凯硕直播干货——从工艺、装备、集成+实战案例解密智能工厂（一）

疫情当下，智能制造被大家摆在了前所未有的高度，业界普遍共识，疫情消退后，智能制造也会迎来“报复性”升级改造。

由凯硕科技旗下凯硕精密模具、捷瞬机器人、凯硕机器人（芜湖）三家企业联合佛山市、顺德区政府打造的智能制造与机器人全产业生态圈的战略性平台——中德佛山机器人学院，举办的首场直播与大家见面了。4月24日晚上8点，凯硕科技科创总监李周老师给大家分享了《起底产品结构与模具工艺，打造顶层标杆智能工厂》课程，在直播中，对智能制造发展趋势、核心要素、实施路径和实战案例进行了分享，特别是针对冲压自动化改造总结的“四步法”，结合模具、机器人一站式服务案例进行深入浅出的分享，最后上升到产品结构、模具工艺通过实实在在并落地的两个行业标杆智能工厂案例，向业界奉献了凯硕科技专注智能冲压及智能工厂的行业智慧与解决方案。

（凯硕科技科创总监李周做直播现场）

李周老师简介：

凯硕科技科创总监、中级工程师、佛山市技术经纪特派员

拥有 10 年制造系统管理经验，6 年机器人与自动化行业市场研究、运营经验。主导公司科技、产业、市场政策研究与应用。

以下内容摘自直播演讲。

一、智能制造趋势、要素、实施路径

从中国制造2025规划纲要及与现实应用进程来看，智能制造、智能工厂是未来工业发展的必然趋势。具体关注到我们家电、汽车、五金、3C电子等劳动密集型离散行业，本身工艺标准程度低，对产品开发、模具制造、智能装备、非标定制、工装物流要求高，因此推广实施起来实际阻力较大。

现实中，我们很多企业只追求表明的机器代人，看不到背后深层次的产品工艺与模具才是改造的源头，导致大量改造案例仅仅停留在头痛治痛、脚痛治脚的表象，向前一步吧，积重难返，向后退吧，得不偿失，往往事倍功半。这里我们对智能工厂提出了三要素，即工艺、装备、集成，没有工艺的研发，谈不上顶层设计，现实中我们大部分自动化厂家基本上是属于装备、集成第二、三梯队，甚至仅仅集成应用的最多，缺乏自主装备、机器人的研发创新，这对于智能制造需要大量的诸如模具、机械式、机器人、非标设备及相互构成的硬件组合体显然心有余而力不足。

另外集成也不是传统意义上的系统集成，应该是融合了智能制造、精益制造、工业互联网和信息化，实现的一个在工艺流、人流、物流、信息流、资金流等交相辉映的枢纽。

智能制造是一个从工位点到工段线再到车间面，直至工厂体，同时实现工业化和信息化两化融合的过程，即以智能制造生产单元到智能工厂为建设的基本路径。这当中，智能冲压是智能制造生产单元的源头，在整个改造过程中，处于提纲挈领的关键地位，从一定程度上讲，抓住了智能冲压这个牛鼻子，就相当于成功了一大半。

二、智能冲压

为什么说抓住了智能冲压这个牛鼻子，就相当于成功了一大半？这是因为模具冲压是工业之母，处于产业金字塔更底端，在制造业中占比很大，汽车、家电、3C平均60%以上都是由冲压实现，冲压上接产品工艺，下接焊接、抛光打磨、装配、包装、码垛等后工序，如果能深入到模具工艺进行智能冲压改造，无疑冲压及后工序的系列改造均可实现事半功倍的效果。

然而目前来看，冲压自动化有4个痛点。，脱离模具基础，治标不治本，简言之，忽略了模具技术其实和自动化一样，发展日新月异，以前不能用连续模自动生产方式生产的，现在是否可以？以前备用多套模具，以适应多款产品生产，现在能否通过智能快速换型模具，实现柔性生产。第二，产品线单一，即供客户选择的余地狭窄，对自动化厂家是好事，因为形成统一的标准产品，有助于成本控制、交期缩短、品质稳定，但是对于客户却不是这样子，毕竟不同的产品生产有不同的模具工艺，这就要匹配更佳的自动化方式，实现效率、成本、柔性三大核心能力提升。第三，对于自动化厂家而言，技术创新不足，冲压工艺复杂多变，如果用户量不大，投入研发成本也比较大，对自动化厂家的综合实力提出了挑战，这与用户迫切上自动化的愿望矛盾；第四，主要对于自动化厂家而言，服务理念落后，容易被利益驱动，不顾用户实际需求，以单纯卖机器人为主，且越多越好；另外，服务团队跟不上，响应速度滞后，售后技术不足。

