美國上中西部地區(qū)冬季多雪，在一年的其余時(shí)間里，耕作和其他土地管理任務(wù)占主導(dǎo)地位?；蒲b載機(jī)需要各種附件來移動(dòng)冰雪、運(yùn)載托盤、泥土和其他貨物，并執(zhí)行大量其他功能。

Jenkins Iron & Steel應(yīng)運(yùn)而生。Jenkins Iron & Steel是一家家族企業(yè)，以前從事半拖車修理、廢鋼買賣和其他加工業(yè)務(wù)，2009年加入滑移裝載機(jī)領(lǐng)域，最初設(shè)計(jì)和制造雪斗和材料斗。如今，Jenkins Iron & Steel擁有85名員工，在明尼阿波利斯西北125英里處的明尼蘇達(dá)州長草原市經(jīng)營著一家占地25萬平方英尺的工廠，制造超過45種不同類型的附件，同時(shí)不斷增加產(chǎn)品種類。

公司首席工程師Patrick Jenkins說：“我們一直在推出附件以滿足需求。”Patrick與兄弟Kurt、Eric、父母Marty和Karen并肩工作，是公司的所有人。“我們開始用可以剪切的零件制造簡單的附件，然后在折彎機(jī)上折彎。隨著時(shí)間的推移，業(yè)務(wù)不斷發(fā)展，我們開始增加員工。”

激光切割引發(fā)對(duì)自動(dòng)化的關(guān)注

除了一些機(jī)器人焊接設(shè)備外，Jenkins Iron & Steel的制造自動(dòng)化之路始于2017年購買的一臺(tái)6kW三菱激光切割機(jī)。
Patrick回憶說：“在此之前，我們操作一臺(tái)等離子切割機(jī)，為了跟上進(jìn)度，我們又增加了一臺(tái)。我們每天只能運(yùn)行一個(gè)班次（就像現(xiàn)在這樣），對(duì)等離子切割部件的需求不斷增加。我們必須做點(diǎn)什么。”

等離子切割的瓶頸導(dǎo)致了對(duì)激光切割能力的研究，以及全家去參加FABTECH展會(huì)。

Jenkins Iron & Steel的新型機(jī)器人折彎機(jī)消除了一個(gè)瓶頸，因?yàn)樵诖酥?，來自該制造廠穩(wěn)定的高功率光纖激光切割機(jī)的部件會(huì)堆積在一起，等待在手動(dòng)操作的折彎機(jī)中折彎，現(xiàn)在，在制品的移動(dòng)速度更快了，操作員也不用反復(fù)搬運(yùn)笨重的零件。

Patrick說：“光纖激光器的切割質(zhì)量讓我們很感興趣。等離子切割意味著要處理一定程度的斜角，如果不密切關(guān)注切割過程，我們可能會(huì)得到不理想的零件。激光切割技術(shù)最終得到了改進(jìn)，達(dá)到了我們的要求。高質(zhì)量地切割厚度從3/16英寸到1英寸的低碳鋼。”

對(duì)激光切割的興趣激發(fā)了Jenkins Iron & Steel對(duì)自動(dòng)化的另一種興趣。

“我們的第一臺(tái)激光切割機(jī)的切割速度并不比等離子切割機(jī)快，但它的自動(dòng)化功能讓我們非常滿意，” Patrick解釋說，“增加自動(dòng)化功能后，我們可以在無人值守的情況下通宵進(jìn)行切割。我們的工作時(shí)間是10小時(shí)一班，因此我們希望找到一種方法，在一天中剩余的14小時(shí)內(nèi)利用這臺(tái)機(jī)器。2017年安裝機(jī)器后不久，我們?cè)黾恿搜b載/卸載自動(dòng)化功能，以便在剩余時(shí)間內(nèi)進(jìn)行切割。”

