工業4.0時代鈑金柔性折彎技術的應用特點

文/薩瓦尼尼國際貿易（上海）有限公司

1963年，意大利著名工程師薩瓦尼尼先生創立了薩瓦尼尼集團，經過50多年的發展，薩瓦尼尼已成為全球鈑金柔性加工技術的典范，可以根據客戶需求提供可靠并創新的柔性生產解決方案。目前，薩瓦尼尼在全球擁有5個生產基地、1750名員工以及超過7000臺的已安裝設備。意大利薩瓦尼尼集團鳥瞰圖如圖1所示。

作為鈑金柔性加工領域的“種子選手”，薩瓦尼尼的多邊折彎中心集柔性、高性能、智能化和自動化為一體，針對不同的生產需求推出了P1、P2、P4、PX等多種型號，可用于加工不同長度、高度、厚度的板材，其中功能最為強大的P4多邊折彎中心，更是擁有6種型號，可以加工最大厚度為3.2mm的金屬板材。薩瓦尼尼的多邊折彎中心因其高效的加工技術和獨特的解決方案，已經應用到電氣開關柜、電梯、建材、辦公家具、廚房設備、工具箱柜、鈑金分包、暖通空調、通訊機箱機柜、防盜門、防火門、商用冰箱冰柜、超市貨架、照明電氣、汽車烤漆房、農業機械、畜牧養殖設備等近160個行業，幫助多家企業成功轉型，實現柔性自動化生產，是高端鈑金加工設備的不二之選。

如今工業發展已經步入4.0時代，也就是利用信息化技術促進產業變革的智能化時代，薩瓦尼尼工業4.0技術如圖2所示。在新時代下，對于傳統企業而言，一方面，其接收的客戶訂單逐漸趨于高質量、多品種、小批量；另一方面，隨著企業間的競爭，產品價格變低和交貨期限變短也成為了一種必然的趨勢。而從生產的角度來看，除去上升的材料成本，企業還需為了適應市場需要投入更多資金去采購更多機器和提高人工成本來實現生產目標。如此一來，激烈的市場競爭與日益提升的生產成本構成了企業發展的主要矛盾，企業的利潤一減再減。

圖2 薩瓦尼尼工業4.0技術

在這種情況下，如何控制企業自身的生產成本、如何適應新時代的生產需求，成為了當下傳統企業共同面臨的問題。而這樣的問題也在不斷表明，傳統的生產模式已經不適用于現在的生產狀況，因此，轉變傳統生產方式，向智能化轉型，對于企業而言已迫在眉睫。那么，在鈑金的折彎技術上，企業應該聚焦哪幾個戰略方向呢？

智能化與自適應

近年來，由于各類市場原因，原材料價格不斷攀升，帶來的直接結果就是產品利潤的壓縮。這對于企業來說無疑是一項巨大的挑戰，那么，如何在原材料提升的前提下控制加工產品的成本，保持利潤率呢？最直觀的想法就是從品控著手，即降低廢品率，減少原材料浪費，從根本上節約成本。但是隨即而來的另一個問題則是品控的高低取決于生產設備的性能，如果設備的折彎質量不穩定，那么品控也就無從談起。

要解決這個問題，就需要設備通過智能化和自適應技術來保證第一件產品質量和第一萬件產品質量的持續一致。薩瓦尼尼多邊折彎中心給出的答案就是板材特性補償技術MAC 3.0，如圖3所示。

圖3 板材特性補償技術MAC 3.0

眾所周知，不同材料的板材擁有不同的特性，并且因為生產工藝的原因，即使是同一批板材，每一塊材料的特性都可能會有差異，這也是使用傳統折彎機難以維持品控的原因。而薩瓦尼尼獨有的板材特性補償技術MAC 3.0可在折彎過程中檢測板材特性與國際標準值之間的差異，并相應調整折彎模具和機械手的動作，做出相應的補償，使得第一件產品即為成品，保證了質量的一致性。這樣既可以保證產品精確性，消除因產品不達標或是來回調試產品而造成的原材料損耗；同時因為精度的提高，產品的可制造范圍也會進一步擴大，企業也可以接收更高端的訂單，其產品附加值也將大大上升。由此，企業所面臨的這一難題也能得以解決。

