某數控銑智能制造樣闆單元項目

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模型背景

某企業以多品種小批量配套機加産品生産為主,生産過程中緊急插單現象嚴重,生産計劃變化程度較高,人工響應速度慢;同時,由于缺少機床的有效監控和合理分配的工具,部分機床使用效率偏低;多品種及小批量産品導緻工人大量的時間用于生産準備工作,生産力得不到有效發揮,且人工操作環節過多,大大降低設備的使用率。

為解決當前問題,全面提升生産能力,建立以 MES 為核心的信息化管理系統,并通過對設備升級改造,建設以小批量、多品種及混線生産為主的示範性智能制造單元将成為企業發展的必由之路。

模型内容/技術路線

依托航天雲網 INDICS 平台,以生産計劃、檢驗計劃及工單管理為核心,建設 MES 系統。生産計劃建立插單處理功能,及時根據插單,優先分配制造資源,并能夠根據生産反饋數據,實時反饋插單的完成情況,實現閉環反饋。同時,實現 MES 系統的縱向集成,與柔性産線緊密匹配,根據生産計劃,将不同的預裝工件合理調度到不同的機床進行生産加工,實現混線生産。

對現有 3 台加工中心機床、1 台三坐标測量機、1 台清洗設備進行智能化改造,增加相關硬件及軟件,如機械手、第七軸、物流控制系統及管控系統,實現産線自動化,信息化與自動化系統高度集成,最終組成一個數控銑加工智能單元。生産人員隻需要将工件預裝調在零點定位系統的托盤上,根據生産計劃,數控銑加工單元實現托盤上工件的自動上下料、加工、監控及檢測功能,并将采集數據和信息實時反饋計劃人員,實現高效的生産,及時的信息反饋及透明化管理狀态。

此項目整體系統架構如圖 1 所示,生産單元布局如圖 2所示。

某數控銑智能制造樣闆單元項目 某數控銑智能制造樣闆單元項目

2.1 管控系統模塊

 

建設一套自動化控制系統,主要功能模塊包含工作流核心模塊、标準預調輸入模塊、機内檢測管理模塊、CAM 輸入模塊、自動識别掃描系統、自動生産單元管理者核心模塊、機床接口控制模塊、裝載站管理模塊、刀具管理模塊、夾具管理模塊、擴充制造策略、報警核心模塊、機床報警模塊及快速手動讀取器。管控系統界面如圖 3 所示。

某數控銑智能制造樣闆單元項目

2.2 舊設備改造

 

對 3 台立式加工中心機床、1 台三坐标測量機和 1 台清洗設備進行改造。對 3 台立式加工中心機床增加排屑機、自動門、工裝氣路接口、機械手 I/O 通訊接口。排屑機、自動門、工裝氣路接口通過新增 M 代碼、操作按鈕,控制其開關;新增 I/O 接口機械手也可通過其控制排屑機、自動門、工裝氣路接口的開關。改造後的數控銑機床如圖 4 所示。

某數控銑智能制造樣闆單元項目

2.3 自動化在線檢測

 

目前,智能制造單元在線檢測方案主要分為機床内安裝紅外探頭和單元内三坐标檢測兩種,由于此項目采用的機床為老舊設備,受設備精度影響,采用機床内安裝紅外探頭的方式檢測的誤差大,難以滿足産品零件的檢測要求。因此,在數控銑智能制造單元内采用三坐标檢測的方式予以解決。

實施效果
管理效率得到較好改善
管理效率得到較好改善
徹底解決了計劃雜亂不清的現象,緊急生産訂單任務均能夠得到充足的資源保障和準時的交付,車間生産管理由粗放逐步轉向精益,實現信息和數據驅動人和設備生産方式,管理效率得到較好改善。
工序自動化生産
工序自動化生産
工序自動化生産解決了由于人工操作造成的質量不穩定及不一緻現象,産品一緻性幾乎達到100%。
設備使用效率也得到極大提高
設備使用效率也得到極大提高
人工操作轉為自動操作,極大地解放了勞動力,設備使用效率也得到極大提高,通過機械手自動上下料,實現12小時以上無人化加工生産。