Flexibele productie automatisering

矩阵式生产:用于工业 4.0 的示例

在工业 4.0 时代,例如为了缓解负载峰值或平衡资源瓶颈,人们需要极具适应能力的解决方案。通过可配置的生产单元、借助自动导向搬运车 (AGVs) 进行的零件和工具运输,以及物流和生产的分离,矩阵式生产将成为决定性的竞争因素。

工业 4.0:矩阵式生产带来的灵活性

在工业 4.0 时代,不断发展的个性化要求将会改变生产过程。由于市场的多变性,进行经济上有利的小批量生产变得越来越重要。具体说来,严峻的挑战在于,产品的品类和型号越来也多,生产的件数不断变化。举个例子,在汽车行业中,不断提高的个性化程度就会导致出现这种要求。

矩阵式生产理念使将来在工业尺度上极具适应能力的生产过程成为可能,在整个工艺链上实现了联网。设备可以自己“飞速地”自动改装为适于其他不同的产品类型,无需等待,无需停产。生产个性化的产品系列是工业 4.0 的重要组成部分,通过矩阵式生产,可以在工业大量生产的条件下毫无限制地得以实现。

矩阵式生产的原则

矩阵式生产建立在分门别类的标准化生产单元基础上。几乎可以将任意数量的这类生产单元归置在一个网格上。所有的生产单元配备不依赖于产品的装备和产品特有的基本功能性。

在这些单元内部有一个用于放置零件的转盘、工具架和能够执行相应工艺的机器人。通过工艺特有的装备可以对这些生产单元进行个性化扩展。焊接、粘接、冲压、钎焊和钉固:几乎可以整合所有工艺。

Flexibele productie automatisering
应用工业 4.0:矩阵式生产中的示范性标准单元。

通过自动导向搬运车 (AGVs) 运输零件和工具。它们借助一个 SLAM 导航算法导航至各个单元。抵达单元内部后,机器人拿起零件。

然后,通过智能的、基于机器人的应用(如 Jigless-Bodyshop 技术)对零件进行加工。在这个过程中,一个机器人持有一个零件,第二个机器人持有另一个零件。两个零件锁定在一起成为一个单元,以便随后由第三个机器人,即所谓的工艺机器人,对它们进行焊接。

零件存放在仓库中。而在工具仓库中则存放着适用于特定型号的工具。

工业 4.0 通过数字化联网的价值创造链而成为现实。

物流与制造相分离

独立行驶的 AGVs 借助可个性化配置的吊具 (LAM) 固定和运输各种不同的零件或工具。在矩阵式生产中,物流过程与制造过程相分离——这是工业 4.0 的核心要求。在这个理念下,已可变零件物流为特征的装置随时都能够在达到峰值时灵活地转换到其他单元。

此外它还可以链接额外的其他单元,或者从这个工艺过程中脱离,却不会造成价值创造链中断。物流与生产过程的逻辑连接通过软件实现。

通过高度灵活的矩阵式生产理念,KUKA 在工业生产范围内坚决地贯彻了工业 4.0 的要求。

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