案例|探访华中数控“工业4.0”智能车间
武汉华中数控股份有限公司创立于1994年,注册资本1.61745亿元,是首批国家级“创新型企业”、全国机械工业先进集体,已获得国家科技进步二等奖1项、省部级科技进步一等奖4项,有9项产品被评为国家级重点新产品。
武汉华中数控股份有限公司创立于1994年,注册资本1.61745亿元,是首批国家级“创新型企业”、全国机械工业先进集体,已获得国家科技进步二等奖1项、省部级科技进步一等奖4项,有9项产品被评为国家级重点新产品。
华中数控控“云服务”,利用3G、WIFI等技术,通过无线网络,监控公司展台上所有设备情况,及展馆内配置华中8型系统的机床情况。主要体现华中8型的远程监控功能及在线诊断功能,展示公司系统在数字化车间的应用,手机与8型系统联网APP等功能。
华中8型采用具有完全自主知识产权的NCUC工业现场总线技术,采用模块化、开放式体系结构的高可靠性设计,具有高速高精、多轴多通道、车铣复合控制、云数控、五轴加工等控制功能,具有极高的性价比。华中8型支持跨平台移植、裁剪,实现“硬件可置换、软件跨平台”,具备深度二次开发功能,支持激光加工、电加工,磨削加工等多种工艺,以及塑料机械、印刷机械等“数控一代”产品,支持客户定制化。
2015年,华中数控股份有限公司(以下简称:华中数控)携手东莞劲胜精密构建集国产高端数控机床、国产机器人、自动化设备、国产系统软件于一体的3C产品智能工厂,实现了工业4.0纵向集成,形成智能制造工厂在3C行业的示范,实现高速高精国产钻攻数控设备、数控系统与机器人的协同工作,在业内率先实现装夹环节采用机器人代替人工操作,节省70%以上的人力;建立基于物联网技术的制造现场“智能感知”系统,改造升级现有生产制造系统,建立全制造过程可视化集成控制中心,实现对钻攻中心、机器人、物流装备等的全面支持,降低产品不良率,缩短产品研制周期,提高设备利用率,提升车间能源利用率,最终实现少人化人机协同化生产。
一、项目概况
劲胜东城厂区智能制造项目是2015年国家94家智能制造专项之一,项目名称:移动终端金属加工智能制造新模式。项目由东莞劲胜精密组件股份有限公司牵头承担,联合开发单位还包括科研单位、国内高校、设备研发制造商、软件开发企业、金融企业等,项目负责人为华中科技大学邵新宇教授。
项目实施目标是:实现生产效率提高20%以上,运营成本降低20%,产品研制周期缩短30%,产品不良品率降低30%,能源利用率提高15%。
整个项目历时1年建设,目前已建成拥有10条自动化钻攻生产线的智能车间,智能车间包括180台国产高速高精钻攻中心、81台国产华数机器人、30台RGV、10台AGV小车、1套全自动配料检测系统。同时搭载全国产化的工业软件系统,包括云数控系统平台、CAPP、APS高级排程系统、MES生产管理系统、三维虚拟仿真系统等。基于国产高档数控系统的良好开放性,建立了智能工厂设备大数据平台,通过对设备实时大数据的采集、分析,实现了机床健康保障、G代码智能优化、断刀监测等智能化功能。另外还建设有 1条普及型自动化钻攻推广线(20台钻攻中心机床和12台工业机器人),1条机器人自动抛光打磨生产线(12台工业机器人),1条用于智能制造人才培训的智能生产线(微缩版智能工厂,具备智能工厂各种要素)等。
车间建设图
通过以上硬件和软件的开发建设,实现了高速高精国产钻攻数控设备、数控系统与机器人的协同工作,在业内率先实现装夹环节采用机器人代替人工操作,节省人力;建立基于物联网技术的制造现场“智能感知”系统,改造升级现有智能化系统,建立全制造过程可视化集成控制中心,实现对加工中心、机器人、物流装备等的全面支持。
二、项目特点
项目具有“三国”、“六化”、“一核心”的特点。
“三国”是指智能工厂全部使用国产智能装备、国产数控系统、国产工业软件;各参与单位充分发挥各自的特长,实行协同创新机制,基于“三国”的核心技术优势,各个硬件、软件系统之间相互深度开放并互相融合,为智能工厂的信息集成、数据集成以及各种智能化功能的实现奠定了基础,同时也保障了工业数据的安全可控。智能工厂最核心的设备——配套国产数控系统的国产高速钻攻中心机床,可与进口同类产品同台竞技,打破国外垄断。
国产数控系统:华中8型总线式高档数控系统
国产工业软件:云数控、PLM、CAPP、MES、APS等
六化”是指:装备自动化、工艺数字化、生产柔性化、过程可视化、信息集成化、决策自主化。
01装备自动化
配套国产高档数控系统的高速钻攻中心机床,实现高速高精加工,与进口同类产品同台竞技,实现机床装备高端化;利用6关节工业机器人取代现场操作工人,实现加工过程自动化,提升产品一致性;通过AGV定点、自动配送混流物料,实现车间物流自动化;现场采用非接触光学自动检测,自动采集检测数据及时反馈结果,实现产品检测自动化。
02各种自动化设备
工艺数字化
2)采用三维CAPP软件系统实现机加工艺的三维数字化设计与仿真,大大提升工艺设计效率和设计质量;使用国产PLM软件,实现从设计到生产制造的产品生命周期数字化管理。