汽車(chē)制造
“時(shí)間就是金錢(qián)”——黑燈工廠(chǎng)如何實(shí)現精密鋁合金零件的高效、高精加工？
黑燈工廠(chǎng)中華中數控與沈陽(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型數控系統的五軸臥式加工中心
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1、加工效率高，1臺更比6臺強
該型五軸臥式加工中心針對鋁合金工件采用臥式五軸加工，采用3+2的結構布局，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臺臥式五軸加工中心相當于傳統的6臺三軸加工中心的效率。
2、減少裝夾次數，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臺立式加工中心+1臺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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? ? ? ?機床配置華中數控HNC-848D數控系統，該系統為全數字總線(xiàn)式高檔數控裝置，支持自主開(kāi)發(fā)的NCUC總線(xiàn)協(xié)議及EtherCAT總線(xiàn)協(xié)議，支持總線(xiàn)式全數字伺服驅動(dòng)單元和絕對式伺服電機、支持總線(xiàn)式遠程I/O單元，集成手持單元接口。系統采用雙IPC單元的上下位機結構，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償等高檔數控系統功能。
? ? ? 針對鋁合金組件的多面加工技術(shù)特點(diǎn)，機床應用了華中8型系統的典型五軸功能有：RTCP功能、直角頭雙向刀長(cháng)補、擺頭分度、動(dòng)態(tài)精度測定、數顯手搖、斜面對刀、全閉環(huán)模式下零位保護功能、刀軸方向長(cháng)度補償、五軸傾斜面加工、法向進(jìn)退刀、線(xiàn)性插補、大圓插補等技術(shù)。
支持多種五軸結構
五軸RTCP技術(shù)
攻絲同步補償技術(shù)
優(yōu)速銑技術(shù)
象限突跳補償技術(shù)
“超級大腦”——黑燈工廠(chǎng)如何實(shí)現通訊關(guān)鍵零件多品種、變批量、無(wú)人化、混流加工？
工業(yè)母機的更新?lián)Q代讓車(chē)間變成了人-物-機器缺一不可的配合。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(chǎng)時(shí)代。車(chē)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)不刻操控機器的工人。黑燈工廠(chǎng)的這張網(wǎng)上連接著(zhù)指揮總控系統，下連接著(zhù)需要配合的兵。數控機床、數控系統、機械手、刀庫、物料倉都是按部就班的兵。
電子通訊類(lèi)產(chǎn)品由于更新迭代快，導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(zhù)生產(chǎn)周期長(cháng)、換型頻次多、緊急插單情況頻發(fā)、生產(chǎn)計劃變更頻繁、標準作業(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)現場(chǎng)進(jìn)行臨時(shí)調整的話(huà)，并不能很好的消除生產(chǎn)管理過(guò)程中的全部浪費，實(shí)現高效加工，無(wú)法從根本上解決多品種小批量企業(yè)的痛點(diǎn)。
? ? ? ?華中數控針對電子通訊類(lèi)多品種小批量的零件加工，開(kāi)發(fā)了一套“超級大腦”——柔性加工生產(chǎn)線(xiàn)管控系統。
生產(chǎn)線(xiàn)管控系統構架圖
該系統具有無(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)程故障的容錯并聯(lián)管控、生產(chǎn)線(xiàn)大數據互聯(lián)互通、生產(chǎn)線(xiàn)內的排產(chǎn)規劃、生產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)化生產(chǎn)管理、生產(chǎn)線(xiàn)智能化等功能，使得整條產(chǎn)線(xiàn)的主軸利用率達到85%以上。
“超大容量武器庫”——黑燈工廠(chǎng)產(chǎn)線(xiàn)如何實(shí)現中央刀庫與機床刀庫的融合
諜戰電影中不乏擅長(cháng)多種武器的高手，對付不同的對手選擇不同的陣型，配備不同型號的槍或炮，精準打擊，數控加工亦如此。擁有最大1000把刀的中央刀具庫設計，是華中數控參與建設的黑燈工廠(chǎng)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 )導致加工中需要使用到的刀具種類(lèi)多，但是由于受到加工中心物理刀庫容量的限制，一臺數控機床刀庫的刀具一般在20~32把，無(wú)法滿(mǎn)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(xiàn)中央刀具庫設計，是華中數控參與建設的智能柔性加工生產(chǎn)線(xiàn)的最大亮點(diǎn)。生產(chǎn)線(xiàn)的中央刀具庫建立在機床上方，不占地面空間。生產(chǎn)線(xiàn)管控系統的刀具管理系統統一控制生產(chǎn)線(xiàn)中央刀庫和各個(gè)加工中心的本地刀庫，根據加工生產(chǎn)的排產(chǎn)計劃對各個(gè)加工中心的刀具進(jìn)行統一調配和管理，同時(shí)自動(dòng)修改數控系統的刀具參數，實(shí)現柔性化加工生產(chǎn)。
例如，智能產(chǎn)線(xiàn)上的中央刀庫有216把刀，每臺數控機床的刀庫有20把刀，中央刀庫和機床刀庫加起來(lái)總刀庫最大有1000把刀；生產(chǎn)線(xiàn)的總刀庫（中央刀庫+各個(gè)機床的刀庫），視為各個(gè)加工中心的虛擬刀庫，不受機床物理刀庫容量的限制。所有刀具的刀柄采用RFID電子標簽；生產(chǎn)線(xiàn)管控系統根據加工工藝的要求，通過(guò)生產(chǎn)線(xiàn)的中央刀庫對數控機床的刀庫自動(dòng)配置刀具、自動(dòng)設置數控系統的刀具參數和進(jìn)行刀具的壽命管理；
中央刀庫和刀具搬運機械手
帶有RFID的刀柄及讀寫(xiě)裝置
刀具管理系統
結語(yǔ)
精密鋁鎂合金結構件在高精尖領(lǐng)域應用廣泛，華中數控用潛心磨礪二十余年的數控系統技術(shù)給這座智能工廠(chǎng)賦能，實(shí)現“黑”科技工廠(chǎng)的降本增效。未來(lái)，隨著(zhù)產(chǎn)品迭代的加快 ，以5G濾波器、新能源汽車(chē)等為代表的精密鋁合金類(lèi)零件加工越來(lái)越多，這種智能產(chǎn)線(xiàn)模式還將在汽車(chē)、通訊、航空航天等領(lǐng)域批量推廣應用。
智，本義是聰明，智力強。引申義有智慧、智謀、計謀、策略、有智慧的人?？萍及l(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。數控系統是數控機床的大腦，黑燈工廠(chǎng)的“黑”科技，在今天的機械加工中似璀璨明珠引人注目，在未來(lái)呢，數控系統的智能又將為制造插上怎樣的騰飛翅膀？
