汽車制造
“時(shí)間就是金錢”——黑燈工廠如何實(shí)現(xiàn)精密鋁合金零件的高效、高精加工？
黑燈工廠中華中數(shù)控與沈陽(yáng)精銳合作研發(fā)的JW5040a5、JW5080a5五軸臥式加工中心，針對(duì)鋁合金組件加工具有效率高、加工精度高等特點(diǎn)，可以保證大部分特征在一次裝夾過(guò)程中完成精加工，完美解決這一問(wèn)題。
配套華中8型數(shù)控系統(tǒng)的五軸臥式加工中心
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1、加工效率高，1臺(tái)更比6臺(tái)強(qiáng)
該型五軸臥式加工中心針對(duì)鋁合金工件采用臥式五軸加工，采用3+2的結(jié)構(gòu)布局，裝夾一次最多可以完成個(gè)6個(gè)面的加工，1次裝夾就可以完成整個(gè)零件的加工,1臺(tái)臥式五軸加工中心相當(dāng)于傳統(tǒng)的6臺(tái)三軸加工中心的效率。
2、減少裝夾次數(shù)，提高協(xié)同精度
該型五軸臥式加工中心一次裝夾，可以完成最少5個(gè)面的加工，相比傳統(tǒng)立加每加工一次需要重新更換加工面，每次裝夾都會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，換夾次數(shù)越多，誤差與不確定因素就越來(lái)越大。該型五軸加工中心只需1次裝夾，就可以完成最少5個(gè)面的加工，減少誤差，提高精度。
以某中型濾波器零件為例，加工三個(gè)面需要2臺(tái)立式加工中心+1臺(tái)配四軸的立式加工中心配合完成3次裝夾才能加工完成。
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? ? ? ?機(jī)床配置華中數(shù)控HNC-848D數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)為全數(shù)字總線式高檔數(shù)控裝置，支持自主開(kāi)發(fā)的NCUC總線協(xié)議及EtherCAT總線協(xié)議，支持總線式全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)單元和絕對(duì)式伺服電機(jī)、支持總線式遠(yuǎn)程I/O單元，集成手持單元接口。系統(tǒng)采用雙IPC單元的上下位機(jī)結(jié)構(gòu)，具有高速高精加工控制、五軸聯(lián)動(dòng)控制、多軸多通道控制、雙軸同步控制及誤差補(bǔ)償?shù)雀邫n數(shù)控系統(tǒng)功能。
? ? ? 針對(duì)鋁合金組件的多面加工技術(shù)特點(diǎn)，機(jī)床應(yīng)用了華中8型系統(tǒng)的典型五軸功能有：RTCP功能、直角頭雙向刀長(zhǎng)補(bǔ)、擺頭分度、動(dòng)態(tài)精度測(cè)定、數(shù)顯手搖、斜面對(duì)刀、全閉環(huán)模式下零位保護(hù)功能、刀軸方向長(zhǎng)度補(bǔ)償、五軸傾斜面加工、法向進(jìn)退刀、線性插補(bǔ)、大圓插補(bǔ)等技術(shù)。
支持多種五軸結(jié)構(gòu)
五軸RTCP技術(shù)
攻絲同步補(bǔ)償技術(shù)
優(yōu)速銑技術(shù)
象限突跳補(bǔ)償技術(shù)
“超級(jí)大腦”——黑燈工廠如何實(shí)現(xiàn)通訊關(guān)鍵零件多品種、變批量、無(wú)人化、混流加工？
工業(yè)母機(jī)的更新?lián)Q代讓車間變成了人-物-機(jī)器缺一不可的配合。在勞動(dòng)力不斷變得金貴的今天，制造業(yè)已漸漸進(jìn)入無(wú)人工廠時(shí)代。車間里那張巨大的萬(wàn)物聯(lián)通的網(wǎng)才是主角，它正在代替無(wú)時(shí)不刻操控機(jī)器的工人。黑燈工廠的這張網(wǎng)上連接著指揮總控系統(tǒng)，下連接著需要配合的兵。數(shù)控機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)、機(jī)械手、刀庫(kù)、物料倉(cāng)都是按部就班的兵。
電子通訊類產(chǎn)品由于更新迭代快，導(dǎo)致其一般具有小批量、多品種等特征，而多品種小批量的產(chǎn)品行業(yè)，往往存在著生產(chǎn)周期長(zhǎng)、換型頻次多、緊急插單情況頻發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃變更頻繁、標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)不易制定等問(wèn)題，而要想解決這些問(wèn)題，如果只是在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行臨時(shí)調(diào)整的話，并不能很好的消除生產(chǎn)管理過(guò)程中的全部浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)高效加工，無(wú)法從根本上解決多品種小批量企業(yè)的痛點(diǎn)。
