普玛宝-Raytec, 永远紧跟自动化的浪潮

这家位于宾夕法尼亚的加工车间通过在现有的冲剪复合机的基础上集成自动化上下料和折弯中心，大大提升了其生产能力。多年来，寻找合适的人才一直是钣金加工车间所面临的一个挑战。当然，最近随着餐馆和酒店等其他经济领域的时薪上涨，更加剧了这个挑战，使得入门级人才的竞争更白热化。

为了应对这一持续趋势，金属制造商试图尽可能多地投资于车间的自动化制造，让员工能够处理更复杂的工作。但是，对一部分人来说，这并不是一个新的战略。Raytec在多年前就已经预见了这一趋势，不仅引进了更高效的制造技术，而且在每次引入时都为未来实现自动化做了一番考量。

制造者杂志《 The FABRICATOR》的读者可能会发现Raytec这个名字很熟悉。位于宾夕法尼亚州新荷兰的Raytec制造公司曾出现在该杂志2020年12月刊中，当时它刚在现有的一台15kw光纤激光切割机的基础上又购入了一台两万瓦的设备。对新激光切割技术的投资与公司的成长计划息息相关。在代加工业务稳步增长的同时，该公司也拥有自己的产品——建筑产品，如排水沟系统；以及农业产品，如给猪称重的专用推车。（该类终端产品主要是由新荷兰工厂提供钣金零件加工，其他工厂的产能则用来支撑建筑产品所需的冲压和滚压成型加工。）

在这篇报道发表后，Raytec公司又添置了一台30千瓦的激光切割机。Glen Zimmerman是该公司的所有者之一，也是创始人Raymond的儿子（Raymond也正是Raytec名字中的“Ray”的由来）。他说他明白更高效的激光切割会给他的公司带来竞争优势。这也使得他能够抓住市场需求旺盛的时机将手头的15千瓦的激光切割机出手，越来越多的加工车间选择退出已经成为比拼高功率激光切割能力的赛场。

但所有这些激光切割功率都给折弯操作带来了额外的负担。只是单纯购买折弯机并不是解决问题的办法，因为找到有经验的折弯机操作员，哪怕只是有兴趣学习的人，并不是那么容易。

Zimmerman说道：“我们很快就意识到，我们必须继续在自动化的道路上不断前行才能取得成功。”。“当时我们打算在冲剪复合机上集成一个码垛机器人。当时，我们还没有真正考虑过自动板材折弯，至少在我们有机会进行一些非常适合这种设备的加工之前，我们是没有考虑过的。”

该公司的初衷就是朝着更自动化的未来发展。作为该理念的逻辑延伸，该公司选择在一台购于2015年的普玛宝 Shear Genius SGe8冲剪复合机的基础上增加一台折弯中心。复合机上的码垛机器人让设备操作员不用再从事材料搬运工作，从而使得操作员可以同时运行一台甚至两台其他设备。机器人和与之相连的折弯中心共同转化为一个系统，在这个系统中，零件可以在不需要任何人工干扰的情况下进行冲裁、冲孔和成型。人们第一次接触零件，是在成品离开折弯中心或冲剪复合机（如果不需要成型））的时候。

2020年，Raytec公司决定追求全面自动化。安装了一个14工位的料塔，为冲压/剪切单元供料，取代了单一的托盘上下料系统；普玛宝伺服电动折弯中心EBe Express Bender；一个分拣码垛机器人，用于帮助从SGe上取下零件；以及两个单元之间的缓冲站，以确保工件从一个加工站顺畅的进入到另一个工作站。
 

打造全新的生产线

尽管年代久远，冲剪复合机仍然是打造全新的自动化生产线的可行选项。毕竟，这是Raytec公司最早引入的加工单元之一，能够在没有操作员的情况下实现熄灯作业。

Zimmerman特别表示，该设备的零件分拣功能简化了生产。SGe有两个30×60英寸的落料口用于从骨架上剥离的中等大小的零件，以及一个交叉传送带，用于获取较小的零件并将其运送到工作台下面的五个箱子中的某个箱子中。

要增加一台与冲剪复合机相连的原材料存储料塔并不难，因为在设备附近有放置它的空间。但是，整条生产线必须经过精确的规划。

普玛宝销售经理Fred Cooke表示：“挑战在于整线长度不能超出卷帘门。” “因此，我们在客户定制的配置中提供了标准组件。”

SGe8的尺寸是14英尺。相应的，连接到设备的FLS1540单张板材输送系统和分拣/码垛机器人系统也可以适应该零件尺寸。为折弯机提供进给的分拣中心也必须可以容纳14英尺零件，从而将激光切割坯料输送到折弯系统进行加工。

