疫情當下，智能制造被大家擺在了前所未有的高度，業界普遍共識，疫情消退后，智能制造也會迎來“報復性”升級改造。

由凱碩科技旗下凱碩精密模具、捷瞬機器人、凱碩機器人（蕪湖）三家企業聯合佛山市、順德區政府打造的智能制造與機器人全產業生態圈的戰略性平臺——中德佛山機器人學院，舉辦的首場直播與大家見面了。4月24日晚上8點，凱碩科技科創總監李周老師給大家分享了《起底產品結構與模具工藝，打造頂層標桿智能工廠》課程，在直播中，對智能制造發展趨勢、核心要素、實施路徑和實戰案例進行了分享，特別是針對沖壓自動化改造總結的“四步法”，結合模具、機器人一站式服務案例進行深入淺出的分享，最后上升到產品結構、模具工藝通過實實在在并落地的兩個行業標桿智能工廠案例，向業界奉獻了凱碩科技專注智能沖壓及智能工廠的行業智慧與解決方案。

（凱碩科技科創總監李周做直播現場）

李周老師簡介：

凱碩科技科創總監、中級工程師、佛山市技術經紀特派員

擁有 10 年制造系統管理經驗，6 年機器人與自動化行業市場研究、運營經驗。主導公司科技、產業、市場政策研究與應用。

以下內容摘自直播演講。

一、智能制造趨勢、要素、實施路徑

從中國制造2025規劃綱要及與現實應用進程來看，智能制造、智能工廠是未來工業發展的必然趨勢。具體關注到我們家電、汽車、五金、3C電子等勞動密集型離散行業，本身工藝標準程度低，對產品開發、模具制造、智能裝備、非標定制、工裝物流要求高，因此推廣實施起來實際阻力較大。

現實中，我們很多企業只追求表明的機器代人，看不到背后深層次的產品工藝與模具才是改造的源頭，導致大量改造案例僅僅停留在頭痛治痛、腳痛治腳的表象，向前一步吧，積重難返，向后退吧，得不償失，往往事倍功半。這里我們對智能工廠提出了三要素，即工藝、裝備、集成，沒有工藝的研發，談不上頂層設計，現實中我們大部分自動化廠家基本上是屬于裝備、集成第二、三梯隊，甚至僅僅集成應用的最多，缺乏自主裝備、機器人的研發創新，這對于智能制造需要大量的諸如模具、機械式、機器人、非標設備及相互構成的硬件組合體顯然心有余而力不足。

另外集成也不是傳統意義上的系統集成，應該是融合了智能制造、精益制造、工業互聯網和信息化，實現的一個在工藝流、人流、物流、信息流、資金流等交相輝映的樞紐。

智能制造是一個從工位點到工段線再到車間面，直至工廠體，同時實現工業化和信息化兩化融合的過程，即以智能制造生產單元到智能工廠為建設的基本路徑。這當中，智能沖壓是智能制造生產單元的源頭，在整個改造過程中，處于提綱挈領的關鍵地位，從一定程度上講，抓住了智能沖壓這個牛鼻子，就相當于成功了一大半。

二、智能沖壓

為什么說抓住了智能沖壓這個牛鼻子，就相當于成功了一大半？這是因為模具沖壓是工業之母，處于產業金字塔更底端，在制造業中占比很大，汽車、家電、3C平均60%以上都是由沖壓實現，沖壓上接產品工藝，下接焊接、拋光打磨、裝配、包裝、碼垛等后工序，如果能深入到模具工藝進行智能沖壓改造，無疑沖壓及后工序的系列改造均可實現事半功倍的效果。

然而目前來看，沖壓自動化有4個痛點。，脫離模具基礎，治標不治本，簡言之，忽略了模具技術其實和自動化一樣，發展日新月異，以前不能用連續模自動生產方式生產的，現在是否可以？以前備用多套模具，以適應多款產品生產，現在能否通過智能快速換型模具，實現柔性生產。第二，產品線單一，即供客戶選擇的余地狹窄，對自動化廠家是好事，因為形成統一的標準產品，有助于成本控制、交期縮短、品質穩定，但是對于客戶卻不是這樣子，畢竟不同的產品生產有不同的模具工藝，這就要匹配更佳的自動化方式，實現效率、成本、柔性三大核心能力提升。第三，對于自動化廠家而言，技術創新不足，沖壓工藝復雜多變，如果用戶量不大，投入研發成本也比較大，對自動化廠家的綜合實力提出了挑戰，這與用戶迫切上自動化的愿望矛盾；第四，主要對于自動化廠家而言，服務理念落后，容易被利益驅動，不顧用戶實際需求，以單純賣機器人為主，且越多越好；另外，服務團隊跟不上，響應速度滯后，售后技術不足。

