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精密鋁合金結構件制造“黑燈工廠”大揭秘(下)

發布日期:

2021-12-29 14:37

新聞來源:

華中數控

字體顯示:

【大】 【中】 【小】

“時間就是金錢”——黑燈工廠如何實現精密鋁合金零件的高效、高精加工?

黑燈工廠中華中數控與沈陽精銳合作研發的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,可以保證大部分特征在一次裝夾過程中完成精加工,完美解決這一問題。

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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6個面的加工,1次裝夾就可以完成整個零件的加工,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。

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2、減少裝夾次數,提高協同精度

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,每次裝夾都會產生一定的誤差,換夾次數越多,誤差與不確定因素就越來越大。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式高檔數控裝置,支持自主開發的NCUC總線協議及EtherCAT總線協議,支持總線式全數字伺服驅動單元和絕對式伺服電機、支持總線式遠程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、五軸聯動控制、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。

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? ? ? 針對鋁合金組件的多面加工技術特點,機床應用了華中8型系統的典型五軸功能有RTCP功能、直角頭雙向刀長補、擺頭分度、動態精度測定、數顯手搖、斜面對刀、全閉環模式下零位保護功能、刀軸方向長度補償、五軸傾斜面加工、法向進退刀、線性插補、大圓插補等技術。

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支持多種五軸結構

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五軸RTCP技術

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攻絲同步補償技術

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優速銑技術

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象限突跳補償技術


超級大腦”——黑燈工廠如何實現通訊關鍵零件多品種、變批量、無人化、混流加工?

工業母機的更新換代讓車間變成了人-物-機器缺一不可的配合。在勞動力不斷變得金貴的今天,制造業已漸漸進入無人工廠時代。車間里那張巨大的萬物聯通的網才是主角,它正在代替無時不刻操控機器的工人。黑燈工廠的這張網上連接著指揮總控系統,下連接著需要配合的兵。數控機床、數控系統、機械手、刀庫、物料倉都是按部就班的兵。

電子通訊類產品由于更新迭代快,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品行業,往往存在著生產周期長、換型頻次多、緊急插單情況頻發、生產計劃變更頻繁、標準作業不易制定等問題,而要想解決這些問題,如果只是在生產現場進行臨時調整的話,并不能很好的消除生產管理過程中的全部浪費,實現高效加工,無法從根本上解決多品種小批量企業的痛點。

? ? ? ?華中數控針對電子通訊類多品種小批量的零件加工,開發了一套“超級大腦”——柔性加工生產線管控系統。

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生產線管控系統構架圖

該系統具有無人化生產管控、混流并行柔性化加工生產管控、生產過程故障的容錯并聯管控、生產線大數據互聯互通、生產線內的排產規劃、生產線的自動化生產管理、生產線智能化等功能,使得整條產線的主軸利用率達到85%以上。

“超大容量武器庫”——黑燈工廠產線如何實現中央刀庫與機床刀庫的融合

諜戰電影中不乏擅長多種武器的高手,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最大亮點。

小批量多品種的產品加工過程中,由于零件的多品種特性,會導致加工中需要使用到的刀具種類多,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20~32把,無法滿足多品種小批量多工藝加工的刀具需求。

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擁有最大1000把刀的生產線中央刀具庫設計,是華中數控參與建設的智能柔性加工生產線的最大亮點。生產線的中央刀具庫建立在機床上方,不占地面空間。生產線管控系統的刀具管理系統統一控制生產線中央刀庫和各個加工中心的本地刀庫,根據加工生產的排產計劃對各個加工中心的刀具進行統一調配和管理,同時自動修改數控系統的刀具參數,實現柔性化加工生產。

例如,智能產線上的中央刀庫有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總刀庫最大有1000把刀;生產線的總刀庫(中央刀庫+各個機床的刀庫),視為各個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;生產線管控系統根據加工工藝的要求,通過生產線的中央刀庫對數控機床的刀庫自動配置刀具、自動設置數控系統的刀具參數和進行刀具的壽命管理;

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中央刀庫和刀具搬運機械手

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帶有RFID的刀柄及讀寫裝置

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刀具管理系統

結語

精密鋁鎂合金結構件在高精尖領域應用廣泛,華中數控用潛心磨礪二十余年的數控系統技術給這座智能工廠賦能,實現“黑”科技工廠的降本增效。未來,隨著產品迭代的加快 ,以5G濾波器、新能源汽車等為代表的精密鋁合金類零件加工越來越多,這種智能產線模式還將在汽車、通訊、航空航天等領域批量推廣應用。

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、給一個虛擬的大腦。數控系統是數控機床的大腦,黑燈工廠的“黑”科技,在今天的機械加工中似璀璨明珠引人注目,在未來呢,數控系統的智能又將為制造插上怎樣的騰飛翅膀?


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