智能制造
近年来,扬州中远海运重工加快构建绿色智能、均衡高效的造船生产模式,积极探索以内业车间为试点的智能制造示范车间建设。2021年以来,公司已先后建成钢材辊道输送系统、条材机器人生产线、曲形肋骨机器人生产线、小组立机器人生产线和型钢机器人生产线等智能产线。
小组立机器人作为公司第一条自动焊接生产线,在实施之初就考虑如何提升加工质量和加工效率。焊接质量是效率提升的前提,如何确保焊接一次成型,包角焊的焊接质量是其中的关键。而加工效率是生产线最终的成效,如何提高设备的燃弧率、稼动率是其中的重点,为解决这些问题,设计、制造和IT人员提前规划,协力推进关键技术的研讨。
焊接仿真优化焊接质量和可达率。设计人员通过对船级社规范和焊接工艺进行研究,通过三维模型的参数定义,实现焊脚、焊姿的自动生成。并在设计端提前进行焊接仿真,实现焊接参数的自动指定和焊接质量的控制,再对现场焊接不可达的部位特别是包角部位的焊接进行分析研究,在软件上进行焊接碰撞仿真研究分析,通过调整焊枪角度、行径路线、碰撞报警参数等,扩大了机器人焊接覆盖范围,基本覆盖所有包角位置,提高了焊接质量和可达率。最终通过设计优化,小组立焊接可达率达到90%,焊接位置均满足焊接要求。
精准计划提高装配效率。制造相关人员提前对上线产品进行精准定位,编排好上线日计划,但需要对上线产品材料进行精细细分。设计与制造进行工艺研讨,通过统一部材名称,制作共同零件,大幅减少翻找材料的时间,通过现有印字设备,在零件自动印字时按照作业时间、顺序进行标识,使材料细分与生产节拍匹配,提高装配的效率,确保装配工位对后道的连续供应,为后道焊接工位提供了坚实的保障。
择优路径提升燃弧率。为了提高小组立机器人的燃弧率,制造人员多次与厂家详细研讨如何选择最优的路径,使机器人的运动轨迹最短、能量消耗最小。为了实现这一目标,通过优化焊接顺序,减少机器人的识别动作,将原有的6个识别动作减少至4个识别动作,识别路径和时间减少20%,从而降低识别的时间消耗和误差,进一步提高了燃弧率和焊接效率。
节拍均衡提高稼动率。针对不同船型、不同的产品结构,制造人员设置计合理的工艺布局,不断优化各工位节拍,对工位配员进行动态调整,保证各工位均衡流水化生产作业,不断减少焊接工位等待的时间,从而提高设备的稼动率。
可视化系统助力生产管控。设计人员与IT人员齐心协力,从数据采集到界面设计,每一个细节都经过仔细推敲。实时展示生产线机器人切割状态、设备运行状态、以及切割物理信息、作业人员信息等,实现生产资源(人、设备、物料、质量等)的实时跟踪,生产信息互联互通、生产过程的可视化和可控化。
目前,小组立机器人已试投产半年,在多个项目上进行应用,并按计划初步达到预期设定产能。它的成功推进将填补公司在焊接智能化的空白,为后续推进大组立焊接机器人、PE焊接机器人的应用打下基础。
扬州中远海运重工在持续推进“绿色化生产、数字化运营、智能化制造”,并在已有智能产线的基础上,总结出一套适应自身的产线实施方法。后续将继续保持创新动力,进一步推动新管加工智能车间、智能仓库等项目的建设,在智能工厂建设探索方面迈出坚实的步伐。
(作者单位系扬州中远海运重工)