KLINGER Dichtungstechnik 新型精加工系统

KLINGER克林格集团密封材料工厂 KLINGER Dichtungstechnik 开发了一套全自动化精加工系统，用于密封板材的生产。该系统由公司自主设计建造，实现了从板材上料、修边、定长切割、印刷到码垛的全流程自动化，并集成了 AI 质量控制，大幅提升了生产效率与可持续性。

背景及工作原理

新设备负责将密封板材材料从压延机输送到托盘的整个流程，包括修边、将板材切割成客户指定的长度、印刷产品标识、质量控制（包括自动剔除检测）以及码垛。目前由于包装需要依照客户需求进行定制还需手工完成，其余流程均采用自动化。新设备使得整个生产流程大幅提速，循环时间从 40 秒缩短至 25 秒，生产速率从每小时 80 张提高到 130 张。

系统核心功能与技术流程

全流程自动化处理

• 板材定位：系统能够识别料架，通过四个螺旋千斤顶将其提升，并精准对齐顶部的密封板材。
• 气垫式送料：利用吸气抓手提起板材的同时，在板材底部吹气形成气垫，使材料能够轻松滑入进料辊。
• 修边：侧边的圆刀会切除板材的突出边缘，产生的废料会被粉碎并重新投入生产流程，以最大限度减少浪费。
• AI 视觉检测：板材通过搭载 8K 分辨率线扫描相机（每侧 3 台）的 AI 视觉系统，该系统基于 YOLOv11 卷积神经网络，能以低于 0.1 毫米 / 像素的分辨率实时检测缺陷，如褶皱等，并实时判断板材是否合格。
• 印刷：采用柔版印刷工艺，通过一个 15 公斤的滚筒在密封板材的底面印制产品标识。
• 定长切割：冲击剪切机会根据订单指定的尺寸，将板材切割至最终规格。
• 码垛：机械臂会将合格的板材堆叠在托盘上，而不合格的板材则会被放置在单独的堆垛中。

关键技术及参数

加工尺寸：最大可处理 2 米宽、4.5 米长的板材，同时也兼容英制规格。

输送速度：最高可达 60 米 / 分钟，系统配备了 39 台伺服电机，总功率约为 100kW。

自动化集成：整个系统的搭建涉及铺设 2.5 公里的电缆，设计 520 份技术图纸和 350 页的电路图，由约 25,000 个独立零件组成。

AI 视觉系统：质量控制的核心

该系统的突破性创新在于 AI 支持的视觉检测方案，由 KLINGER 内部团队开发，基于开源框架 YOLOv11。采用深度学习算法持续优化检测精度，可在 60 米 / 分钟的速度下实现 2000 毫米宽度的高分辨率扫描（每侧约 45 万条图像线）。通过神经网络 “抵消” 板材表面细微纹理，无需复杂照明系统，将照明成本从 2.2 万欧元降至 1000 欧元。实时识别褶皱、划痕等常见缺陷，自动剔除不合格品，确保 100% 质量追溯。

可持续性与成本效益

资源利用：废料回收再利用，减少原材料浪费；全电动伺服系统降低能耗。

人力优化：原工艺需多人操作，现仅需 1 人监控，大幅降低人力成本。

自研发驱动：因外部供应商成本上涨与创新限制，KLINGER 选择自主设计核心组件（如 PLC 程序由内部程序员编写），采用西门子伺服元件与皮尔兹安全系统，在保证性能的同时实现长期成本优化。