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快消品智能流水线分拣系统

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智能制造
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产品行业:智能制造          服务对象:节卡机器人
发布时间:2019-09-27
浏览人数:375
项目周期(天):130
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一. 前言

近年来,为实现我国由"制造大国"向"制造强国"的战略转变,国家正在大力推行精益制造、智能制造、柔性制造、敏捷制造等先进制造理念,并高度重视信息化在制造中的促进作用。随着企业对信息化建设的越来越重视,近年来大部分企业陆续建立了CAD、CAM、CAPP、OA、PDM、ERP 等各类软件系统,购置了大量高档数控设备,信息技术正在企业发展中发挥着越来越重要的作用。

由互联网技术进行支撑并融合信息技术与机械技术,将生产、销售、技术以及管理各部门的数据在一个网络下流动,实现信息完全共享,缩短产品生产准备时间、缩短产品交货时间、提高设备生产效率、降低产品成本的目的。正是因为这种发展趋势,在数控设备达到一定数量后,就需要引进管理数控设备的系统软件——DNC系统。

二. DNC系统的发展历程

第一个阶段(2004年以前):直接数字控制阶段,也即Direct Numerical Control,客户主要关注的是解决机床联网与网络传输问题,程序管理、编辑仿真、数据采集等不作为重点考察内容。网络架构上很多DNC系统采用多串口的形式,这个阶段可称作是国内DNC应用的起步阶段。

第二个阶段(2004年—2007年):分布式数字控制阶段。在满足网络传输的基础上,客户对程序管理、编辑仿真方面提出了更多的要求。这个阶段是真正网络DNC(Distributed Number Control-分布式数字控制)阶段,即用一套DNC系统将工程师、机床、工人、管理者、服务器等分布在不同地点的对象,集中在同一系统中进行管理,网络传输、程序管理、编辑仿真三个模块成为DNC必不可少功能。这期间多串口DNC架构基本被淘汰,网络DNC成为主流。这几年也是国内高端企业开始大面积应用DNC系统的时期。

第三个阶段(2007年—2011年):广义DNC阶段。在这个阶段,客户已经不仅仅满足于基本的网络传输、程序管理等方面功能,为实现企业的精细管理,客户非常关心MDC(机床监控与数据采集),MDC已经成为DNC系统不可缺少的一部分,MDC功能成为选择DNC系统最重要的一个标准。

第四个阶段(2010年至今):数字化车间整体解决方案阶段。此时,大家对DNC已经高度认可,国内高端客户已经不只局限于DNC的建设,而是从总体上、全局上看待DNC、MDC技术,将DNC、MDC作为MES或者是数字化车间的基础和组成部分,认为DNC是实施 MES的基础和前提。

三. 实施DNC系统必要性

许昌烟草机械有限责任公司是烟机行业四大主机厂之一,是典型的离散型加工企业。企业现已拥有各类数控加工设备53台。由于数控设备类型多,控制系统的差异大等诸多原因,为公司的程序管理,数控程序编辑、传输、管理以及数控机床的效率统计、改善等工作带来了诸多不便之处,主要表现为:

1) 以众多数控加工设备为主要资源的生产企业,大量使用数控设备进行加工,但数控设备的生产利用率较低。

2) 生产过程中程序传输频率高。由于等待程序传输而浪费了大量生产加工时间。

3) 频繁的程序传输导致不按规范操作,对通讯接口进行热插拔,使得机床或计算机接口损坏。

4) 数控程序保管混乱,可追溯性差,三维模型图、刀具清单、夹具清单等关联文件容易混淆,存在一定的安全风险。

5) 公司制定了ISO管理规范,但程序没有集中管理,程序无严格的流程签署管理,职责不明晰,出了问题无法进行追溯,不符合ISO9000 要求。

6) 公司管理部门和管理系统不能及时得到生产设备的实时生产状况,因而不能及时做出科学的生产管理计划及措施,影响了公司生产效能的发挥。

四. DNC系统建设

经过长时间的新技术跟踪与调研,我们发现用一台计算机进行所有数控机床的程序传输、数控程序编辑与仿真、程序数据库管理、机床数据采集,机床联网整体解决方案正是为解决制造业企业这一问题而推出的。许昌烟草机械有限责任公司引进了具有世界领先水平的CIMCO机床联网整体解决方案,实现了数控程序的传输、管理、数控设备的监控与数据采集,实现企业网向生产现场的延伸,使机加工车间的生产制造模式发生了质的飞跃。

许昌烟草机械有限责任公司的机床联网与监控系统的实施,将公司53台数控设备联入公司网络,建立了如下的 DNC网络结构图,见下图:

智能工厂建造

DNC网络拓扑图(1)

以下是各模块功能说明:

