当我们开始安装时，我们将托盘放入机器中，就像您将主轴放入机器中一样。它基本上是一行代码。我们有一个单元控制软件来管理机器和机器人，而不是机器的控制。通常，我们只需要对客户进行为期一天的培训，”Norman 说。

车间是一个繁忙的地方

Makino Inc. (Mason, OH) 的最新 EDM 具有自动化功能，可实现无人值守操作。支持来自 HyperConnect，这是 Makino 的 EDM 工业物联网 (IIoT) 应用套件，可增强用户体验和效率，并减少机器停机时间。 HyperConnect 可用于配备 Hyper-i 控制系统的所有牧野 EDM，使车间经理和操作员能够从网络上的任何 PC、智能设备或其他 Hyper-i 控制系统监视和控制 EDM 流程。

EDM 操作员在车间已经面临太多的问题。任何人都不想让他们在机器和办公空间之间来回奔跑。 HyperConnect 让这些操作员能够访问他们需要的东西以最大限度地提高效率，无论他们是在机器旁、办公室还是远程工作。

HyperConnect 套件具有四个主要连接功能，供车间人员监控、规划和排除 EDM 操作故障。在这四个功能中，EDM Mail 和 PC Viewer 功能是最常用的。 EDM Mail 在无人值守操作期间通过电子邮件将机器状态信息传递给操作员，以帮助减少停机时间并支持多任务处理能力。它可以定期提供机器运行状况的定时更新，或在任何时间提醒操作员机器停机。

只需一个想法即可实现互连流程

当机床制造商提供的技术跨越到其他不相关的流程时，自动化可以提供意想不到的生产链接。 Methods Machine Tools Inc.（马萨诸塞州萨德伯里）是一家机床、3D 打印技术和自动化供应商，通过结合这些流程来提高 3D 制造的产量，实现了“巨大飞跃”。自动化单元将增材制造与机器人技术和减材工艺相结合，旨在为快速、高效的成品 3D 零件生产提供后处理。

20英尺。 (6-m) 方法单元包括一个 3D 打印产品进料站，它将构建板上的 3D 零件运送到 FANUC C600 EDM 中，该 EDM 进行切割以将零件与构建板部分分离。在下一个工位中，FANUC 机器人从打印的零件上折断板材，并将零件转移到 FANUC RoboDrill 进行最后的加工操作。 Robodrills 因其独立且紧凑的自动化足迹而在车间环境中特别受欢迎。该单元专为熄灯制造而设计，缩短了从 3D 打印到最终后处理的部件完成时间，据报道，部件总产量翻了两番，同时消除了手工劳动。 Methods Machine 的 3D 打印合作伙伴是 3D 打印的鼻祖 3D Systems Corp.（南卡罗来纳州罗克希尔）。

智能制造意味着 IIoT 连接

两家机床制造商 Mazak Corp.（肯塔基州佛罗伦萨）和 Murata Machinery USA Inc.（北卡罗来纳州夏洛特）合作开发了一个智能制造系统，将 Mazak 的加工、自动化和智能技术与 Muratec 自动化高密度存储相结合和检索系统。由此产生的 Mazatec SMS（智能制造系统）提供无人照管的无人值守制造和高产出以及 IIoT 连接。

Mazatec SMS 将多台 Mazak 卧式加工中心和/或多任务机床与 Muratec 垂直定向的储料器型系统配对，该系统具有托盘、料斗和高速储料器起重机。为了满足每个制造商的特定生产和占地面积需求，模块化系统可以在六层配置中拥有多达 150 个储料器（不同尺寸），从而显着提高空间效率。

Mazak 的 SmartBox IIoT 技术和 Smooth PMC 生产管理软件是 SMS 的关键组件。 Muratec 的自动化系统控制所有互连并与制造商的 ERP/MRP 主机和 MES 同步。因此，Mazatec SMS 旨在成为过程控制、监控和优化的智能工厂解决方案，以高效生产各种工件（即使是小批量）。 Mazatec SMS 可以将各种尺寸和类型的机床整合到同一个自动化制造系统中。 Mazatec SMS 的外围设备包括用于装载和定心、倾斜装载、升高和降低装载、工作设置和零件清洗的独立站。除了保持机床的工作供应外，该系统的堆料起重机还负责处理 Mazatec SMS 整体输入的原材料和成品的输出。

自动化取决于软件，专注于 IIoT

Shop Floor Automations (SFA; La Mesa, CA) 专注于制造自动化软件，为车间提供机器监控、CNC 网络（DNC 软件）、工具跟踪和生产数据管理。 “我们的先进技术适用于 MTConnect、OPC UA、Okuma Thinc、Modbus 和 FANUC FOCAS 等协议，”客户主管 Guy Barrow 说。 “我们的解决方案适用于 CNC 加工车间、制造车间、模具制造车间以及任何与制造过程有关的车间。商店包括制造[大量航空零件、医疗零件、枪支和汽车零件，以及组合生产/加工车间。”