針對以上問題，結合用戶實際，凱碩科技總結出了四字沖壓自動化改造方法——抓、放、連、組。，抓，到底要不要機器代人？優先考慮連續模工藝，對用戶來講最省事；確實免不了多工序，也要從新評估自己的工藝能不能進一步合并優化。第二，放，確定沖壓機械手來抓之后，首先明確它的配置，如核心部件本體、減速器、伺服電機、控制器等的成熟度和品牌熱度，保證穩定性和重復定位精度，以及其他功能，如增加感應裝置，避免誤送料。第三，連，進一步根據模具工藝和生產工序，選擇最為合適的連線方式，如產線固定則上連桿式；產線個把月換型則上擺臂或關節式；沖床間距大、負載大的則上獨立式；淺拉伸件考慮二、三次元等。第四，組，基于快速換模，通過連線機械手與周邊設備、后工序機器人比如焊接、裝配、檢測、包裝、碼垛等橫向集成，利用工業互聯網、MES等信息化手段，連接人員、設備、物料，具有生產過程實時監控、智能排產、物料管理等柔性制造功能，打造全互聯制造信息工業互聯網平臺。

下面根據以上戰略戰術，結合幾個典型案例，跟大家深入來探討分享下。

（一）電機殼沖裁、卷圓、鉚接

通過連續模與活動卷圓模相配合的機械傳遞設計，一次完成沖裁、卷圓、鉚接工序。整個連續模具及活動氣缸的節拍通過沖床控制程序設定，實現模內前后端工件自動傳遞和末端成品自動頂出分模的智能化、高效、全自動的一次沖壓成形過程。這是個典型的將工程模改造為連續模實現自動化的案例。這也給我們一個啟示，在沖壓自動化改造中，我們必須要樹立從模具工藝源頭出發的思維，從后續設備、模具、人員投入及綜合性價比來講，通過連續模實現自動化還是最直接、最有效的方式。

（二）電飯煲內膽、蒸籠、外殼-底蓋、外殼和底蓋

本項目有兩個創新點。，起底模具工藝源頭，優化合并傳統5工序側沖孔為1工序，大大減少客戶沖床、模具投入；同時采用快換鑲件模具結構，實現快速換型，滿足小批量定制化需求，從源頭上真正做到接地氣。第二，首末工位自動上下料，中間全自主擺臂機器人沖壓成形，替代進口，成本下降50%。通過本項目的實施，生產5要素人、機、料、法、環都將得到實質改善，用工成本降低20倍，產量得到2倍提升，設備利用率提高25%，模具成本下降3.3倍。同時給企業帶來很多隱形經濟效益，比如不用為產品質量、員工工傷、社保、員工管理等問題而頭疼。徹底實現自動化、智能化、信息化、精益化。  

（三）洗衣機全自動智能換型沖壓機器人生產線

洗衣機和電飯煲一樣也是家家離不開的家電之一。本項目有兩個創新點：，適合大型鈑金件在大范圍抓取并實現左右、上下、翻轉等多自由度快速柔性生產，能夠替代進口機器人，成本下降50%，效率提升60%。如果使用進口的關節機器人，就要遵從以負載換取空間的原則，使用100公斤以上的機型，達到大范圍的抓取，顯然成本高昂，效率很低。第二，自主創新開發一種結構簡單、合理，一套模具可滿足生產兩種不同規格配件的需要，填補行業空白，響應節能減排。通過本項目的實施，用工人數從原來20人減少至1人，用工成本大幅降低，產量提高2.5倍，模具成本減少2倍，最重要的是通過智能換型模具技術，大幅降低了生產企業的模具成本，節省了寶貴的場地，省去了在線換模的麻煩，設備嫁動率響應提高，同時給企業帶來很多隱形經濟效益，比如不用為產品質量、員工工傷、社保、員工管理等問題而頭疼。

今天先分享到這里，關于結合產品結構、模具工藝分享公司實際落地的兩個行業標桿智能工廠精彩案例，下回分解。

李老師在RA云課堂直播間分享了滿滿的干貨，沒來得及聽直播的朋友可以戳文章末尾“《起底產品結構與模具工藝，打造頂層標桿智能工廠》”收聽課程回放。

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