百超智慧工厂助力未来

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文/游松，姜洋·百超（上海）精密机床有限公司

在“工业4.0”以及“中国智能制造2025”的时代背景下，制造业经营环境千变万化，市场起伏不定、批量规模不断缩小、产品种类日渐丰富以及交付周期逐渐缩短，这都要求钣金行业应用新的方式方法，才能在异常激烈的竞争中脱颖而出。作为国际领先的钣金设备生产制造商，百超将不断创新技术、优化产品，更会带来先进的自动化解决方案。

百超关注的焦点在于“切割和折弯过程链中整个材料流与数据流的自动化”。材料流是硬件，保证材料能够在各个工序之间无缝切换；数据流是软件，保证各工序的机器能够接收数据及相应的指令，并进行自动化处理。“材料流与数据流互通”就是在无人的情况下保证软件和硬件，即材料和数据之间的无缝连接，构筑一个高度自动化的场景，我们给它命名为智慧工厂（图1）。激光自动化系统作为未来智慧工厂的重要基石扮演着非常重要的角色。

图1 百超智慧工厂示意图

高效+可靠

随着现在市场中激光切割机功率的快速提升，板材切割的速度也相应地越来越快，所以对自动化系统的运行效率有了更高的要求，百超自动化上下料系统完成一个标准上下料循环的时间，最强机型仅需短短的50秒，充分满足客户针对快速生产节拍的需求。百超自动化产品在保证高效运转的同时具备可靠的产品质量，不间断地高效运转可以显著提高激光设备的实际产能（OEE）。

安全

搭配激光设备使用的整个自动化系统中，如果出现了安全问题，极有可能对设备或人员造成严重损伤，导致现场停机或其他巨量损失。百超自动化产品具备严谨可靠的安全设计，实时监控各类可能的危险因素，有效预防危险事故发生，从而减少计划外的停机时间。

插齿防撞功能（插齿力矩监控）

激光机在切割过程中可能会出现成品零件倾斜并卡在格栅之间的情况，这会让自动化系统在卸料工作中面临插齿单元发生碰撞并损坏的风险。百超自动化系统会实时监测插齿工作时力矩，通过正确的阈值管理来识别插齿系统是否处于危险状态。当识别到发生危险时立即停机并进入紧急状态，问题解除后通过HMI手动指令恢复正常运行，操作快捷安全。

板料分张，双料检测

自动化系统吸取较薄的板材时，有可能会发生多张板材粘连的情况，如不能被及时发现，则会对自动化系统及激光设备造成损害并影响正常生产。为防止出现吸取多层板料问题，百超采用“吸盘扳角+磁力分张+气刀吹气+测厚装置”的四重保障方案（图2），确保系统能够运行无忧。

图2 百超板料分张及双料检测系统

升降机重量监控

料库自动化系统的核心部件——升降机（图3），具备重量监测功能，如果监测到材料重量超过极限值，则会停止物料托盘的运送，避免后续对自动化和料库系统的损坏。

图3 百超料库自动化系统的核心部件——升降机

超灵活的成品料处理

对于切割完成的板材，百超自动化系统（图4）可以提供多种选择来满足客户各类不同的切割成品料处理需求。

图4 百超自动化系统

大件分拣

对于尺寸较大的成品零件有自动分拣需求的客户，百超自动化系统可以单独激活对应位置的吸盘，直接通过上下料系统的吸盘单元进行大件的自动分拣（图5）。

图5 通过上下料系统的吸盘单元进行大件自动分拣

所有零件分拣 BySort

百超自动化产品家族中的BySort（图6）可以满足更高程度的成品自动分拣需求。两个分拣头既能独立分拣也能协同分拣大件，标准端拾器型号众多，客户也可定制化选择，最终确保自动分拣所有尺寸的成品零件。在一个智能工厂中，自动化分拣系统是衔接平面切割工艺与下游工艺（如折弯工艺）的重要组成部分。

图6 百超自动化产品BySort

塑膜分隔板材

塑膜分隔功能可以在切割成品料上放置保护性的塑料膜，防止切割成品料之间的接触，确保切割成品件的表面质量。

定制化布局

不同的客户由于工厂场地的原因，在设备布局上会遇到各种各样的限制，百超具备丰富的自动化产品组合及方案，能帮助客户有效利用现有空间，提供合适的自动化方案布局。

智慧工厂的运作离不开系统软件的支持。因此，百超也非常重视软件的开发及软硬件的结合，只有通过软硬件相结合，才能从智慧工厂管理的层面，真正实现工业4.0或中国智能制造2025的理念。百超软件解决方案高性能支持整个信息流，以快速高效的工作流程引导用户从收到的订单到完成的工件，向企业生产、运营、管理等各个环节渗透，打造全新的制造业生态系统。2022年百超全新推出了针对钣金行业的开创性软件解决方案“BySoft Suite”（图7），这意味着百超的客户从报价到交付的业务流程都能实现数字化！这对百超集团来说也是具有里程碑意义的。“BySoft Suite”扩展了现有的BySoft软件产品，它包括六个软件产品系列（Insight / Business / Shop Floor / CAD / CAM / Cell Control）。