据 Barrow 称，SFA 的客户希望在不更换机器的情况下消除车间的旧介质。他们正在走向无线并取代软盘驱动器。 “虽然需要程序传输和 CNC 修订控制，但我想说机器监控现在对我们来说很受欢迎。机器效率对客户来说非常重要。我们手头有工程师来定制满足客户生产需求的解决方案。商店希望投资于工业 4.0 和 IIoT 标准，从而对我们的产品组合产生积极影响。我们总是测试新的解决方案，为客户解决替代程序传输通信/管理方法、提高机器利用率、修订控制、无纸化和更好的审计准备的问题。它还可以帮助他们实现其他目标，例如 ISO 认证、熄灯制造以及与其他解决方案（例如 ERP 软件）集成。”

具有大能力的小规模自动化

事实证明，加工中心与托盘搬运系统的组合对于小批量到一个批量的自动化系统是有益的。出于这个原因，利勃海尔自动化系统公司（德国肯普滕和密歇根州萨林）通过 PHS Allround 扩展了其自动化产品供应。智能自动化系统的目标是更高的效率和简单的操作，不受零件尺寸和重量的影响。该系统将工件的设置从机器转移到一个单独的设置站，并将预装配的工件存储在中间存储区域。存储在系统中的预装配工件弥补了机器运行时间的长短，并允许在很少甚至完全没有人力的情况下进行轮班，从而使单价优化高达 20%。

利勃海尔为通用用户开发了紧凑型 PHS Allround。据该公司称，PHS Allround 缩小了利勃海尔的入门级 RLS 旋转装载系统解决方案与可单独配置的 PHS Pro 托盘处理系统之间的差距。 PHS Allround 托盘搬运系统允许大量用户与四轴和五轴加工中心相结合进行灵活生产。新的模块化概念分为三个重量等级，负载高达 3 吨，非常灵活，可以单独配置和扩展。这对应于 500 x 500 毫米到 1000 x 1000 毫米的托盘尺寸。

自定义自动化针对 AR-15 枪管扩展部件制造单元的辅助操作

Hydromat 是车间大批量生产的代名词，它设计并建造了一个定制的加工单元，以消除流行的 AR-15 式步枪枪管延伸部件的额外处理和二次操作。以前，这部分需要在多台机器上生产。

该解决方案由 Hydromat 的 EPIC 机器技术提供，并增加了自动化和加工过程。 Hydromat 的工程团队提出了一种流程，无需在单元外进行任何操作即可完成这项工作——从原料棒料到成品零件。

Hydromat 工程师提出了桶扩展 OP 10 / 20 /30 生产单元工艺。该解决方案包括从 Hydromat EPIC 机器退出到定制集成的 Op 20 拉刀/硬币/去毛刺四工位转移工艺单元，然后返回到 Hydromat 机器以完成 Op 30 零件。在加工过程中，零件从机器中取出，在单独的单元中拉削，然后返回到旋转传送过程中完成。 EPIC 32/45-16 旋转传送机包括与机器人自动化和 Op 20 单元的完全集成。

OP 10 以一个捆棒送料器开始，它将棒料送入夹头并在第一站切断。零件毛坯从第二站到第八站移动，每个站都针对零件第一侧的特征进行特定的加工过程。在 EPIC 机器的九号工位，使用第一台 FANUC 机器人从夹头中取出零件，并将其放置在 Op 20 工艺单元的进料托盘上的打开位置。第二个机器人用 Schunk 双爪之一拾取零件，并将其放入单元内工作台位置之一的爪中。

在激光验证位置后，零件被转移到第二个工位。零件通过气动传输系统从钳口中取出，并放入拉床工作的拉刀加工位置。

Ty Miles Inc. (Westchester, IL) 为该操作提供了拉床和工具。拉削完成后，气动传送系统将零件重新定位在钳口中，然后将其搅拌到第三个位置进行压印。

然后将零件转移到第四个位置进行最后的去毛刺拉刀步骤，然后返回到第一个位置以卸载并放置在卸载托盘中的打开位置。零件从该位置返回到 Hydromat EPIC 机床，用于在 9H 到 16H 工位进行 Op 30 加工，以加工零件第二侧的特征。完成后，另一台 FANUC 机器人从夹头中取出完成的桶延伸部分，并将其放在传送带上进行移除。在 15.0 秒的循环时间内，该工艺每小时可生产 240 个零件，从棒料到完成所需的零件加工。热处理后，通过磨削工艺将零件推向市场。