工业4.0时代钣金柔性折弯技术的应用特点

文/萨瓦尼尼国际贸易（上海）有限公司

1963年，意大利著名工程师萨瓦尼尼先生创立了萨瓦尼尼集团，经过50多年的发展，萨瓦尼尼已成为全球钣金柔性加工技术的典范，可以根据客户需求提供可靠并创新的柔性生产解决方案。目前，萨瓦尼尼在全球拥有5个生产基地、1750名员工以及超过7000台的已安装设备。意大利萨瓦尼尼集团鸟瞰图如图1所示。

作为钣金柔性加工领域的“种子选手”，萨瓦尼尼的多边折弯中心集柔性、高性能、智能化和自动化为一体，针对不同的生产需求推出了P1、P2、P4、PX等多种型号，可用于加工不同长度、高度、厚度的板材，其中功能最为强大的P4多边折弯中心，更是拥有6种型号，可以加工最大厚度为3.2mm的金属板材。萨瓦尼尼的多边折弯中心因其高效的加工技术和独特的解决方案，已经应用到电气开关柜、电梯、建材、办公家具、厨房设备、工具箱柜、钣金分包、暖通空调、通讯机箱机柜、防盗门、防火门、商用冰箱冰柜、超市货架、照明电气、汽车烤漆房、农业机械、畜牧养殖设备等近160个行业，帮助多家企业成功转型，实现柔性自动化生产，是高端钣金加工设备的不二之选。

如今工业发展已经步入4.0时代，也就是利用信息化技术促进产业变革的智能化时代，萨瓦尼尼工业4.0技术如图2所示。在新时代下，对于传统企业而言，一方面，其接收的客户订单逐渐趋于高质量、多品种、小批量；另一方面，随着企业间的竞争，产品价格变低和交货期限变短也成为了一种必然的趋势。而从生产的角度来看，除去上升的材料成本，企业还需为了适应市场需要投入更多资金去采购更多机器和提高人工成本来实现生产目标。如此一来，激烈的市场竞争与日益提升的生产成本构成了企业发展的主要矛盾，企业的利润一减再减。

图2 萨瓦尼尼工业4.0技术

在这种情况下，如何控制企业自身的生产成本、如何适应新时代的生产需求，成为了当下传统企业共同面临的问题。而这样的问题也在不断表明，传统的生产模式已经不适用于现在的生产状况，因此，转变传统生产方式，向智能化转型，对于企业而言已迫在眉睫。那么，在钣金的折弯技术上，企业应该聚焦哪几个战略方向呢？

智能化与自适应

近年来，由于各类市场原因，原材料价格不断攀升，带来的直接结果就是产品利润的压缩。这对于企业来说无疑是一项巨大的挑战，那么，如何在原材料提升的前提下控制加工产品的成本，保持利润率呢？最直观的想法就是从品控着手，即降低废品率，减少原材料浪费，从根本上节约成本。但是随即而来的另一个问题则是品控的高低取决于生产设备的性能，如果设备的折弯质量不稳定，那么品控也就无从谈起。

要解决这个问题，就需要设备通过智能化和自适应技术来保证第一件产品质量和第一万件产品质量的持续一致。萨瓦尼尼多边折弯中心给出的答案就是板材特性补偿技术MAC 3.0，如图3所示。

图3 板材特性补偿技术MAC 3.0

众所周知，不同材料的板材拥有不同的特性，并且因为生产工艺的原因，即使是同一批板材，每一块材料的特性都可能会有差异，这也是使用传统折弯机难以维持品控的原因。而萨瓦尼尼独有的板材特性补偿技术MAC 3.0可在折弯过程中检测板材特性与国际标准值之间的差异，并相应调整折弯模具和机械手的动作，做出相应的补偿，使得第一件产品即为成品，保证了质量的一致性。这样既可以保证产品精确性，消除因产品不达标或是来回调试产品而造成的原材料损耗；同时因为精度的提高，产品的可制造范围也会进一步扩大，企业也可以接收更高端的订单，其产品附加值也将大大上升。由此，企业所面临的这一难题也能得以解决。

柔性化和高效率

新时代下，由于市场需求的变化，客户的订单由以往的大批量单一品种变为小批量、多品种，在这种情况下企业的生产模式也相应地发生改变。因为批量变小往往意味着交货期变短，而多品种则要求企业不断地进行生产转换。

对于传统企业而言，这两者往往是无法兼顾的。因为多种产品的生产往往意味着需要定制多种不同的模具，而在产品转换过程中则需要工人进行手动换模，并且针对不同尺寸的产品，可能需要多个工人进行操作，这样便无法保证交货期，同样，因为需要投入大量的开模和人工成本，利润也会大大降低。因此设备的柔性化和高效率成为了重中之重。

要想解决这样的问题，就需要柔性化和高效率的设备，而这正是萨瓦尼尼多边折弯中心的核心能力之一。萨瓦尼尼多边折弯中心配备了通用的万能折弯模具以及自动上压料器调整装置ABA，如图4所示，可以在折弯不同形状的工件时实现“0”秒自动换模，其柔性的生产模式完美解决了产品多样化的问题，在产品转换中无需停机，以不变应万变。同时在复杂的或是需要成套生产的产品折弯过程中，也不再需要中途更换模具或调整设备。在萨瓦尼尼柔性折弯中心的加持下，大大节约了模具和人工成本，节省了换模和设置时间，实现了一机解决小批量、多品种订单。

图4 全系多边折弯中心ABA装置

自动化和少人化

谈到提高产品质量和节约人工成本，绕不过的一点就是生产过程中减少人工干预，即自动化。萨瓦尼尼多边折弯中心配备了自动机械手，在折弯加工过程中，机械手可以自动快速地控制板材的所有运动，操作人员仅需对冲剪好的板材进行上下料。而PX和P2所配备的机器人接口可以让多边折弯中心与机器人连接，让上下料的过程也成为全自动，如图5所示。