公司被吸引住了。在兩年內(nèi)，該公司又增加了一臺(tái)8kW的三菱光纖激光切割機(jī)，并實(shí)現(xiàn)了裝載/卸載自動(dòng)化，然后又增加了第三臺(tái)，這臺(tái)機(jī)器的功率10kW。就在這時(shí)，Jenkins Iron & Steel還選擇了一臺(tái)三菱材料存儲(chǔ)塔，以保證這3臺(tái)機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并滿足日益增長的零件需求。如今，該公司擁有3臺(tái)三菱高功率光纖激光切割機(jī)，2臺(tái)10kW的機(jī)器和1臺(tái)12kW的機(jī)器，所有機(jī)器都具有裝載/卸載自動(dòng)化功能，并與材料存儲(chǔ)塔相連。

與時(shí)俱進(jìn)的自動(dòng)折彎機(jī)

憑借穩(wěn)定的光纖激光切割機(jī)，Jenkins Iron & Steel能夠滿足切割需求，但這也帶來了另一個(gè)挑戰(zhàn)——如何處理下游的所有切割部件。在附件組裝方面，該公司充分利用了14臺(tái)機(jī)器人焊接機(jī)，然后通過手工操作進(jìn)行粘焊。然而，之前的一個(gè)步驟，即通過3臺(tái)手動(dòng)操作的壓力折彎機(jī)折彎這些切割部件，需要引起重視。

Patrick解釋說：“我們一直希望采用機(jī)器人折彎機(jī)，這不僅是為了解決零件數(shù)量問題，還因?yàn)檎蹚澥且豁?xiàng)要求很高的工作。要找到一個(gè)愿意抬起又大又重的零件并在壓力制動(dòng)器內(nèi)操縱金屬板的人是很困難的。”

他說，問題在于如何將機(jī)器人和壓力折彎機(jī)結(jié)合在一起，以精確、批量地生產(chǎn)零件。

Jenkins Iron & Steel實(shí)現(xiàn)壓力制動(dòng)器操作自動(dòng)化的動(dòng)力是：使用高功率光纖激光切割機(jī)加工3/16至1英寸厚的低碳鋼

Patrick說：“單獨(dú)購買機(jī)器人和壓力折彎機(jī)并對(duì)其進(jìn)行編程是一回事，但如何讓它們相互溝通、無縫協(xié)作，每次都能生產(chǎn)出高質(zhì)量的零件則是另一回事。我們一直在努力尋找能做到這一點(diǎn)的公司。”

最終，公司在2024年選擇了自動(dòng)化和機(jī)器人集成商Acieta，并與其位于內(nèi)華達(dá)州的Council Bluffs合作。

Patrick說：“我們從記事起就想實(shí)現(xiàn)折彎機(jī)的自動(dòng)化，但花了這么長時(shí)間才找到一家能夠成功集成技術(shù)的公司。Acieta 擁有讓一切運(yùn)轉(zhuǎn)起來的知識(shí)。”

Acieta將三菱BH25040液壓/電動(dòng)折彎機(jī)和發(fā)那科M900iB/700工業(yè)機(jī)器人組合在一起。混合數(shù)控折彎機(jī)的生產(chǎn)能力為250 噸，折彎長度為146英寸，沖程高度為10英寸。其Diamond BH雙驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可控制200mm/s的高速上下運(yùn)動(dòng)。通過滾珠絲杠控制上下運(yùn)動(dòng)，通過伺服液壓活塞控制彎曲運(yùn)動(dòng)。安裝在機(jī)器人傳送裝置上的六軸發(fā)那科機(jī)器人的重復(fù)精度為0.1mm，有效載荷能力為700kg，最大觸距為2832mm，足以處理重達(dá)85磅、長達(dá)6×10英尺的零件。

再見瓶頸

據(jù)Patrick稱，機(jī)器人折彎機(jī)于2024年初安裝，帶來了巨大的效益。以前，折彎機(jī)操作員每天要裝載、操縱和卸載80-100個(gè)附件零件，工作單調(diào)、勞累，還可能不安全?，F(xiàn)在，機(jī)器人可以毫不費(fèi)力地精確完成這項(xiàng)任務(wù)。而且，自動(dòng)化消除了折彎機(jī)的瓶頸。