柔性化和高效率

新時代下，由于市場需求的變化，客戶的訂單由以往的大批量單一品種變為小批量、多品種，在這種情況下企業的生產模式也相應地發生改變。因為批量變小往往意味著交貨期變短，而多品種則要求企業不斷地進行生產轉換。

對于傳統企業而言，這兩者往往是無法兼顧的。因為多種產品的生產往往意味著需要定制多種不同的模具，而在產品轉換過程中則需要工人進行手動換模，并且針對不同尺寸的產品，可能需要多個工人進行操作，這樣便無法保證交貨期，同樣，因為需要投入大量的開模和人工成本，利潤也會大大降低。因此設備的柔性化和高效率成為了重中之重。

要想解決這樣的問題，就需要柔性化和高效率的設備，而這正是薩瓦尼尼多邊折彎中心的核心能力之一。薩瓦尼尼多邊折彎中心配備了通用的萬能折彎模具以及自動上壓料器調整裝置ABA，如圖4所示，可以在折彎不同形狀的工件時實現“0”秒自動換模，其柔性的生產模式完美解決了產品多樣化的問題，在產品轉換中無需停機，以不變應萬變。同時在復雜的或是需要成套生產的產品折彎過程中，也不再需要中途更換模具或調整設備。在薩瓦尼尼柔性折彎中心的加持下，大大節約了模具和人工成本，節省了換模和設置時間，實現了一機解決小批量、多品種訂單。

圖4 全系多邊折彎中心ABA裝置

自動化和少人化

談到提高產品質量和節約人工成本，繞不過的一點就是生產過程中減少人工干預，即自動化。薩瓦尼尼多邊折彎中心配備了自動機械手，在折彎加工過程中，機械手可以自動快速地控制板材的所有運動，操作人員僅需對沖剪好的板材進行上下料。而PX和P2所配備的機器人接口可以讓多邊折彎中心與機器人連接，讓上下料的過程也成為全自動，如圖5所示。

圖5 多邊折彎中心集成機器人上下料

同時薩瓦尼尼多邊折彎中心擁有單次且易控的對中工藝，采用數控定位裝置對板材進行自動定位，實現一次定位自動完成多邊折彎，縮減折彎循環時間，并有機械擋塊進一步保證定位準確性，將板材剪切誤差控制在第一道彎邊上，實現產品高成品率。

這樣，不僅可以減少折彎工序的人工成本，而且還能將人為因素對折彎質量的干預降到最低。相比傳統折彎工藝，薩瓦尼尼多邊折彎中心不僅減少了人工成本，更帶來了產品的高質量。

與眾不同的折彎工藝

節省原材料、節約生產時間以及降低人工成本對于企業生產活動是非常重要的，然而僅是“節流”是遠遠不夠的，如何“開源”，如何通過自身優勢及差異化競爭占領市場份額，這同樣是企業保持市場競爭力必須要思考的問題。

薩瓦尼尼多邊折彎中心就是企業提升自身優勢并打造出差異化產品的最好手段。薩瓦尼尼多邊折彎中心的所有控制系統均為自行研發，配備獨有的折彎公式，可以實時控制折彎刀的行程和加速度，不僅能夠有效保證成品的高精度、可重復性，而且還能進行精密復雜的折彎動作，并可以做出傳統設備無法折彎的特殊幾何形狀，如圖6所示。

圖6 獨特的折彎刀運動模式

在結合薩瓦尼尼多邊折彎中心自身高精度、高一致性的基礎上，企業可以對其原本的傳統工藝進行改良和創新。如薩瓦尼尼此前曾為暖通空調客戶設計改良過搭扣式鈑金連接方案，該方案基于薩瓦尼尼多邊折彎中心特殊的折彎動作，通過金屬自身特性折彎出能夠自鎖的獨特工件結構，可以幫助用戶省去原本工藝中的焊接、打磨、拉鉚等一系列工序，也避免了這些工序可能產生的問題和成本。