图7 百超开创性软件解决方案“BySoft Suite”

BySoft Insight

基于模块，从工作中心（设备）、车间管理、业务管理三个维度，对历史数据进行采集和分析（少部分实时数据）。

通过历史数据分析，判断未来趋势，提前调整不合理的运营方式，确保业务和生产流程更合理。

BySoft Business

钣金行业企业管理软件，基于微软Business Central平台。

报价，销售，采购，生产计划（排产），生产监控，库存，发货，开票等全流程管理钣金生产业务。

BySoft Shop Floor

计划、调整、管理钣金生产订单相关的所有工序。

实时监控、查看每个加工任务的状态明细，透明化每一个设备的工作状态、工序进度。

BySoft Cell Control

对单个工艺单元进行管理和控制，工艺单元包括切割单元，折弯单元，焊接单元，AGV自动导航单元，料库等。

所有订单和任务层面的信息来源于上层BySoft Shop Floor，传输给下层的设备控制（Device Control：PLC），通过标准接口实现数据通讯。

实时展示部分加工相关信息，比如订单材料消耗，订单加工时长，剩余加工时长等，并反馈给BySoft Shop Floor等。

BySoft CAM

BySoft CAM具备以下功能：

⑴三维组装体或工件批量导入。

⑵工件的切割工艺设定，自动、半自动、手动套料。

⑶自动和手动贴标和喷码。

⑷余料的创建和管理。

⑸折弯模块的自动配置。

⑹切割和折弯过程的模拟。

⑺兼容非百超品牌的设备。

BySoft CAD

BySoft CAD具备以下功能：

⑴三维图形的创建和编辑。

⑵主流三维格式的兼容。

⑶无缝集成BySoft CAM，实现图形数据的传输。

常规的钣金加工任务，从前端的询价和订单的ERP层面，到中间通过MES为主，CAM辅助来管理的智能生产过程，到最后的物流发货及开票等组成了整个钣金加工的业务链。百超的软件解决方案满足了客户所有的业务所需，使客户能够在业务流程的每个阶段进行数字监控、管理和分析数据，也使我们的客户能够适应不断变化和不可预测的市场挑战，并基于全面的和集中化的数据做出业务决策。无论钣金加工行业中企业的规模或目前的数字化水平是怎么样的，“BySoft Suite”都能为其提供实现数字化的机会。这项先进的技术将云计算和本地软件相结合，使中小企业也能够负担得起。它还可以与第三方业务管理系统和机器进行交互，使用一个数据源就能完成不同层级的解决方案。百超认为数字化和可持续发展是齐头并进的，通过“BySoft Suite”，提高了能源和资源效率，从而减少了生产浪费，降低了能源需求，提高了材料使用效率。

设备级网络安全服务

随着智能工厂解决方案的发展，机器和系统将越来越多地连接到云、软件系统、机器人、自动化和其他机器。网络安全正成为一个非常具有挑战性的问题，因此，2022年百超携手NanoLock公司正式推出一款全新的专门针对百超系统的设备级网络安全服务，以确保金属加工系统的操作完整性，免受网络攻击和人为错误的影响。该服务适用于百超目前在售的激光机和折弯机，并自2023年初起将作为ByCare完善服务包中的一个选项提供给百超的客户。该款设备级服务解决方案的发布将着实确保客户业务的连续性，并为未来智慧工厂带来更高的安全级别。

结束语

伴随工业制造升级迭代，数字化、智能化、高效化已成为提升制造能力和管理水平的长远战略之一。创新的自动化、机器互联、智慧工厂的软硬件和服务解决方案是金属加工行业实现全面数字化的关键。未来，百超将立足于行业痛点与客户需求，始终坚持技术创新，基于持续发展的市场需求，贴近客户要求，致力于提供源自瑞士高端技术的一流产品、解决方案和服务，帮助客户成为世界级的制造商。

作者简介

游 松，百超中国区总裁，机器人与自动化专业博士学位，2016 年 3 月1日加入百超集团，主要负责百超中国区业务，运营和战略发展。在加入百超集团之前，曾担任 Delphi 集团和SPX 集团在美国和亚太区的管理职务。

游 松

——摘自《钣金与制作》2023年第1期