图5 多边折弯中心集成机器人上下料

同时萨瓦尼尼多边折弯中心拥有单次且易控的对中工艺，采用数控定位装置对板材进行自动定位，实现一次定位自动完成多边折弯，缩减折弯循环时间，并有机械挡块进一步保证定位准确性，将板材剪切误差控制在第一道弯边上，实现产品高成品率。

这样，不仅可以减少折弯工序的人工成本，而且还能将人为因素对折弯质量的干预降到最低。相比传统折弯工艺，萨瓦尼尼多边折弯中心不仅减少了人工成本，更带来了产品的高质量。

与众不同的折弯工艺

节省原材料、节约生产时间以及降低人工成本对于企业生产活动是非常重要的，然而仅是“节流”是远远不够的，如何“开源”，如何通过自身优势及差异化竞争占领市场份额，这同样是企业保持市场竞争力必须要思考的问题。

萨瓦尼尼多边折弯中心就是企业提升自身优势并打造出差异化产品的最好手段。萨瓦尼尼多边折弯中心的所有控制系统均为自行研发，配备独有的折弯公式，可以实时控制折弯刀的行程和加速度，不仅能够有效保证成品的高精度、可重复性，而且还能进行精密复杂的折弯动作，并可以做出传统设备无法折弯的特殊几何形状，如图6所示。

图6 独特的折弯刀运动模式

在结合萨瓦尼尼多边折弯中心自身高精度、高一致性的基础上，企业可以对其原本的传统工艺进行改良和创新。如萨瓦尼尼此前曾为暖通空调客户设计改良过搭扣式钣金连接方案，该方案基于萨瓦尼尼多边折弯中心特殊的折弯动作，通过金属自身特性折弯出能够自锁的独特工件结构，可以帮助用户省去原本工艺中的焊接、打磨、拉铆等一系列工序，也避免了这些工序可能产生的问题和成本。

显然，在经过萨瓦尼尼精妙的折弯技术改良过后的产品，其优势已经可以明显区别于同类产品。企业在这样的新产品加持下，也能够不断开创市场新局面。

智能化软件与物联网技术

在工业3.0时代，高速成长的信息化技术为人们的工作和生活带来了巨大的便利。因此，如果对于信息化技术进行有效利用，将之与工业生产有效结合起来，也必然会为生产带来巨大的便利性。

萨瓦尼尼正是这样一个始终致力于以创新技术提升生产效率的企业。对于工业4.0，萨瓦尼尼迈出的一大步就是设计研发了STREAM和LINKS软件，如图7所示。

图7 智能化自研软件

STREAM作为萨瓦尼尼的智能编程软件，设计的初衷之一便是简单易上手，仅需导入3D模型图纸，在抓取之后便可以进行自动展开和工件编译并生成折弯程序。STREAM也可以模拟实时折弯过程并支持任意切换视角。在模拟过程中，编程人员可以确认折弯效果是否正确，折弯时是否会产生碰撞、干涉等问题，相应地减少了废品率。同时，STREAM针对同类结构工件引入了参数化编程，在实际生产过程中，同类型产品只需修改变量参数就可以快速生成程序，完成折弯的快速转换。

在物联网技术方面，萨瓦尼尼提出了LINKS解决方案。LINKS可以实时监控设备的生产情况并进行设备综合效率OEE分析，如在设备工作状态界面，可以查看设备当天的工作详情，了解设备实际工作时间，更易于管理者找到生产效率瓶颈，进而对生产进行优化。同时，LINKS也支持远程诊断，避免因各种原因导致的停机隐患，达到为设备“治未病”的效果。

有了STREAM和LINKS的帮助，企业对于生产的计划实施与科学管理有了更清晰和全面的把控，能够更好地对生产资源进行利用，达到更高的企业效率和收益。

模块化定制升级

一些用户在采购设备时，不一定在初期就能够规划完所有的工艺设备和配置，行业中常常能见到用户在扩大生产规模后，需要升级设备和配置，重新对车间进行布置等情况。传统设备的配置往往是固定死的，无法满足用户持续提高的生产要求，这时萨瓦尼尼设备模块化的特点就体现出了其价值所在。萨瓦尼尼基于模块化定制的解决方案，如图8所示，为不同的用户打造独一无二的钣金柔性生产方案，以适应每个客户不同的生产要求。同时在用户的生产需求变化后，依旧可以用最少的成本完成生产工艺的提升。

图8 模块化定制系统

以多边折弯中心为例，萨瓦尼尼可以提供多种模块化配置，如安装CLA辅助折弯刀装置，可以完成短于整板长度的折弯；T/P装置能够自动快速地在自动上压料器下方进出，可以处理狭长钣金件的折弯以及管状、圆弧状等特殊形状工件的辅助折弯。另外在外部配置方面，萨瓦尼尼也可以根据企业的不同需求，实现高度定制化，如在用户业务扩大后需要打造“熄灯工厂”时，萨瓦尼尼设备可以加装MV、MD等自动化料库，形成上下料的自动化；而S4、S1等冲剪/冲激复合中心也可与P4多边折弯中心相连接，组成钣金柔性生产线等。模块化定制的方案满足了企业不同的生产需求，以及对工厂生产升级的需要，并帮助企业在实现JIT准时生产、LEAN精益化生产等方面更进一步。

萨瓦尼尼从创立伊始一直致力于前沿折弯技术的发展与创新，并不断地将新时代的产物与自身折弯设备有机结合在一起。相信在未来，萨瓦尼尼也会以更加崭新的技术引领全球钣金加工行业更上一层楼。