2019年12月,上海煙草機械有限責任公司邁出了產(chǎn)線自動化和智能化升級的第一步,KUKA移動式協(xié)作機器人、五軸五聯(lián)動加工中心、高精度三坐標測量儀等設備構成了閉環(huán)的機加工智能產(chǎn)線,智能產(chǎn)線1.0落地完成。2021年7月,智能產(chǎn)線團隊對產(chǎn)線進行改造升級,智能產(chǎn)線2.0在原有基礎上增加了2臺七軸AGV協(xié)作機器人、1臺六軸固定工業(yè)機器人,這些新增設備能夠滿足現(xiàn)有7臺哈默機床24小時無人值守的加工需求,適應不同規(guī)格托盤、不同大小底座的小型零件的加工和自適應存儲。智能產(chǎn)線2.0運用5G技術,應用自研零點定位裝置,開發(fā)了機器人柔性裝夾技術并完成了1300余種零件的智能制造工藝開發(fā)。
有了寶貴的經(jīng)驗積累,2022年10月,上海煙機公司的智能產(chǎn)線3.0落地完成。這一全新的智能產(chǎn)線首次將大負載的滑軌式七軸工業(yè)機器人和潛伏式AGV小車成功應用到5臺米克朗機床,通過使用自研零點定位系統(tǒng)及柔性裝夾技術,打破傳統(tǒng)裝夾方式,推出了“零工裝、零壓板、零干涉”的“三零”創(chuàng)新工藝。該條智能產(chǎn)線創(chuàng)新應用工序級動態(tài)排產(chǎn),通過與底層設備狀態(tài)深度融合,實現(xiàn)推拉式執(zhí)行訂單,最終完成了煙機中小型箱體類零件的智能制造生產(chǎn)。上海煙機公司通過智能產(chǎn)線1.0至3.0的研究與應用,總結出了一套適用于離散型智能制造企業(yè)的技術方法并且已具備應用推廣的能力。
公司近幾年打造的兩條全新智能產(chǎn)線,將標準化、數(shù)字化、智能化三項技術運用到極致,真正體現(xiàn)了上海煙機人緊跟時代步伐、勇于開拓創(chuàng)新的優(yōu)良品質。
產(chǎn)線的標準化技術分為標準化裝夾和標準化工藝。標準化裝夾的核心是公司自研零點定位系統(tǒng)。自研零點定位系統(tǒng)采用獨特的零點定位和鎖緊裝置,將不同類型產(chǎn)品的坐標系轉化為唯一的坐標系,通過機床上的標準化夾具接口進行定位和拉緊,實現(xiàn)精確定位,消除多道工序的累計誤差。上海煙機公司的自研零點定位裝置能夠根據(jù)不同的機床臺面定制個性化產(chǎn)品,重復定位精度高達0.002mm。目前,上海煙機公司的兩條智能產(chǎn)線均應用了自研零點定位裝置。工藝標準化是智能產(chǎn)線的命脈?;诹慵P偷娜S標注(MBD技術)將裝夾標準化,降低對操作人員的數(shù)量、技術要求,避免裝夾質量受人為因素干擾,從而保障產(chǎn)品加工質量,提高加工精度及效率。標準化裝夾具有通用性,不但適用于小型異形件,也能組合用于中小型箱體的加工制造,并在三坐標測量儀上通用。智能化產(chǎn)線通過與協(xié)作機器人配合,實現(xiàn)了中小型零件的24小時智能化生產(chǎn)。
產(chǎn)線數(shù)字化技術的實現(xiàn)旨在打通車間現(xiàn)場的物聯(lián)網(wǎng),通過5G信號完成移動式協(xié)作機器人與“邊緣云控制平臺”間的信息傳輸,實現(xiàn)作業(yè)任務的下達與作業(yè)完成情況的反饋。車間現(xiàn)場采用“5G CPE+工業(yè)網(wǎng)關+工業(yè)虛擬專網(wǎng)”的5G+智慧工廠方案,實現(xiàn)了智能產(chǎn)線全自動加工,同時他們利用數(shù)字孿生技術,實現(xiàn)數(shù)據(jù)在虛擬及現(xiàn)實環(huán)境下的全面、實時、三維映射。
產(chǎn)線的智能化技術分為智能排產(chǎn)系統(tǒng),智能調度控制系統(tǒng),Slam導航方式,多車、多品牌AGV統(tǒng)一調度系統(tǒng)。智能排產(chǎn)系統(tǒng)在靜態(tài)排產(chǎn)系統(tǒng)的基礎上,實時感知現(xiàn)場的人、機、料、法、環(huán)等各種資源要素,進行多變量優(yōu)化計算,形成優(yōu)化排產(chǎn)?;?G智能產(chǎn)線的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)管控一體化系統(tǒng)具有設備控制、流程管控、質量監(jiān)管等廣泛的系統(tǒng)協(xié)同能力,它能夠根據(jù)產(chǎn)線設備和物料的實時狀態(tài)、訂單的緊急程度優(yōu)化排產(chǎn)順序,輕松應對訂單變化,保障生產(chǎn)效率。智能調度系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),它通過5G無線網(wǎng)絡將加工、檢驗、清洗烘干、存儲、物流設備以及工業(yè)機器人等智能設備連接成一個整體,能夠打破各類工業(yè)設備通訊協(xié)議限制,下達作業(yè)指令,進行實時監(jiān)控。上海煙機公司通過該平臺的研發(fā)部署,對目標產(chǎn)線上的各型設備進行有效管控,為實現(xiàn)離散型制造車間產(chǎn)線少人化、無人化作業(yè)奠定基礎。Slam導航方式具有高精度定位、導航和避障功能,可以根據(jù)現(xiàn)場實際環(huán)境,制定高柔性、高效率的物流路徑,實現(xiàn)人機協(xié)作。多車、多品牌AGV統(tǒng)一調度系統(tǒng)將不同品牌、類型、導航方式的AGV及相關設備在同一車間內(nèi)進行統(tǒng)一調度,打通不同車間不同生產(chǎn)系統(tǒng)之間的信息孤島、物理壁壘,使各設備交互融合成為可能。
從制造到智造,上海煙機公司通過對生產(chǎn)線智能化改造和智能化產(chǎn)品升級,實現(xiàn)了“制造智能化、產(chǎn)品智能化、服務個性化”的建設目標。
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