基于机器人的“单件”切割

25.11.2021   |   Hövelhof   |   德国

当 Wolfgang Thorwesten 在 25 年前创立 horatec 时，木工行业与今日完全不同。“当时有更多的大公司。并且：木匠作为手艺人，从来不会从外面进行采购，所有的工作都会亲自完成。”总经理解释说。“但近十年来，情况发生了翻天覆地的变化。不仅是公司的员工数量急剧下降，更重要的是现在的思维方式也变得不同了。”技术工人是造成这种情况的原因之一：“我们的客户发现很难找到合格的员工。”另一个原因是材料的种类越来越多：“从产品范围上就可以发现，有些材料只能用特殊的机器和工艺加工才能确保质量。”如果不能投入相应的采购资金，使用传统机床的木工厂就会大大受限。另外还有第三点：数字化。不是每个木工厂都能跟上这个领域的巨大变化。“但 horatec 通过自动化在这方面占据了领先优势，并且通过精简流程产生了显著的经济效益，”Thorwesten 说道。木工行业的变化最终成为了 horatec 与同类供应商相比取得强劲增长的原因。

木工世代

尽管面临挑战，但 Thorwesten 仍然对木工行业的广阔前景充满信心。当然，一些木工必须认真权衡未来有哪些服务应该由自己完成，哪些东西可以从外部购买。毕竟，如今的产品范围极其复杂。三十年前的一名木工可以制作出各种产品；而现在的木工则通常必须专精于某个领域和机床。“对于许多传统的细木工厂来说，如果想以同样具有吸引力的价格实现我们提供的高品质，仅靠投资是远远不够的，”Thorwesten 肯定地说。因此从一人公司到拥有 20 名员工的实力公司都属于 horatec 的客户群体。一人公司需要的产能通常是连续稳定的，而较大的公司则可以带来订单高峰。此外，不断有公司决定放弃对重购设备进行投资，而是改变观念，从其他供应商那里购买裁片。

服务广泛

考虑到这一点，horatec 很早就优化了与木工厂之间的对接。“例如通过规划或销售解决方案”，Thorwesten 解释道。“例如，我们在配置柜体时，会从高度个性化和高质量水平上进行全面计算，并对所有裁片和五金件的正确性负责，从而确保合理性和可靠性。同时，木工还可以通过我们的在线工具和离线规划解决方案完全在他们自己的地方进行规划。”

整个爱格板系列是 horatec 所有产品的基础，爱格板系列以及所有封边材料在我们这里都有库存。从 8 号板材到 19 号柜体和面板材料，一直到 25 号板材，应有尽有。此外还可提供特殊厚度（例如 22 毫米）的板材或五种木纹饰面板。当然还有涂装表面。由于木工厂需要的是全套产品，因此我们的产品范围还扩展到了抽屉和五金件。“我们加工的板材非常广泛”，Thorwesten 认为。“因此，木工从单我们这里就可以获得所有东西。”

节省人力的生产

Horatec 是单件批量生产商 — 完全联动，完全联网。“我们每次生产的平均件数只有 1.7”，总经理说道。“在这一核心业务中同样也没有标准化加工设计，因为每一个裁片都不会相同。每个人都用自己的数据进行单独加工。”并且如果有需要，可以在自己的园区开始和完成加工。“我们将完成的拣选单运送到位于 Brilon 的爱格工厂，从那里将我们的货物分发给 DACH 地区的经销商。这个交付日期也是我们所有计划的起点。返回时，我们将带上用于我们三个本地工厂的材料。然后货物会进入仓库并从那里进入生产。”

