當(dāng)醫(yī)療技術(shù)生產(chǎn)商向K&S尋求裝配線以生產(chǎn)一種新型流體元件時(shí)，K&S為了能夠根據(jù)所需將工件輸送架傳輸?shù)讲煌募庸すの唬褂秘惣尤RSuperTrak輸送系統(tǒng)長(zhǎng)定子線性馬達(dá)上可獨(dú)立控制的滑塊。

像動(dòng)車組一樣，獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的零組件使得整個(gè)產(chǎn)線變得更為靈活機(jī)動(dòng)，這是為什麼K&S的新型裝配線採(cǎi)用了來(lái)自貝加萊的SuperTrak的原因，這是一種長(zhǎng)定子線性馬達(dá)技術(shù)，可以用於靈活的產(chǎn)線配置。

圖1 : K&S現(xiàn)在將能夠提供可擴(kuò)展的裝配線，可以適應(yīng)多種創(chuàng)新醫(yī)療技術(shù)元件的裝配需求。

機(jī)器製造商對(duì)其供應(yīng)商的要求越來(lái)越高，首要的一點(diǎn)便是高柔性。在現(xiàn)有的機(jī)械系統(tǒng)之間以嚴(yán)格時(shí)序傳輸產(chǎn)品的無(wú)法滿足高柔性的需求，而獨(dú)立控制的工件輸送架（WPC）可以改變這一切。新增的柔性可以為機(jī)器製造商及其OEM供應(yīng)商帶來(lái)巨大收益。這一點(diǎn)在機(jī)器設(shè)備製造商K&S的新型裝配線上得到了證明，它使用了貝加萊的長(zhǎng)定子線性馬達(dá)輸送系統(tǒng)SuperTrak。

在原本已經(jīng)快要完成的裝配線交付日期前，K&S公司銷售人員Michael Fritsch和Simone Schuster被使用者告知一項(xiàng)緊急的變更：該系統(tǒng)原本專為生產(chǎn)一種醫(yī)療元件而設(shè)計(jì)並製造，但它還將需要生產(chǎn)另一種醫(yī)療技術(shù)元件。

柔性是關(guān)鍵

像這樣在緊急關(guān)頭出現(xiàn)變化是在所難免的事情，F(xiàn)ritsch說(shuō)道：「我們?cè)O(shè)計(jì)的解決方案可以滿足每一位客戶的需求。但是，由於新裝配的產(chǎn)品是全新的，因此這些需求可能會(huì)發(fā)生意料之外的變化。我們一般在產(chǎn)品的最終規(guī)格仍存在許多未知數(shù)的時(shí)候就開始設(shè)計(jì)機(jī)器。」K&S必須做好充分準(zhǔn)備以適應(yīng)整個(gè)專案乃至後續(xù)的各種變化。

圖2 : 裝在滑塊上的工件輸送架可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制，這使裝配線具有高柔性。

K&S公司創(chuàng)始於1990年，最早是一家機(jī)床製造商。隨著需求的變化以及對(duì)柔性的要求越來(lái)越高，該公司擴(kuò)大了業(yè)務(wù)範(fàn)圍，現(xiàn)在可以提供完整的自動(dòng)化解決方案。產(chǎn)品包括用於沖孔、折彎、組裝、焊接和?焊的各種系統(tǒng)模組。這些模組設(shè)計(jì)用於具有嚴(yán)格時(shí)序的圓形和直線生產(chǎn)線，年產(chǎn)量高達(dá)1億個(gè)。K&S還開發(fā)了高速進(jìn)料解決方案和卷帶包裝機(jī)。「我們已經(jīng)將它們創(chuàng)建為標(biāo)準(zhǔn)化模組，因此可以輕鬆地對(duì)其進(jìn)行重新佈置以添加或去除工序，」Fritsch解釋道。

生產(chǎn)和裝配線中廣泛使用的傳統(tǒng)工件機(jī)械輸送架按照嚴(yán)格的時(shí)序設(shè)計(jì)，這限制了提高柔性的潛力。在這些系統(tǒng)中，系統(tǒng)最大生產(chǎn)能力始終由最慢的加工工位所決定。為了更高產(chǎn)出的生產(chǎn)線進(jìn)行一次換型，就必須為每一個(gè)加工工位元新增另一個(gè)機(jī)械實(shí)體，否則這些加工工位將無(wú)法在整個(gè)生產(chǎn)週期內(nèi)以更快的速度運(yùn)行。在這種情況下，由長(zhǎng)定子線性馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的獨(dú)立控制的工件輸送架就為機(jī)器設(shè)備製造商及其客戶提高系統(tǒng)柔性開創(chuàng)了新局面。

圖3 : K&S的模組化加工工位與貝加萊的SuperTrak輸送解決方案相結(jié)合，這使K&S能夠?qū)Σ粩嘧兓目蛻粜枨笞龀鲮`活地回應(yīng)。

使用SuperTrak提高柔性

當(dāng)上述醫(yī)療技術(shù)生產(chǎn)商向K&S尋求裝配線以生產(chǎn)一種新型流體元件時(shí)，K&S就開始尋找最佳解決方案。為了能夠自由地根據(jù)需要將工件輸送架傳輸?shù)讲煌募庸すの唬琄&S決定使用貝加萊長(zhǎng)定子線性馬達(dá)上可獨(dú)立控制的滑塊，它是基於SuperTrak輸送系統(tǒng)。「客戶很清楚，他們想要一條能夠應(yīng)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)的最先進(jìn)的裝配線，」Schuster回憶道。「但是當(dāng)我們開始開發(fā)時(shí)，我們?nèi)匀徊恢浪枰b配哪些特定的產(chǎn)品變體。」他們也不清楚機(jī)器對(duì)裝配和質(zhì)保過(guò)程的具體要求是什麼。這意味著，他們將必須在系統(tǒng)中建立足夠的柔性，從而能夠輕鬆地適應(yīng)不同的加工或產(chǎn)出要求。

