汽車(chē)制造
日夜不停轉的機器，無(wú)數機械臂上下飛舞，帶有id的物料以穩定速率前進(jìn)，流水線(xiàn)有條不紊運行，當工序依次走完，成品由自動(dòng)化小車(chē)分揀送至無(wú)人倉庫.....生產(chǎn)車(chē)間熱火朝天，卻見(jiàn)不到幾個(gè)工人。這就是現代“黑燈工廠(chǎng)”的真實(shí)場(chǎng)景。
??“黑燈工廠(chǎng)”是Dark Factory的直譯，即智慧工廠(chǎng)，因為從原材料到最終成品，所有的加工、運輸、檢測過(guò)程均在空無(wú)一人的工廠(chǎng)內完成，無(wú)需人工操作，把工廠(chǎng)交給機器，所以可以關(guān)燈運行，故得名“黑燈工廠(chǎng)”。
2021年年初，由武漢華中數控股份有限公司、沈陽(yáng)華飛智能科技有限公司、沈陽(yáng)精銳數控機床有限公司等企業(yè)與某重點(diǎn)電子通訊企業(yè)聯(lián)合，針對電子行業(yè)的鋁合金復雜精密結構件加工材料的切削去除率高、薄壁深腔加工易變形、六面特征裝夾頻繁的工序復雜等工藝難點(diǎn)造成的加工設備利用率低、加工周期長(cháng)、應急響應遲緩、自動(dòng)化水平低的瓶頸問(wèn)題，研發(fā)的國產(chǎn)高檔數控機床和智能柔性加工生產(chǎn)線(xiàn)，實(shí)現了對鋁合金復雜精密結構件的高效、多品種、變批量、多工藝融合的柔性化、規?；?、自動(dòng)化、智能化、無(wú)人化的加工生產(chǎn)，并達到了“黑燈工廠(chǎng)”的運行效果。經(jīng)過(guò)了近一年的運行試生產(chǎn)，加工生產(chǎn)出各類(lèi)鋁合金精密結構件數千件，加工質(zhì)量完全滿(mǎn)足生產(chǎn)需求，加工效率大幅提升。
該工廠(chǎng)由兩條數控柔性智能加工生產(chǎn)線(xiàn)組成，每條生產(chǎn)線(xiàn)由配置華中8型數控系統的4臺五軸臥式加工中心、1套生產(chǎn)線(xiàn)中央刀庫及刀具機械手、1套生產(chǎn)線(xiàn)物料庫及物料機械手和生產(chǎn)線(xiàn)管控系統組成。
生產(chǎn)線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò )拓撲圖
現場(chǎng)實(shí)景圖
? ? ? ?這些鋁合金精密結構件應用于在哪些領(lǐng)域？有什么工藝特點(diǎn)和市場(chǎng)需求？對數控系統關(guān)鍵技術(shù)有什么需求？該“黑燈工廠(chǎng)”在加工這些鋁合金精密結構件上又有哪些殺手锏？黑燈工廠(chǎng)如何實(shí)現自動(dòng)化和智能化加工生產(chǎn)，開(kāi)啟智造未來(lái)，我們一一為您揭秘！
前言：精密鋁合金組件的市場(chǎng)需求
隨著(zhù)我國經(jīng)濟結構的轉型，即漸漸由制造大國向制造強國轉型的，精密結構件產(chǎn)業(yè)面臨著(zhù)新的發(fā)展機遇，我國鋁合金精密結構件的產(chǎn)量在金屬精密結構件中的占比已經(jīng)大幅度提升。隨著(zhù)航空航天、汽車(chē)、通訊等技術(shù)的飛速發(fā)展，航空結構件、 消費類(lèi)電子精密結構件及模組、新能源汽車(chē)結構件及模組等產(chǎn)品市場(chǎng)爆發(fā)，我國鋁合金精密結構制造行業(yè)迎來(lái)前所未有的發(fā)展機遇。
? ? ? ?1、航空航天領(lǐng)域的鋁合金、鈦合金和輔材的復雜結構件市場(chǎng)需求
