KLINGER Dichtungstechnik 新型精加工系統(tǒng)

KLINGER克林格集團(tuán)密封材料工廠 KLINGER Dichtungstechnik 開發(fā)了一套全自動化精加工系統(tǒng)，用于密封板材的生產(chǎn)。該系統(tǒng)由公司自主設(shè)計(jì)建造，實(shí)現(xiàn)了從板材上料、修邊、定長切割、印刷到碼垛的全流程自動化，并集成了 AI 質(zhì)量控制，大幅提升了生產(chǎn)效率與可持續(xù)性。

背景及工作原理

新設(shè)備負(fù)責(zé)將密封板材材料從壓延機(jī)輸送到托盤的整個流程，包括修邊、將板材切割成客戶指定的長度、印刷產(chǎn)品標(biāo)識、質(zhì)量控制（包括自動剔除檢測）以及碼垛。目前由于包裝需要依照客戶需求進(jìn)行定制還需手工完成，其余流程均采用自動化。新設(shè)備使得整個生產(chǎn)流程大幅提速，循環(huán)時間從 40 秒縮短至 25 秒，生產(chǎn)速率從每小時 80 張?zhí)岣叩?130 張。

系統(tǒng)核心功能與技術(shù)流程

全流程自動化處理

• 板材定位：系統(tǒng)能夠識別料架，通過四個螺旋千斤頂將其提升，并精準(zhǔn)對齊頂部的密封板材。
• 氣墊式送料：利用吸氣抓手提起板材的同時，在板材底部吹氣形成氣墊，使材料能夠輕松滑入進(jìn)料輥。
• 修邊：側(cè)邊的圓刀會切除板材的突出邊緣，產(chǎn)生的廢料會被粉碎并重新投入生產(chǎn)流程，以最大限度減少浪費(fèi)。
• AI 視覺檢測：板材通過搭載 8K 分辨率線掃描相機(jī)（每側(cè) 3 臺）的 AI 視覺系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于 YOLOv11 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，能以低于 0.1 毫米 / 像素的分辨率實(shí)時檢測缺陷，如褶皺等，并實(shí)時判斷板材是否合格。
• 印刷：采用柔版印刷工藝，通過一個 15 公斤的滾筒在密封板材的底面印制產(chǎn)品標(biāo)識。
• 定長切割：沖擊剪切機(jī)會根據(jù)訂單指定的尺寸，將板材切割至最終規(guī)格。
• 碼垛：機(jī)械臂會將合格的板材堆疊在托盤上，而不合格的板材則會被放置在單獨(dú)的堆垛中。

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關(guān)鍵技術(shù)及參數(shù)

加工尺寸：最大可處理 2 米寬、4.5 米長的板材，同時也兼容英制規(guī)格。

輸送速度：最高可達(dá) 60 米 / 分鐘，系統(tǒng)配備了 39 臺伺服電機(jī)，總功率約為 100kW。

自動化集成：整個系統(tǒng)的搭建涉及鋪設(shè) 2.5 公里的電纜，設(shè)計(jì) 520 份技術(shù)圖紙和 350 頁的電路圖，由約 25,000 個獨(dú)立零件組成。

AI 視覺系統(tǒng)：質(zhì)量控制的核心

該系統(tǒng)的突破性創(chuàng)新在于 AI 支持的視覺檢測方案，由 KLINGER 內(nèi)部團(tuán)隊(duì)開發(fā)，基于開源框架 YOLOv11。采用深度學(xué)習(xí)算法持續(xù)優(yōu)化檢測精度，可在 60 米 / 分鐘的速度下實(shí)現(xiàn) 2000 毫米寬度的高分辨率掃描（每側(cè)約 45 萬條圖像線）。通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) “抵消” 板材表面細(xì)微紋理，無需復(fù)雜照明系統(tǒng)，將照明成本從 2.2 萬歐元降至 1000 歐元。實(shí)時識別褶皺、劃痕等常見缺陷，自動剔除不合格品，確保 100% 質(zhì)量追溯。

可持續(xù)性與成本效益

資源利用：廢料回收再利用，減少原材料浪費(fèi)；全電動伺服系統(tǒng)降低能耗。

人力優(yōu)化：原工藝需多人操作，現(xiàn)僅需 1 人監(jiān)控，大幅降低人力成本。

自研發(fā)驅(qū)動：因外部供應(yīng)商成本上漲與創(chuàng)新限制，KLINGER 選擇自主設(shè)計(jì)核心組件（如 PLC 程序由內(nèi)部程序員編寫），采用西門子伺服元件與皮爾茲安全系統(tǒng)，在保證性能的同時實(shí)現(xiàn)長期成本優(yōu)化。