無(wú)需試生產(chǎn)

K&S設(shè)計(jì)的系統(tǒng)分兩個(gè)階段發(fā)佈。第一階段旨在滿足預(yù)期的市場(chǎng)需求，且可選升級(jí)至產(chǎn)量翻番。「在這種情況下，生產(chǎn)商通常會(huì)使用試生產(chǎn)裝配，但這已不再必要。」Fritsch說(shuō)道。

K&S使用了一個(gè)封閉的橢圓形軌道，該軌道由貝加萊SuperTrak系統(tǒng)的兩個(gè)180度曲線段和八個(gè)直線段（每個(gè)長(zhǎng)1公尺）組成，它們被安裝在一個(gè)穩(wěn)定的6米長(zhǎng)的機(jī)器底座上。這種安裝為K&S的約20個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模組提供了足夠的空間。在第一階段，這些工位中有14個(gè)在使用中。

整合防碰撞

裝有客製化工件輸送架的滑塊經(jīng)過(guò)引導(dǎo)，通過(guò)圍繞在橢圓形軌道周圍的加工工位。每個(gè)滑塊的方向、加速度、速度和目標(biāo)位置等值全都可以單獨(dú)程式設(shè)計(jì)。集成防碰撞可防止滑塊彼此直接接觸，並確保在加工工位前自動(dòng)、安全地排隊(duì)。滑塊可以跳過(guò)某些加工工位，停在其它工位，或運(yùn)動(dòng)至設(shè)定工位內(nèi)的多個(gè)位置，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)不同產(chǎn)品變體或輕鬆擴(kuò)展系統(tǒng)的目標(biāo)。它為客戶帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)是，這使他們可以在產(chǎn)品生命週期的前幾個(gè)階段調(diào)整產(chǎn)量。

輕鬆提高產(chǎn)量

當(dāng)客戶選擇為其系統(tǒng)增產(chǎn)時(shí)，SuperTrak可以為他們帶來(lái)更多節(jié)省。在許多應(yīng)用中，只有少數(shù)幾個(gè)工位是對(duì)時(shí)間要求非常苛刻的。使用SuperTrak，只需要使這些對(duì)時(shí)間要求非常苛刻的工位加倍，並增加更多滑塊－而無(wú)需增加機(jī)械單元，就可以輕鬆、快捷地增加產(chǎn)出。機(jī)器製造商還可以從SuperTrak的高柔性中獲益。如果他們規(guī)劃了足夠的額外空間，那麼他們就可以在項(xiàng)目的任何階段進(jìn)行任何必要的更改，而付出的工作量則相對(duì)較小。「當(dāng)我們?cè)谧钺釙r(shí)刻收到請(qǐng)求，需要為其它產(chǎn)品裝備生產(chǎn)線時(shí)，我們確實(shí)得到了回報(bào)。」K&S團(tuán)隊(duì)回憶道。他們需要做的僅僅是再增加一些滑塊和額外的加工工位而已。

圖4 : SuperTrak可以分別定義每個(gè)滑塊是否以及如何通過(guò)每個(gè)加工工位。

最佳化品質(zhì)保證

K&S利用獨(dú)立控制的滑塊所提供的柔性來(lái)提高裝配線的可用性。為了保證品質(zhì)，可定期使用特製的工件模型對(duì)檢測(cè)工位進(jìn)行檢查。在具有牢固連接的工件輸送架的系統(tǒng)中，操作員通常必須手動(dòng)執(zhí)行此步驟。這意味著會(huì)擾亂整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，因此應(yīng)盡可能少地進(jìn)行。在SuperTrak上，工件模型由軟體控制，它們會(huì)在拾放工位被自動(dòng)添加到輸送架中，然後傳輸?shù)郊庸すの贿M(jìn)行測(cè)試。一旦測(cè)試完成，工件模型就會(huì)被帶回拾放工位，並從生產(chǎn)線中剔除。該系統(tǒng)無(wú)需手動(dòng)干預(yù)，因此可用性更佳。

由於使用SuperTrak進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試對(duì)生產(chǎn)率的影響微乎其微，因此可以更頻繁地執(zhí)行，從而提高過(guò)程的可靠性。除此之外，還可以防止有瑕疵的工件對(duì)後續(xù)生產(chǎn)造成不利影響。它們可以從測(cè)試工位直接傳輸至剔除工位，沿途不會(huì)經(jīng)停任何裝配工位。

可靠的合作夥伴

「由於長(zhǎng)定子線性馬達(dá)系統(tǒng)具有眾多優(yōu)勢(shì)，因此我們以前在其他生產(chǎn)線上會(huì)使用它們來(lái)傳輸工件輸送架。然而，這是我們首次在醫(yī)療器材裝配線上使用貝加萊的這種系統(tǒng)。」Fritsch說(shuō)道。K&S選擇貝加萊的原因之一，在於這兩種長(zhǎng)定子線性馬達(dá)系統(tǒng)SuperTrak和ACOPOStrak都具有較高的可用性；而產(chǎn)品組合能讓創(chuàng)建完美協(xié)調(diào)的完整解決方案變得更容易，其中可實(shí)現(xiàn)將其它運(yùn)動(dòng)控制軸與滑塊運(yùn)動(dòng)相同步等目標(biāo)。