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“连接是先进制造的命脉”

不断变化的市场需求要求越来越柔性的制造系统。Mathias Bihler(Otto Bihler Maschinenfabrik公司执行合伙人)和Markus Sandhöfner(贝加莱德国总经理)阐述了,OEM厂商与其自动化供应商之间可以如何协作以使机床快速迈向工业4.0和物联网。

如果有一件事正在渗透到工业制造的每一个领域,那么这就是需要以更高效、经济的方式来生产更小批量的产品。Matthias先生,您是否正在金属加工领域内经历这一趋势变化呢?

Mathias Bihler Markus Sandhöfner Interview 04
Mathias Bihler(执行合伙人,Otto Bihler Maschinenfabrik,右)和Markus Sandhöfner(总经理,贝加莱德国)在Bihler最新的数控机床前。(来源:Otto Bihler Maschinenfabrik)

Mathias Bihler: 仅仅在十年前,每年从一家汽车制造商处获得数百万零部件的合同是一种常见做法,它们被一口气生产出来,然后放在供应商的仓库中。庞大的资金被占用,没有得到任何回报,而且这根本就不经济。因此,存在明确的动机设计响应速度更快、换型时间更短、可以实现即时生产的设备。

如何缩短机床的换型时间呢?

Bihler: 使用传统的凸轮操作机器?这几乎不可能。毕竟,真正耗时的部分是微调。如果不是数天的话,这也需要花费数小时,输入准确的压力从而恰如其分地使零部件成型。除此之外,这是一项艰巨的任务,需要高度专业化的人员。如果你所需要的专家不在场,那么你就不能启动你的机器。这与现代即时生产完全不相匹配。

有什么解决方案?

Bihler: 我们的解决方案是使用贝加莱的先进控制和伺服技术开发数控机床。在这些Bihler数控机床上,你一旦定义了力或运动曲线,就能将其保存在控制器上。当你重新装配机器时,你所要做的就是加载相应的程序。

您可以给我们举个例子吗?

Bihler: 当然可以,比如说在我们的客户中有一家汽车制造商订购了50000个冲压件。一旦订单到达,机器被重新装配。对于我们的数控技术而言,这意味着,准备生产大约需要十五分钟到一小时。一旦运行完成,机器再次重新装配 – 也许这时又接到了一家医疗工程公司的订单。目前这种响应能力正在使冲压成型行业彻底发生变革。我认为,在未来数年中我们会看到,传统凸轮操作机械市场将会迅速萎缩。

Markus先生,针对Matthias谈到的这种具备快速响应能力的机械,贝加莱可以提供什么解决方案呢?

Markus Sandhöfner: 这些机器的性能并不是单单来自任何一个硬件或软件产品。它来自于一种你无法在大多数供应商的产品组合中找到的系统集成。例如,贝加莱完全将硬件和软件分离。一旦软件编写完成,它就能在任何一代或性能类别的贝加莱硬件上实现复用。另外一件非常重要的事情是,开放的接口允许OEM厂商和系统集成商使用一个系统控制所有必要的组件。

Bihler: 这实际上对我们来说非常关键。使用贝加莱技术,我们能够在一个主控制器上控制我们所需要的针对自动化和过程设计的所有功能。如果你在一条集成产线上拥有多种加工工艺,每种工艺都需要使用自己的控制器,那么针对维护和保养的运行成本将会很快失控,而且最终你也会遇到性能极限。

说到性能:伺服驱动的机器与优质凸轮操作的机器相比如何呢?

Mathias Bihler Markus Sandhöfner Interview 01
“今天的伺服技术远胜于凸轮技术。”Markus Sandhöfner,总经理,贝加莱德国(来源:Otto Bihler Maschinenfabrik)

Sandhöfner: 今天的伺服技术远胜于凸轮技术。你只要看一下新一代Bihler机器:在一条生产线上,他们使用我们的实时POWERLINK网络实现了89个轴的同步,循环周期在400至800微秒之间。这还要考虑到令人难以置信的精度水平。

Bihler: 我当然可以证实这一点。在努力优化我们机器的过程中,我们将每个过程都尽可能推向其物理极限。折弯过程快到我们刚好能够在材料的塑性变形能力范围内做到。

这怎么可能?

Bihler: 为了真正探索我们的机器极限,我们曾经经历了无数次凸轮设计迭代 – 计算、建模、评估和重新计算。凭借伺服技术,我们可以在几分钟内调整廓形以达到给定材料的精确变形能力。但这还不是全部。在折弯过程中还需要进行测量,以确定是否与预期角度存在任何偏差 – 例如由材料的不一致性导致。贝加莱伺服技术与Bihler设备紧密结合,你可以在运行中进行必要的调整。我们的客户可以获得两项世界最佳:完美质量和卓越产能。

如此先进的控制解决方案必须依靠高度专业化的软件开发。

Bihler: 是的。我们的数控机床取得成功很大一部分要归功于我们在冲压、折弯和装配过程中的专业知识。然而与此同时,当涉及运动控制、一般闭环控制等等时,我们不需要专家。对于这些事情,我们可以信赖我们的自动化合作伙伴。贝加莱为我们提供了一个理想的平台,以充分利用我们的工艺Know-how。

这个平台是什么样子呢?

Bihler: 它包含众多硬件组件,当然还有Automation Studio开发环境。未来,我们将会越来越依靠贝加莱的专业知识,例如我们正在实施的OPC UA接口。由于所有的贝加莱控制器都可以作为OPC UA客户端和服务器运行,因此这变得非常简单。在不久的将来,当我们将机器人集成到我们机器中时,我们也将从贝加莱方案中获益。我们将不需要专门的机器人控制器,而且得益于mapp技术,为机器人编程将会非常轻松。

Markus,您能否给我们讲一点点mapp的背景?

Sandhöfner: mapp技术将整个机电一体化解决方案封装在易于使用的软件组件中,只需要进行一些简单配置就能随时使用。这使得像Bihler这样的客户可以在无需编写运动控制软件程序的情况下控制复杂的运动系统。

Matthias,您提到了OPC UA。这是否表明,你们正在将开发重点更多地放在联网能力上?

Bihler: 完全正确。连接是先进制造的命脉。像工业4.0和物联网这些概念都与此有关。我们实际上在此方向上取得了很大的进步。世界各地的Bihler机器现在都已经可以将数据发送到我们总部进行分析。我们可以打电话给客户,并告诉他们哪个机器的哪个轴承显示磨损迹象,需要对其进行更换以避免计划外停机。

你如何才能如此精确地找到问题呢?

Bihler: 每个轴都有一个指纹特征,在交付前,我们会对其进行测量和记录。如果我们注意到该指纹发生偏差,那么我们立刻就能知道参数已经发生变化。这是一项引人注目的开发。在过去,当一台Bihler机器停下来时,我们不得不派遣维修技术人员前往对其所有40个轴进行故障排除。一旦他发现有缺陷的部件,他将不得不亲自拿起带走或装运带走。有一件事我可以肯定:没有办法从他们机器中收集和分析数据的公司将会在世界各地的竞争中变得越来越举步维艰。

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“没有办法从他们机器中收集和分析数据的公司将会在世界各地的竞争中变得越来越举步维艰。”
Mathias Bihler,执行合伙人,Otto Bihler Maschinenfabrik(来源:Otto Bihler Maschinenfabrik)
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