某数控铣智能制造样板单元项目

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模型背景

某企业以多品种小批量配套机加产品生产为主,生产过程中紧急插单现象严重,生产计划变化程度较高,人工响应速度慢;同时,由于缺少机床的有效监控和合理分配的工具,部分机床使用效率偏低;多品种及小批量产品导致工人大量的时间用于生产准备工作,生产力得不到有效发挥,且人工操作环节过多,大大降低设备的使用率。

为解决当前问题,全面提升生产能力,建立以 MES 为核心的信息化管理系统,并通过对设备升级改造,建设以小批量、多品种及混线生产为主的示范性智能制造单元将成为企业发展的必由之路。

模型内容/技术路线

依托航天云网 INDICS 平台,以生产计划、检验计划及工单管理为核心,建设 MES 系统。生产计划建立插单处理功能,及时根据插单,优先分配制造资源,并能够根据生产反馈数据,实时反馈插单的完成情况,实现闭环反馈。同时,实现 MES 系统的纵向集成,与柔性产线紧密匹配,根据生产计划,将不同的预装工件合理调度到不同的机床进行生产加工,实现混线生产。

对现有 3 台加工中心机床、1 台三坐标测量机、1 台清洗设备进行智能化改造,增加相关硬件及软件,如机械手、第七轴、物流控制系统及管控系统,实现产线自动化,信息化与自动化系统高度集成,最终组成一个数控铣加工智能单元。生产人员只需要将工件预装调在零点定位系统的托盘上,根据生产计划,数控铣加工单元实现托盘上工件的自动上下料、加工、监控及检测功能,并将采集数据和信息实时反馈计划人员,实现高效的生产,及时的信息反馈及透明化管理状态。

此项目整体系统架构如图 1 所示,生产单元布局如图 2所示。

某数控铣智能制造样板单元项目 某数控铣智能制造样板单元项目

2.1 管控系统???

 

建设一套自动化控制系统,主要功能??榘ぷ髁骱诵哪??、标准预调输入???、机内检测管理???、CAM 输入???、自动识别扫描系统、自动生产单元管理者核心???、机床接口控制???、装载站管理???、刀具管理???、夹具管理???、扩充制造策略、报警核心???、机床报警??榧翱焖偈侄寥∑?。管控系统界面如图 3 所示。

某数控铣智能制造样板单元项目

2.2 旧设备改造

 

对 3 台立式加工中心机床、1 台三坐标测量机和 1 台清洗设备进行改造。对 3 台立式加工中心机床增加排屑机、自动门、工装气路接口、机械手 I/O 通讯接口。排屑机、自动门、工装气路接口通过新增 M 代码、操作按钮,控制其开关;新增 I/O 接口机械手也可通过其控制排屑机、自动门、工装气路接口的开关。改造后的数控铣机床如图 4 所示。

某数控铣智能制造样板单元项目

2.3 自动化在线检测

 

目前,智能制造单元在线检测方案主要分为机床内安装红外探头和单元内三坐标检测两种,由于此项目采用的机床为老旧设备,受设备精度影响,采用机床内安装红外探头的方式检测的误差大,难以满足产品零件的检测要求。因此,在数控铣智能制造单元内采用三坐标检测的方式予以解决。

实施效果
管理效率得到较好改善
管理效率得到较好改善
彻底解决了计划杂乱不清的现象,紧急生产订单任务均能够得到充足的资源保障和准时的交付,车间生产管理由粗放逐步转向精益,实现信息和数据驱动人和设备生产方式,管理效率得到较好改善。
工序自动化生产
工序自动化生产
工序自动化生产解决了由于人工操作造成的质量不稳定及不一致现象,产品一致性几乎达到100%。
设备使用效率也得到极大提高
设备使用效率也得到极大提高
人工操作转为自动操作,极大地解放了劳动力,设备使用效率也得到极大提高,通过机械手自动上下料,实现12小时以上无人化加工生产。