但是，折弯中心的设计需要调整。折弯中心的设计从149.6英寸扩大到153.5英寸，以适应Raytec定期制造的特定零件。

Zimmerman说，为了给所有这些设计腾出空间，他们把一些设备移到了一边。这对整个生产线来说都很合适，他们能够将所有设备都放在卷帘门的右侧。

生产线如何工作

这条生产线的官方名称为PSBB（冲孔、剪切、缓冲和折弯）生产线，缓冲功能有助于加快生产速度，使一切顺利通过生产线。例如，对于不需要在SGe上进行大量冲压或成型的零件，剪切速度可以非常快地超过码垛机器人。为了避免这种情况，零件在从冲剪复合机上释放后会被缓冲，在那里它们会被固定，直到机器人可以码垛零件，以便为折弯中心供料或在不需要成形的情况下退出。

Zimmerman说：“编程软件可以让你运行设备并最大限度地提高产量，而不用担心系统中的潜在瓶颈。”

Zimmerman表示，折弯中心前的一堆零件并不太令人担忧，因为EBe的操作速度大概能达到冲剪复合机的两到三倍，特别是当SGe在从事压印或上顶成型时。

与传统的折弯机不同，折弯中心不需要操作员来处理工件。零件抓手将板材抓取到工作台上并放置在板材夹钳之间，然后板材夹钳下降并将工件夹紧到位，材料从另一侧伸出。

金属板就位后，设备的折弯刀片上下移动以折叠金属。对于大多数操作，决定最终折弯角度和半径的是折弯刀片的运动，而不是刀具的形状。

金属距离模具越远，设备上被称为喉口的区域，产生的法兰就越高。喉口越深，法兰就越高。折弯中心上的最大折弯高度约为8英寸。

Zimmerman说， EBe不能处理所有的加工，比如非常窄的零件，因为这些零件没有为零件抓手提供足够的空间来抓取它，也没有足够的宽度来延伸到夹钳之外。尽管这样，EBe仍然是一种非常通用的工具，能处理各种各样的加工，生产尺寸包括从门到13英尺的零件，并且在一次轮班中能够保持连续工作。

整个PSBB生产线仅需由一个人操作。Zimmerman补充道，除了生产力和一致性的提高外，完整的生产线还带来了更安全的操作，因为在材料从折弯中心下来之前，不需要任何人来处理材料。

Zimmerman说：“在编程方面，这需要不同程度的前期经验，但结果是值得的。你可以在办公室以比传统制造方法更可预测和控制的方式决定结果。”。“你不必依赖操作员的专业知识或技能。”

折弯中心不仅为Raytec打开了成型能力，还打开了新的商机之门。

“在我们的客户方面，我们正在寻找方法来弥补错过的机会。我们发现其中一个机会就是，在代加工市场，集成折弯生产线非常少。拥有完全集成的折弯生产能力，正是这个行业所欠缺的。这让我们能够打开中小型市场。” Zimmerman说。

革命尚未成功

随着其新的自动化生产线投入运营，接下来Raytec公司是不是该花一点时间来分析新投资的影响了呢？事实并非如此。这家金属制造商正在推进其现有的4.6万平方米厂房的扩建。

Zimmerman说-预计将在今年春末或夏初扩展18,000平方英尺，然后在今年夏末再增加28,000平方英尺。到今年秋天，Raytec的规模将翻一番。

他说：“我们希望将一些业务稍微分散一点，以提高效率。”

两台激光切割机将被移到首期扩建的厂房中。这两台设备都将连接到自动材料存储和回收料塔，使它们能够最大限度地缩短切割时间，进一步减少劳动力。

随着二期扩建的落成，Raytec正在寻求将按长度切割的线圈自动供料系统集成到冲压/剪切/折弯生产线上。Zimmerman补充道，我们也计划将现有的冲压/剪切复合机移走，然后购买一台新机型替代。这样，作为单机的冲压/剪切系统可以与料塔连接，以实现进一步的无人值守操作。该单元将作为下料和成型小零件的备选项。

自动化计划并没有止步于此。由于普玛宝能够集成和构建向后兼容的全自动化系统，因此Night Train FMS午夜快车自动化材料存储和检索系统被视为真正将独立的冲压/剪切单元和冲压/剪切/折弯生产线连接在一起的最后一步。

Zimmerman说：“我们的目标是能够从卷料到板材进入任何一台设备，从板材存储进入任何一台设备上的冲压，然后将冲压零件放回午夜快车海量料库进行存储。”

目前，Raytec大约有14名员工负责其金属制造业务。这一数字不会随着对进一步自动化的投资而发生巨大变化。

Zimmerman无法预测未来，但他知道Raytec需要继续提高生产力和灵活性，而不是在未来增加人力。这是公司一直以来的计划，也将在短期内继续指导公司前行。

这篇文章的部分内容被用于2023年3月出版的《the FABRICATOR》杂志。