针对以上问题，结合用户实际，凯硕科技总结出了四字冲压自动化改造方法——抓、放、连、组。，抓，到底要不要机器代人？优先考虑连续模工艺，对用户来讲最省事；确实免不了多工序，也要从新评估自己的工艺能不能进一步合并优化。第二，放，确定冲压机械手来抓之后，首先明确它的配置，如核心部件本体、减速器、伺服电机、控制器等的成熟度和品牌热度，保证稳定性和重复定位精度，以及其他功能，如增加感应装置，避免误送料。第三，连，进一步根据模具工艺和生产工序，选择最为合适的连线方式，如产线固定则上连杆式；产线个把月换型则上摆臂或关节式；冲床间距大、负载大的则上独立式；浅拉伸件考虑二、三次元等。第四，组，基于快速换模，通过连线机械手与周边设备、后工序机器人比如焊接、装配、检测、包装、码垛等横向集成，利用工业互联网、MES等信息化手段，连接人员、设备、物料，具有生产过程实时监控、智能排产、物料管理等柔性制造功能，打造全互联制造信息工业互联网平台。

下面根据以上战略战术，结合几个典型案例，跟大家深入来探讨分享下。

（一）电机壳冲裁、卷圆、铆接

通过连续模与活动卷圆模相配合的机械传递设计，一次完成冲裁、卷圆、铆接工序。整个连续模具及活动气缸的节拍通过冲床控制程序设定，实现模内前后端工件自动传递和末端成品自动顶出分模的智能化、高效、全自动的一次冲压成形过程。这是个典型的将工程模改造为连续模实现自动化的案例。这也给我们一个启示，在冲压自动化改造中，我们必须要树立从模具工艺源头出发的思维，从后续设备、模具、人员投入及综合性价比来讲，通过连续模实现自动化还是最直接、最有效的方式。

（二）电饭煲内胆、蒸笼、外壳-底盖、外壳和底盖

本项目有两个创新点。，起底模具工艺源头，优化合并传统5工序侧冲孔为1工序，大大减少客户冲床、模具投入；同时采用快换镶件模具结构，实现快速换型，满足小批量定制化需求，从源头上真正做到接地气。第二，首末工位自动上下料，中间全自主摆臂机器人冲压成形，替代进口，成本下降50%。通过本项目的实施，生产5要素人、机、料、法、环都将得到实质改善，用工成本降低20倍，产量得到2倍提升，设备利用率提高25%，模具成本下降3.3倍。同时给企业带来很多隐形经济效益，比如不用为产品质量、员工工伤、社保、员工管理等问题而头疼。彻底实现自动化、智能化、信息化、精益化。  

（三）洗衣机全自动智能换型冲压机器人生产线

洗衣机和电饭煲一样也是家家离不开的家电之一。本项目有两个创新点：，适合大型钣金件在大范围抓取并实现左右、上下、翻转等多自由度快速柔性生产，能够替代进口机器人，成本下降50%，效率提升60%。如果使用进口的关节机器人，就要遵从以负载换取空间的原则，使用100公斤以上的机型，达到大范围的抓取，显然成本高昂，效率很低。第二，自主创新开发一种结构简单、合理，一套模具可满足生产两种不同规格配件的需要，填补行业空白，响应节能减排。通过本项目的实施，用工人数从原来20人减少至1人，用工成本大幅降低，产量提高2.5倍，模具成本减少2倍，最重要的是通过智能换型模具技术，大幅降低了生产企业的模具成本，节省了宝贵的场地，省去了在线换模的麻烦，设备嫁动率响应提高，同时给企业带来很多隐形经济效益，比如不用为产品质量、员工工伤、社保、员工管理等问题而头疼。

今天先分享到这里，关于结合产品结构、模具工艺分享公司实际落地的两个行业标杆智能工厂精彩案例，下回分解。

李老师在RA云课堂直播间分享了满满的干货，没来得及听直播的朋友可以戳文章末尾“《起底产品结构与模具工艺，打造顶层标杆智能工厂》”收听课程回放。

点击《起底产品结构与模具工艺，打造顶层标杆智能工厂》课程回放