其中 B 型和 C 型物料存储在堆放仓库或平面仓库中，而最常见的半尺寸板材会直接用于生产。“从叉车司机放下板垛开始，我们的作业基本上以无人值守的方式完成的，”Thorwesten 强调说。板材通过龙门架从平面仓库转移到锯机上进行单次切割。在锯机周围，horatec 为每条生产线定义了六个位置，用于余料的自动回送和入账。在后续切割中，始终优先使用余料。Horatec 为 Hövelhof 的每条生产线都配备了一台机器人裁板锯 SAWTEQ B-320 flexTec 和一台半自动 HOMAG 锯（例如 SAWTEQ B-300，过去为 HPP 300），其中机器人裁板锯几乎能完成所有切割工作。半自动锯则仅执行续切或包装切割。开料后，贴上标签的裁片移动到第一个分拣缓冲区，然后从这里转移到 HOMAG 的 EDGETEQ S-800 封边机（以前使用的型号为：KFR 610），封边机的进料和出料段各有一台机器人作业。完成封边后，裁片进入第二个分拣缓冲区，最后进入钻孔单元，该单元由 HOMAG 的加工中心 CENTATEQ E-500（以前使用的型号为：BMG 511）和卧式连续钻孔机 DRILLTEQ H-600（以前使用的型号为：BHX 500）组成。“从板材仓库到 SAWTEQ 再到钻孔单元，我们基本都实现了无人作业”，Thorwesten 再次强调。“在最理想的情况下，员工只有在包装时才会接触到裁片。”三班制生产意味着每个班次只需要五名员工和一名生产主管即可。所有流程均由企业自主开发的 ERP 和 PPS 系统以及 3Tec 的生产控制系统进行控制。

全新技术

过去，horatec 使用的是两台半自动 HOMAG 锯机，每台锯机每班次可完成 500 个裁片。锯机由四名员工分两班进行操作。但在 Hövelhof 完成了自动化生产改造后，切割方面仍缺少一个关键设备，而在 2016 年于 Holzbronn 举办的 HOMAG Plattenaufteiltechnik 内部展览中，这个关键设备出现了。“一看到 flexTec，我就决定将它买下来”，Thorwesten 说道。“因为与这些年一直在发展的半自动锯不同，机器人裁板锯是一种全新的东西，哪怕只是从自动化方面来看。此外，机器人裁板锯的灵活性也令人印象深刻 — 无论是可以根据生产条件调整的裁切单元标准布局，还是原则上不受限制的续切次数。”紧接着，总经理就进行了 ROI 核算，他将两台半自动锯与 flexTec 进行了对比 — 其中主要考虑到熟练工短缺问题、熟练工成本和即将启动的夜班。“我马上就做出了决定。”

以千为单位进行生产规划

今天，horatec 的每一位销售员都可以批准项目。然后将裁片属性（每个大约 150 个特征）输入到数据库中。在自主开发的 PPS 系统中，生产经理首先根据装运日期进行分类，然后对材料进行筛选，以便制定具有特定班次产能的裁片组合。在一批裁片准备好之后，Ardis 优化排料图并将生产数据传输到仓库和锯机。在此基础上，Horatec 以 1,000 个裁片为单位进行生产规划，并同时为这些裁片提供所有信息：离开裁板锯时，每个裁片都会被贴上标签，这意味着条码将始终伴随着生产流程，并且确保能够追溯整个加工历史。

Thorwesten 表示，就切割本身而言，SAWTEQ B-320 flexTec 的效果令人印象深刻。首先是可用性：这位总经理计算出的可用性在 95% 以上。“精度和质量也是一流的”，他说道。“大多数时候，精确性对我们来说并不是那么重要，因为我们仍在开料阶段，但有时我们也提供切割成成品尺寸的裁片。这就是锯机证明其精度的地方。”对于 horatec 来说，效率是另一个决定性标准，而 HOMAG 在事先就根据客户情况对效率进行了透明的模拟。“我只需要一台 flexTec 就可以可靠地切割 1,000 个裁片，然后将它们作为单个裁片售出。由于 HOMAG 之前规定的最大产量是每班次 1,500 个裁片，我们仍有相当的余量，因此能够追赶可能产生的生产积压”，Thorwesten 说。他还明确表示：“这是满足我们需求的最佳机床。”其他原因还包括稳定的产出（Hövelhof 的生产设计为不间断生产）以及连续的分拣（通过机器人将单个裁片有针对性地送往生产方向）。

不变的伙伴

Horatec 和 HOMAG 共同实施项目已有 20 余年。在此期间建立了许多流程，其中的基础始终是具有相同数据结构的标准机床。例如，一家比利时公司目前正在 horatec 的许可下建造一条新的生产线。这里也同时用到了 SAWTEQ B-320 flexTec 和半自动裁板锯。“在这方面，HOMAG 始终是我们的可靠伙伴，并且能够为我们提供久经考验的技术”，Thorwesten 描述道。该生产线的建设将于 2022 年 3 月开始。计划在 9 月份启动生产：完全联动，完全联网，单件批量生产，使用 SAWTEQ B-320 flexTec 机器人裁板锯进行切割。