河滨自动化

发布日期 2017年10月16日
发布者 Hypertherm

在俄勒冈州维拉米特河的河岸,在美国西北地区最大的造船厂之一,各项活动在紧张忙碌地进行着。

位于波特兰的 Gunderson Marine 团队正在全力以赴。人们弯着腰埋头苦干,货车穿梭前往码头,叉车不断装载和卸载大型钢板。

繁忙的工作轮班进行,从未停歇。自从 80 多年前,Chet Gunderson 决定通过购买 11 英亩的水滨地产来扩建这家当时已有 20 年历史的公司以来,一直是这样的场景。Chet 的构想是建一座造船厂,当时美国即将加入第二次世界大战,这样的机会再好不过了。很快,整个造船厂就开始忙碌起来,为美国海军生产炮艇、救生艇和登陆艇的订单如雪片般飞来。

从那时起,Gunderson Marine(现已隶属于 The Greenbrier Companies)已经建造了成千上万艘军用船舶。这些船舶包括各种驳船、远洋船、甲板、双壳油轮、有轨车、垃圾清运船、重工业用船等等,数不胜数。

在 Gunderson 近百年历史中的大部分时间里,这些船舶以及更早的轮毂和拖车大部分都是采用手工方法打造而成的。该造船厂的生产协调员 Walt Stokman 介绍了以往生产流程的一个缩影:切割零件。

“在过去,我们手工切割所有零件,主要是使用火焰割炬。我们拿到材料,测量其长度,估算要从何处开始切割,制作模板,标记切割线,执行所有切割工序,然后打磨,让切割出的零件尽可能光滑。”

Gunderson 的经理深知,尽管他们的手工方法确实有用,但效率并不是很高。让其造船厂实现现代化的构想,加上工人的诉求,熟练工人的严重短缺,促使 Gunderson Marine 开始寻求更加自动化的方案。

Stokman 解释说,“从工人身体的角度考虑,手工完成所有工作并不是最佳的选择。工人需要探身操控切割床,弯腰弓背地劳动。我们知道,我们可以做出人体工程学上的改进。我们也意识到,我们需要减少人员配备需求。雇佣得力的工人,甚至只是寻找愿意接受此类工作培训的人,都很困难。”

换而言之,Gunderson 深知:要保持竞争力,他们不能再延续过去 90 年来所采用的业务方式。

该公司的现代化之路始于在其车间中添置了三台大型 CNC 数控切割床。这些配备海宝 HyPerformance 等离子切割系统的切割床成为 Gunderson 的得力助手,帮助该公司大幅提升了平板切割速度。此外,该公司还使用海宝 Powermax 空气等离子切割系统取代了其部分手持火焰切割割炬。三台大型海宝 HyPerformance 等离子切割床帮助 Gunderson 这家大型造船厂提升了其平板切割的速度。

然而,该公司的现代化之路并未止步于此。尽管这三台 CNC 等离子切割床大幅提升了平板切割的效率,该公司发现还有许多作业仍然是手工完成。理想情况下,Gunderson 希望找到一款这样的解决方案:不仅能够切割平板,还能切割出生产驳船所需的许多三维形状。

“我们研究了很多机器,然后将目标锁定到四五款机器上,最终我们选择了 900”,Stokman 表示。“900 最终胜出的原因是该机器人能够切割结构钢板的所有四个侧面,这一点很棒。”

这里所说的 900 是指 lnovatech Engineering 在加拿大生产的 SteelPRO 900。这是一款双用系统,同时支持机器人横梁切割和标准板材切割。一个装配有海宝 HyPerformance 等离子割炬的 Fanuc 机器人可以切割各种横梁和管道以及扁球钢(一种长长的扁平钢板,一端带有短小的锥形嘴)、凹槽、角之类的结构形状,同时,该切割床还可切割平板、底板和加强筋。

Stokman 将最后一项功能称之为一大福音。“该系统带有板材切割床,因此,当我们引进该系统后,我们可以在我们的板材切割机上切割二维零件。如果我们需要紧急切割某个零件,我们可以单独将该零件迅速放在切割机上,或者,如果工程有变,我们可以快速切割出一次性零件,而不会干扰其他零件的切割。它的用途很广。我们可以切割出我们所能想象的任何零件形状。”

可以在厚度从 ¼ 英寸到 1 英寸的低碳钢上切割出各种不同的形状。使用海宝 SureCut 技术完成切割之后,可以立即生成 Y 型坡口和螺栓孔级的圆孔。“切割质量很好,真的是非常棒,甚至超出我们所需满足的所有标准。切割出的圆孔很好、很圆、很均匀。”

过去需要六个人才能完成的作业,现在只需要一个人,加上 Gunderson 采取三班倒的倒班机制,所以,节省的人工成本很快实现了成倍增长。这使得 Gunderson 可以将更多的人转入下游流程,例如,转入焊接工艺,从而加快整个生产流程。Sickman 估计,通过 lnovatech 切割机,该公司每天能够完成 4000 英尺的材料切割。

之所以能够如此高效地工作,很大一部分得归功于 lnovatech 所使用的软件。整个系统的很多部分都是定制设计,例如,lnovatech 为搭配 Gunderson 的轮船设计程序而打造的软件。Sickman 所说的这款软件,不仅允许 Gunderson 轻松导入文件,其定制价格也只有其他供应商报价的几分之一。

“我们能够直接导入到套料软件中,随后,所有套料立刻准备就绪,我们可以开始切割材料。”

lnovatech 还在该套料软件(海宝 ProNest)中加入一些代码,使之能够搭配 Gunderson 的专用切割列表使用。单单这款软件,就为该公司每周节省了24 小时的工作量,同时还避免了任何潜在的人工错误。

尽管一切都是自动化完成,该机器的操作工仍可在操作工站点上更改功率、速度、气体设定、弧压、切割高度和穿孔高度。lnovatech 的 Miquel Clement 表示,“海宝设备的设计非常精巧,操作工可以实时更改功率设定。”该系统的操作很简便。Sickman 表示,“培训很快。我们很可能已经培训了 20 名工人。仅仅用了两个小时,他们便可以自己上手,开始切割作业了。就这么简单。”

尽管对于某些小型作业(例如修剪隔离壁和裁断锯),Gunderson 仍然使用火焰切割工艺,但其大部分切割作业都是通过等离子工艺完成的;其中包括对于建造任何军用船舶都非常重要的加强筋。

“新系统让我们得以重新审视我们为驳船切割和连接加强筋的方式。我们得以修改我们的设计以及我们切割加强筋的方式。新的切割方法让我们能够增加切割面,减小切割尺寸。我们得以提高焊接工艺的效率。现在,我们只需执行一道焊接工序,而不是三道工序。”

Stokman 表示,由于能够焊接更长、更薄的焊接件,这也使得焊接更牢固。

Gunderson 不断创新的决策已经使该公司在过去的 100 年里保持长盛不衰,如今,Gunderson Marine 以极佳的姿态跨入其第二个百年征程。

采用自动化等离子切割技术的机器人切割使得该公司的效率得到空前的提升。该公司得以建造更多、更好的驳船,确保维拉米特河沿岸在未来很多年里仍可保持往昔的繁荣。

发布日期 2017年10月16日
发布者 Hypertherm