ABB贝加莱2018年用户大会的亮点聚焦于柔性制造,SuperTrak正是实现柔性制造的关键一环。这一全新技术于2017年投入中国市场,已经在锂电池制造、汽车电子零配件装配等领域得到了应用。
让我们从技术视角来解读SuperTrak对产线设计带来的变革:
传统产线存在的问题
首先,我们要了解传统输送系统存在的问题,如图1所示。
图1-传统输送系统存在的问题
►机械磨损:采用机械链条、磨损会造成需要经常性的维护,并且会影响传动精度;而且,这也会带来较大额度噪音,由于机械的复杂,会让维修也变得复杂,耗费较多的维修等待时间,产线OEE下降。
►工作站间位置不能灵活变动:重新的机械调整需要花费较多的时间调校;
►缺乏数据沟通&设备协调难度高:无法与控制系统、生产系统进行数据交互;
►产品换型周期长:每次调整产线需要进行拆装,重组,花费较多的时间;
►生产流程复杂:输送、上料、加工、下料过程复杂,尤其对于加工工序较多的生产而言,非有效加工时间占比较大。这会造成生产节拍较长。
这些问题对于大批量生产没有影响,但对于“小批量、多品种”的柔性制造而言则带来很多障碍。
什么是SuperTrak?
SuperTrak是一种全新的机电磁一体化的系统,在术语上可以称为“柔性电驱输送”系统。在柔性制造的定义中,构成的要素包括加工设备、输送系统、控制系统,SuperTrak就是其中用于产品输送的输送系统。它与传统的机械输送又大不相同,具有非常强的柔性,类似直线电机,但具有多个动子,可以通过智能算法来协同它们之间的位置、速度、加速度关系。
SuperTrak是一种长定子直线驱动系统
图3 SuperTrak与机器人协同工作
SuperTrak带来的产线设计变化
SuperTrak对于现有的产线设计会有非常大的变革,图4列举了它的一些好处:
图4-SuperTrak带来的好处
►工艺切换:由于SuperTrak仅需通过参数的调校,即可对被加工对象经过每个加工单元的速度、加速度、间距、位置进行设置,而且变更无需机械的调校,因此,工艺切换时间、任意的组合即可实现,使得生产非常具有柔性。
►机械简单、无磨损、低维护、低噪音:由于采用非接触的类磁浮技术,产线噪音低、维护低—仅有三个部件,维护简单。
►数字化协同:可以实现建模仿真,可以对生产过程进行预先仿真,对参数进行优化,也可以通过总线与控制、视觉、机器人协同工作。
►波动抑制以及平稳运行:采用抑制波动的算法,以及羊角螺线设计(可以确保直道到弯道转弯可以匀速),这些都会确保生产中的精确定位,确保加工质量。
►由于无需中间缓冲,因此占地面积也小,这对3C、锂电等紧凑工厂而言也非常关键。
哪些场景适合于SuperTrak?
个性化生产
显然,SuperTrak对于产品批量小、品种多的生产非常有效,例如:个性化的食品饮料灌装、汽车零配件加工、锂电池的制造等,具有客户需求千差万别而整体数量又非常大,不仅要个性化,还要效率高、品质要求高的生产过程。
产线经常需要变化
当产线需要经常性重组以应用新的工艺生产流程生产所需的产品,SuperTrak的轨道可以被重新规划、再利用,而不像很多现有的生产需要重新定制产线。
对于节拍要求高的生产
由于反复的上下料、输送、检测,使得生产周期非常长,通过SuperTrak的生产输送与加工站的配合,可以让加工过程被简化,反复的上下料过程被省略,进而优化了生产节拍。