航空復雜結構件的梁、框、肋、壁板、接頭、長(cháng)桁等主要以鋁合金、鈦合金和復合材料組成航天復雜結構件的殼體類(lèi)、復雜筒類(lèi)、功能關(guān)鍵部件等主要以鋁合金和復合材料組成。
2、通訊、電子領(lǐng)域精密鋁合金組件市場(chǎng)需求
在通訊領(lǐng)域，隨著(zhù)5G的發(fā)展，以手機、智能手表、筆記本電腦等為代表的5G智能終端的需求也越來(lái)越大，所需的鋁合金結構件需求量增長(cháng)較多。
? ? ? ?而5G基站的快速建設，5G散熱殼體、5G通訊腔體濾波器、天線(xiàn)底板、5G接插件等結構件的需求加大。
3、汽車(chē)領(lǐng)域精密鋁合金組件市場(chǎng)需求
隨著(zhù)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，輕量化技術(shù)、材料、工藝的研究和開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為世界各大汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家提高競爭能力的關(guān)鍵之一。鋁合金作為關(guān)鍵的輕量化材料，被各大汽車(chē)企業(yè)用于替換原有的鋼制件。目前，鋁合金主要用于制造發(fā)動(dòng)機的缸體、缸蓋、軸承座、離合器殼、變速箱殼、活塞、汽車(chē)輪轂等。
此外，鋁合金組件已廣泛應用于新能源汽車(chē)，隨著(zhù)中國新能源汽車(chē)的高速發(fā)展，鋁合金組件的加工需求也會(huì )越來(lái)越大。這其中，以電驅、電池、電控為代表的“三電”產(chǎn)品，對鋁合金組件的需求最為明顯，主要包括電機殼、電機端蓋，電池箱體、電池箱上蓋、電池箱底殼，高壓盒PEU殼體，減速箱殼體等。
精密鋁合金組件的加工工藝特點(diǎn)
由于鋁合金材料去除量大、剛性低、強度弱，容易產(chǎn)生較大變形，加工后難以保證零件的加工精度和表面質(zhì)量，精密鋁合金結構件制造加工工藝要求較高，具有以下技術(shù)特點(diǎn)：
1、鉆攻、攻絲加工多
通訊類(lèi)精密鋁合金組件，由于需要安裝各種電子元器件，所以零件上的孔位多，鉆孔攻絲占比大。
2、同一個(gè)工件需完成多個(gè)面多個(gè)工序加工，對效率要求高
鋁合金精密組件一般有多個(gè)面經(jīng)過(guò)多道工序加工，有的零件6個(gè)面都需要加工，工件在工藝編排不好時(shí)，重復裝拆頻率較高。
3、材料去除率大，對精度要求高
由于鋁合金組件小型化、輕量化、高精度需求，一般零件都是從一整塊鋁件直接加工，材料去除率高，有的零件甚至達到95%以上的去除率。同時(shí)，有很多薄壁、小圓柱等造型，對精度的要求非常高。
精密鋁合金組件的加工對數控機床和數控系統的需求
針對鋁合金復雜精密結構件加工材料的切削去除率高、薄壁深腔加工易變形、六面特征裝夾頻繁的工序復雜等工藝難點(diǎn)問(wèn)題，數控加工工藝方法發(fā)生了根本性的變化，對數控機床和數控系統提出了新的要求，數控機床從傳統的低轉速、大扭矩切削加工向高轉速、高進(jìn)給、輕負荷切削加工、高效五軸聯(lián)動(dòng)方向發(fā)展。同時(shí)，由于高速五軸臥式加工中心具有高效、高精度、高復合化等特點(diǎn)，高速五軸臥式加工中心的需求越來(lái)越大。因此，高加速度（﹥1G）、高速高精控制、多軸虛擬軸的RTCP控制、同步軸（水平/垂直）全閉環(huán)控制、主從消隙控制、大功率伺服驅動(dòng)、高速主軸控制等成為數控系統的必備技術(shù)。
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