? ? ? ?華中數(shù)控針對(duì)電子通訊類多品種小批量的零件加工，開(kāi)發(fā)了一套“超級(jí)大腦”——柔性加工生產(chǎn)線管控系統(tǒng)。
生產(chǎn)線管控系統(tǒng)構(gòu)架圖
該系統(tǒng)具有無(wú)人化生產(chǎn)管控、混流并行柔性化加工生產(chǎn)管控、生產(chǎn)過(guò)程故障的容錯(cuò)并聯(lián)管控、生產(chǎn)線大數(shù)據(jù)互聯(lián)互通、生產(chǎn)線內(nèi)的排產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)線的自動(dòng)化生產(chǎn)管理、生產(chǎn)線智能化等功能，使得整條產(chǎn)線的主軸利用率達(dá)到85%以上。
“超大容量武器庫(kù)”——黑燈工廠產(chǎn)線如何實(shí)現(xiàn)中央刀庫(kù)與機(jī)床刀庫(kù)的融合
諜戰(zhàn)電影中不乏擅長(zhǎng)多種武器的高手，對(duì)付不同的對(duì)手選擇不同的陣型，配備不同型號(hào)的槍或炮，精準(zhǔn)打擊，數(shù)控加工亦如此。擁有最大1000把刀的中央刀具庫(kù)設(shè)計(jì)，是華中數(shù)控參與建設(shè)的黑燈工廠最大亮點(diǎn)。
小批量多品種的產(chǎn)品加工過(guò)程中，由于零件的多品種特性，會(huì)導(dǎo)致加工中需要使用到的刀具種類多，但是由于受到加工中心物理刀庫(kù)容量的限制，一臺(tái)數(shù)控機(jī)床刀庫(kù)的刀具一般在20~32把，無(wú)法滿足多品種小批量多工藝加工的刀具需求。
擁有最大1000把刀的生產(chǎn)線中央刀具庫(kù)設(shè)計(jì)，是華中數(shù)控參與建設(shè)的智能柔性加工生產(chǎn)線的最大亮點(diǎn)。生產(chǎn)線的中央刀具庫(kù)建立在機(jī)床上方，不占地面空間。生產(chǎn)線管控系統(tǒng)的刀具管理系統(tǒng)統(tǒng)一控制生產(chǎn)線中央刀庫(kù)和各個(gè)加工中心的本地刀庫(kù)，根據(jù)加工生產(chǎn)的排產(chǎn)計(jì)劃對(duì)各個(gè)加工中心的刀具進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配和管理，同時(shí)自動(dòng)修改數(shù)控系統(tǒng)的刀具參數(shù)，實(shí)現(xiàn)柔性化加工生產(chǎn)。
例如，智能產(chǎn)線上的中央刀庫(kù)有216把刀，每臺(tái)數(shù)控機(jī)床的刀庫(kù)有20把刀，中央刀庫(kù)和機(jī)床刀庫(kù)加起來(lái)總刀庫(kù)最大有1000把刀；生產(chǎn)線的總刀庫(kù)（中央刀庫(kù)+各個(gè)機(jī)床的刀庫(kù)），視為各個(gè)加工中心的虛擬刀庫(kù)，不受機(jī)床物理刀庫(kù)容量的限制。所有刀具的刀柄采用RFID電子標(biāo)簽；生產(chǎn)線管控系統(tǒng)根據(jù)加工工藝的要求，通過(guò)生產(chǎn)線的中央刀庫(kù)對(duì)數(shù)控機(jī)床的刀庫(kù)自動(dòng)配置刀具、自動(dòng)設(shè)置數(shù)控系統(tǒng)的刀具參數(shù)和進(jìn)行刀具的壽命管理；
中央刀庫(kù)和刀具搬運(yùn)機(jī)械手
帶有RFID的刀柄及讀寫裝置
刀具管理系統(tǒng)
結(jié)語(yǔ)
精密鋁鎂合金結(jié)構(gòu)件在高精尖領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，華中數(shù)控用潛心磨礪二十余年的數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)給這座智能工廠賦能，實(shí)現(xiàn)“黑”科技工廠的降本增效。未來(lái)，隨著產(chǎn)品迭代的加快 ，以5G濾波器、新能源汽車等為代表的精密鋁合金類零件加工越來(lái)越多，這種智能產(chǎn)線模式還將在汽車、通訊、航空航天等領(lǐng)域批量推廣應(yīng)用。
智，本義是聰明，智力強(qiáng)。引申義有智慧、智謀、計(jì)謀、策略、有智慧的人。科技發(fā)展到“智能”階段，人將所有的聰明能力都可以移植給芯片、給一個(gè)虛擬的大腦。數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的大腦，黑燈工廠的“黑”科技，在今天的機(jī)械加工中似璀璨明珠引人注目，在未來(lái)呢，數(shù)控系統(tǒng)的智能又將為制造插上怎樣的騰飛翅膀？