“機(jī)器人折彎機(jī)帶來了翻天覆地的變化——操作員很滿意，焊接部門也能獲得大量所需的零件，”Patrick說，“從激光切割機(jī)上獲得高質(zhì)量的零件，然后再從機(jī)器人壓力折彎機(jī)上獲得高質(zhì)量的零件，這使得焊接和裝配作業(yè)中的所有工作都能正確、更輕松、更快速地完成。”

在實(shí)際操作中，叉車從激光切割機(jī)上運(yùn)送雪斗等部件，然后堆放在機(jī)器人折彎機(jī)上。機(jī)器人逐個(gè)拾取零件，操縱并將其裝入折彎機(jī)，然后卸下，運(yùn)往焊接作業(yè)。焊接完成后，操作員檢查焊縫并進(jìn)行后處理，然后將組裝件運(yùn)往公司內(nèi)部進(jìn)行噴丸、粉末噴涂和裝運(yùn)——Jenkins Iron & Steel真正實(shí)現(xiàn)了附件生產(chǎn)的一站式服務(wù)。

為了最大限度地利用生產(chǎn)技術(shù)和自動(dòng)化，公司管理層在生產(chǎn)流程和由此產(chǎn)生的工廠布局上花費(fèi)了很多心思。

“幸運(yùn)的是，我們位于郊外，有幾英畝的土地可以增加生產(chǎn)空間，因此我們沒有受到限制，”Patrick說，“公司甚至自己建造廠房，我們已經(jīng)就在何處放置工藝和設(shè)備進(jìn)行了大量討論，并有足夠的空間來最有效地放置這些設(shè)備。”

人才造就了技術(shù)的成功

Patrick表示，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、自動(dòng)化和高效工作流程的關(guān)注都是為了服務(wù)于Jenkins Iron & Steel最寶貴的資源：員工。

他說：“我們這里有一個(gè)相處融洽的團(tuán)隊(duì)。在這里，員工不是一個(gè)數(shù)字，擁有好的設(shè)備對(duì)每個(gè)人都有幫助。而且，先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備肯定會(huì)鼓舞士氣，因?yàn)槿藗兛梢允褂貌粫?huì)經(jīng)常出現(xiàn)故障的設(shè)備工作。”

他繼續(xù)說：“在引進(jìn)機(jī)器人折彎機(jī)的過程中，我對(duì)我們的操作員非常明確地告訴他們，我們大家都是一伙的，因?yàn)樗麄儞?dān)心必須學(xué)習(xí)所有關(guān)于如何工作和如何操作的新知識(shí)。我說，我們一起學(xué)習(xí)，慢慢適應(yīng)它。一旦我們做到了這一點(diǎn)，而且自動(dòng)化對(duì)我們來說運(yùn)行良好，這就大大減輕了我們的壓力——每個(gè)人的壓力都消失了。”

經(jīng)驗(yàn)豐富的員工（其中許多人都是在Jenkins Iron & Steel晉升上來的）與采用技術(shù)的精神相結(jié)合，為公司帶來了良好的效益。

Jenkins總結(jié)道：“2009年時(shí)，我們最大的機(jī)器是一臺(tái)鐵工機(jī)，我們認(rèn)為它是最棒的。然后，我們安裝了第一臺(tái)激光切割機(jī)，這是一個(gè)巨大的進(jìn)步。我們就是這樣成長起來的，在需要時(shí)改進(jìn)我們的設(shè)備，增加自動(dòng)化以消除瓶頸。我們的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)學(xué)會(huì)了如何操作和編程所有這些設(shè)備，以滿足我們不斷發(fā)展的附件設(shè)計(jì)，并對(duì)我們所取得的成就深有體會(huì)。這并非一蹴而就。”

來源：榮格-《國際金屬加工商情》

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