顯然，在經過薩瓦尼尼精妙的折彎技術改良過后的產品，其優勢已經可以明顯區別于同類產品。企業在這樣的新產品加持下，也能夠不斷開創市場新局面。

智能化軟件與物聯網技術

在工業3.0時代，高速成長的信息化技術為人們的工作和生活帶來了巨大的便利。因此，如果對于信息化技術進行有效利用，將之與工業生產有效結合起來，也必然會為生產帶來巨大的便利性。

薩瓦尼尼正是這樣一個始終致力于以創新技術提升生產效率的企業。對于工業4.0，薩瓦尼尼邁出的一大步就是設計研發了STREAM和LINKS軟件，如圖7所示。

圖7 智能化自研軟件

STREAM作為薩瓦尼尼的智能編程軟件，設計的初衷之一便是簡單易上手，僅需導入3D模型圖紙，在抓取之后便可以進行自動展開和工件編譯并生成折彎程序。STREAM也可以模擬實時折彎過程并支持任意切換視角。在模擬過程中，編程人員可以確認折彎效果是否正確，折彎時是否會產生碰撞、干涉等問題，相應地減少了廢品率。同時，STREAM針對同類結構工件引入了參數化編程，在實際生產過程中，同類型產品只需修改變量參數就可以快速生成程序，完成折彎的快速轉換。

在物聯網技術方面，薩瓦尼尼提出了LINKS解決方案。LINKS可以實時監控設備的生產情況并進行設備綜合效率OEE分析，如在設備工作狀態界面，可以查看設備當天的工作詳情，了解設備實際工作時間，更易于管理者找到生產效率瓶頸，進而對生產進行優化。同時，LINKS也支持遠程診斷，避免因各種原因導致的停機隱患，達到為設備“治未病”的效果。

有了STREAM和LINKS的幫助，企業對于生產的計劃實施與科學管理有了更清晰和全面的把控，能夠更好地對生產資源進行利用，達到更高的企業效率和收益。

模塊化定制升級

一些用戶在采購設備時，不一定在初期就能夠規劃完所有的工藝設備和配置，行業中常常能見到用戶在擴大生產規模后，需要升級設備和配置，重新對車間進行布置等情況。傳統設備的配置往往是固定死的，無法滿足用戶持續提高的生產要求，這時薩瓦尼尼設備模塊化的特點就體現出了其價值所在。薩瓦尼尼基于模塊化定制的解決方案，如圖8所示，為不同的用戶打造獨一無二的鈑金柔性生產方案，以適應每個客戶不同的生產要求。同時在用戶的生產需求變化后，依舊可以用最少的成本完成生產工藝的提升。

圖8 模塊化定制系統

以多邊折彎中心為例，薩瓦尼尼可以提供多種模塊化配置，如安裝CLA輔助折彎刀裝置，可以完成短于整板長度的折彎；T/P裝置能夠自動快速地在自動上壓料器下方進出，可以處理狹長鈑金件的折彎以及管狀、圓弧狀等特殊形狀工件的輔助折彎。另外在外部配置方面，薩瓦尼尼也可以根據企業的不同需求，實現高度定制化，如在用戶業務擴大后需要打造“熄燈工廠”時，薩瓦尼尼設備可以加裝MV、MD等自動化料庫，形成上下料的自動化；而S4、S1等沖剪/沖激復合中心也可與P4多邊折彎中心相連接，組成鈑金柔性生產線等。模塊化定制的方案滿足了企業不同的生產需求，以及對工廠生產升級的需要，并幫助企業在實現JIT準時生產、LEAN精益化生產等方面更進一步。

薩瓦尼尼從創立伊始一直致力于前沿折彎技術的發展與創新，并不斷地將新時代的產物與自身折彎設備有機結合在一起。相信在未來，薩瓦尼尼也會以更加嶄新的技術引領全球鈑金加工行業更上一層樓。