1. 数控机床通讯模块DNC

通过成功实施数控机床通讯模块,用一台DNC服务器实现了所有数控设备的集中控制和管理,所有数控程序都存放在DNC服务器上,实现了数控程序的集中共享。

2.程序管理模块NCBase

程序管理系统在客户端/服务器平台构架上,产品数据集中放置在服务器中实现数据的集中和共享。程序管理系统包括产品结构树的管理、数控程序的流程管理、人员权限的管理、安全管理、版本管理等。

智能工厂建造

NCBase程序管理图(2)

3.程序编辑仿真模块EDIT

程序编辑仿真系统主要负责程序的快速编辑与实体模拟,方便编程技术人员进行程序模拟,检查刀具轨迹是否正确等。


4.采集监控模块MDC

采集监控模块负责机床实时信息的采集。包括远程监控设备状态(运行、空闲、故障、关机、维修等状态),实时获知每台机床的当前加工的工件和工件生产数量。为MES/ERP系统提供准确、及时的生产完工信息,以及所有机床状态等,这是科学制订生产计划的重要基础。

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MDC车间布局图(3)

五. 规范程序管理

许昌烟草机械有限责任公司DNC的成功应用,使车间的数控加工程序管理发生了很大的变化。公司根据自身离散加工行业的特点制订了程序管理规范和流程,实现了对数控机床加工程序的有效管控,同时通过制订数控程序管理流程,解决了原来因程序问题导致出现的各类质量事故,大大地提高了产品质量。

1.程序命名规范

通过应用程序管理系统,公司对所有数控程序都进行了规范命名,解决了因程序命名不规范导致工人查找某项零件加工程序困难,提高了零件追溯的方便性,使编制的数控程序容易读懂,且能避免加工时错误的发生。


2. 数控程序卡片的管理

数控程序卡片是数控加工程序的重要文件,数控操作工人通过数控程序卡片能更好的理解数控程序的加工意图。通过重新规范填写数控程序卡片,提高了产品的质量,卡片格式如下:

表1


产品型号

零件图号

零件名称

工 序

加工设备







一、加工准备

装夹方式


定位方式


装夹位置


冷却润滑


零点位置(文字或草图描述)


技术员:


操作者:


二、程序编制

文件名:


编制


三、程序试切

加工内容是否完整:


措施:


是否按工艺规程加工:


措施:


程序是否造成机床碰撞:


措施:


程序是否造成零件过切:


措施:


程序是否优化:


措施:


操作者:


技术员:


检验员:




检验员:





刀具编号

刀具类型

规格

刃 长

伸出长度

加工位置

加工方法描述





























技术员:


操作者:


3.数控加工流程管理

根据许昌烟草机械有限责任公司管理现状,从程序编制、试切、更改、审批、加工等各类环节建立了流程管理方案,保证了数控程序从加工准备、编制、审核、机床加工的过程控制,提高了产品加工质量。

主要流程如下:

1)加工准备流程

2)程序加工流程

3)已固化程序的加工流程

程序流程过程说明:

l 要进行数控加工的零件由车间调度通过ERP系统与DNC系统集成,将计划表提交DNC系统,编程员在DNC中查看编程任务计划表。见下表:

序号

产品型号

零件图号

零件名称

加工工序

加工机床

预加工日期






















表2

l 编程技术员消化工艺规程,首先确认工艺规程版本是否一致,对已固化的程序如工艺规程有更改,则需按新程序流程进行。

l 编程技术员进行零件造型和编程后,提出加工方案及刀具清单,刀具管理系统中确认刀具类型和数量,然后将刀具清单提交给刀具管理员进行配刀,同时将数控加工流程卡片提供给操作者进行生产前的工装量具准备。

l 编程技术员依据工艺规程进行零件造型及加工程序编制。生成数控程序后通过DNC系统仿真软件EDIT进行校对,校对内容主要是零件的造型及代码仿真模型,重点在于加工内容与工艺规程的一致性和加工的干涉与否。

l 校对后的数控加工程序上传到DNC系统服务器,操作者先核对程序名称与图号、工艺版本号,核对后的加工程序下载到机床进行试加工,试加工合格后进行零件首检,最后将加工零件合格的加工程序回传至DNC系统经技术主管批准后保存。

六. 总结

DNC系统在许昌烟草机械有限责任公司成功实施和应用后,通过一台DNC服务器可对所有数控设备实现集中管理、集中控制、集中监控,使数控设备由一个信息孤岛变为企业的一个信息节点。通过DNC网络化传输,使公司数控机床的程序传输效率和传输准确性大大提高;通过制订数控程序命名规则、优化数控程序卡片、建立完善的数控流程管理制度,实现了对程序的规范化管理,并提高了产品加工质量;通过对数控设备的数据自动采集,对生产过程及设备实现透明化、实时化的管理;通过与其它信息系统的集成,最大程度地共享了企业的数据,将DNC系统融于企业整个信息化系统,为企业实现全面的数字化制造奠定了坚实基础,对于推进公司的精益生产、精益管理也起到了很好的促进作用。



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