面向数控加工智能产线设计分析.docx
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1、面向数控加工智能产线设计分析 摘要:针对企业提出的活塞制造自动化的需求,设计开发了一条智能产线,通过整合各种新技术,融合机器视觉检测技术、PLC控制技术、传感器技术、工业互联网技术、制造执行系统等,实现上料、加工、下料、检测等的一体化控制。智能产线取代传统的手工操作,降低了劳动强度,保障了产品质量,能适应各种恶劣的生产环境,高效完成指定任务,有效提升了产品及企业的竞争力。 关键词:工业机器人;数控车床;数字孪生;计算机辅助工艺过程设计(CAPP) 1智能产线的组成 目前,数控技术与智能制造新技术的融合应用越来越广泛,广州数控设备有限公司作为智能制造领域的践行者,积累了丰富经验。面向数控加工的智
2、能产线主要是根据工艺流程,由若干台工业机器人和数控机床及工装夹具等进行联网组线;PLC控制检测和流程及系统调度,制造执行系统MES管控信息可视化和数据实时分析处理,实现加工过程无人值守,能对异常状态进行快速反应和分析判断,可安全可靠地长时间持续工作,改变了传统生产方式。 2智能产线的设计 为提升生产能效,某企业引进智能产线替代人工实现24h两班制。随着工业机器人的发展,智能制造生产线因其能够快速实现大批量加工、节省人力成本、提高生产效率等优势,成为越来越多工厂的理想选择。如何快速正确地完成基于工业机器人和数控机床应用技术的智能制造生产线的设计成为众多智能装备系统集成企业颇为头疼的问题,而随着数
3、字孪生和计算机辅助工艺过程设计(CAPP)等工业软件的发展,此类问题得到圆满解决。数字孪生的主要作用是在产品主体研发完成后和工程实施之前对设计的智能产线进行检验,贯穿“设计工艺制造调试”全产业链,用数字样机代替物理样机验证设计方案的可行性、可靠性、合理性和工艺流程,可防碰撞,得出生产效率,降低成本,减少返工,加速产品上市,实现全生命周期管理,意义重大。2.1活塞加工工艺分析。活塞加工是将重量小于30kg的碳钢毛坯工件按照图样要求加工成成品工件。根据材料特点和精度要求,工件开粗、半精加工、精加工等不同工序须在不同的数控车床上进行,因此,设计方案主要采用2台全功能数控车床和2台经济型数控车床及一台
4、工业机器人。上料仓配置的视觉系统可自动识别工件的上料位置,换向机构实现工件的翻转,同时引入制造执行系统MES、PLC、工业互联网实现智能制造。汽车活塞智能产线设计方案如图1所示。该汽车活塞智能加工产线是以典型机器人搬运上下料为背景,结合制造执行系统MES、PLC技术、机器视觉检测技术、工业互联网技术和数字孪生等先进手段,提升生产过程信息化、智能化水平,构建的一套智能制造生产线。本产线以制造执行系统MES为核心,有效地将数字孪生技术、信息通信技术以及自动化控制技术等融合为一体,建立智能制造管控系统。基于该系统可完成制造过程中的工艺设计、排产调度、质量控制、状态监测等功能,建立完整的智能产线。2.
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