隨sui著zhe勞lao動dong力li成cheng本ben的de不bu斷duan上shang漲zhang以yi及ji自zi動dong化hua技ji術shu的de高gao度du發fa展zhan,眾zhong多duo製zhi造zao企qi業ye將jiang目mu光guang投tou向xiang了le無wu人ren車che間jian。目mu前qian,工gong業ye機ji器qi人ren已yi經jing廣guang泛fan應ying用yong於yu各ge個ge領ling域yu,如ru汽qi車che及ji其qi零ling部bu件jian製zhi造zao、機械加工、電子、橡塑、食品工業、木材與家具製造等行業,這使得“車間無人”不再是空想。但是,無人車間的成功運行還有賴於控製係統,就像人的大腦一樣,控製係統決定著無人車間的生產質量和生產效率。
對於製造業而言,無人車間的靈魂就是數控係統。對此,台達為客戶提供了高可靠度的NC300 數控係統,該係統采用DMCNET 總線控製,提高了係統的穩定性和高速通訊傳輸能力,為無人車間的實現提供了整體解決方案。
1、 項目背景
目前,國內很多製造企業存在設備自動化程度低以及部分設備逐漸老化的問題,這直接導致了企業生產效率低、產品廢品率高,與此同時,人工在PPI (生產者物價指數)方fang麵mian所suo占zhan的de比bi例li越yue來lai越yue大da,使shi得de工gong廠chang利li潤run不bu斷duan被bei壓ya縮suo。麵mian對dui這zhe些xie挑tiao戰zhan,轉zhuan型xing升sheng級ji是shi製zhi造zao企qi業ye的de唯wei一yi出chu路lu,而er創chuang新xin才cai是shi企qi業ye可ke持chi續xu發fa展zhan的de重zhong中zhong之zhi重zhong。未wei來lai,企qi業ye還hai需xu進jin一yi步bu調tiao整zheng生sheng產chan結jie構gou,減jian少shao人ren工gong參can與yu,優you化hua廠chang區qu管guan理li,提ti高gao生sheng產chan效xiao率lv。所suo以yi,自zi動dong化hua生sheng產chan線xian是shi未wei來lai機ji械xie製zhi造zao企qi業ye的de必bi然ran選xuan擇ze。
青島某機械製造有限公司主要研製、開發、生產各種型號的摩托車曲軸、壓縮機曲軸、園林機械曲軸等各種軸類部件,年生產能力達300 萬套(件),產chan品pin質zhi量liang和he生sheng產chan規gui模mo位wei居ju行xing業ye前qian列lie。該gai公gong司si為wei早zao期qi國guo企qi改gai製zhi單dan位wei,隨sui著zhe訂ding單dan的de增zeng多duo,陳chen舊jiu的de設she備bei已yi不bu能neng滿man足zu生sheng產chan需xu求qiu。但dan是shi,在zai生sheng產chan線xian成cheng本ben的de嚴yan格ge控kong製zhi下xia,高gao價jia的de進jin口kou設she備bei被bei拒ju之zhi門men外wai。經jing多duo方fang考kao慮lv,該gai公gong司si決jue定ding在zai自zi動dong化hua生sheng產chan線xian上shang的de加jia工gong中zhong心xin、鑽攻機、數控銑設備中引入台達高性價比產品——NC300 數控係統。
2、 台達係統特點
台達全新的泛用型CNC 控製器,、采用了高性價比的嵌入式硬件設計,實現了低耗能、減少溫升、增加係統穩定性的目的;另外,搭配台達專用伺服和主軸,及新一代通訊網絡DMCNET (Delta Motion Control Network )進行高速數據傳輸及控製;整合高速/ 高運算精度晶片,擁有架構即時分工的多控製核心,包括人機操作界麵核心、運動控製核心、程序控製核心三大核心,由各自的高速運算器進行處理,可以提升控製器的處理效能,滿足高速、高精的機械切削加工要求。
圖1 係統架構
此外,該係統抗噪聲能力佳,省配線,節約裝機時間;可以實現高速、高分辨率的伺服控製;還可以發送及回授高精度命令,避免傳統高速脈波命令遺失問題;伺服參數管理簡便,方便調機;彈性大、可靠度高;可以實現實時多軸同步控製。係統搭配台達 ECMC 高精度伺服馬達、 20-bit 等級( 1280000P/rev )編碼器,提升了定位精度與低速運轉穩定度。
圖2 產品組合示意圖
3 生產流程
gongrenjiangmaopisongdaochejianmenkou,tongguomaduojijiangmaopibanyundaosongliaocheshang,songliaochegenjuzongjihujiaojinrudaofangliaoquyu,zaitongguomaduojibaliaopansongdaoxuanzhuanchuansongdaishang。
diyitaijiqirencongchuansongdaiquchumaopijiangqifangzhidaodiyitaishukongshebeineijinxingjiagong,wanbihoujiqirenjiangcailiaoquchu,tongshifangruweijiagongchanpin,badiyidaogongxujiagongwandechanpinfangruzidongceliangyishangjinxingceliang,hegechanpinfangruxiayigongxu,buhegechanpinbeifangrubuhegequ,tongshi,celiangyijiangceliangjieguogaozhishukongjichuang,jinxingmohaowuchabuchang。houxujiagonganciliuchengjinxingyiyichuansong。
當總機通知進行產品清空時,機器人把設備加工完的產品全部取出到料道中,並告知機床加工終止,機器人進入休眠狀態。
整個生產流程分為兩個單元完成,第一單元完成初加工,第二單元完成深加工,便於設備維護以及新產品調試。
圖3 係統配置
4 項目實施
該項目中,台達NC300 數控係統分別布置在以下機床中:
鑽攻機床1 號機的加工任務是鑽孔,兩邊工作台加工不同產品。加工中心2 號機的加工任務是分度鑽孔;銑床3 號機的加工任務銑鍵槽,左工序;銑床4 號機的加工任務是銑鍵槽,右工序;加工中心5 號機的加工任務是鑽軸向孔;加工中心6 號機的加工任務是鑽盤麵孔;加工中心7 號機的加工任務是鑽盤麵孔。每一台機床都配置了台達NC300A-MS-A 分體數控係統和8 寸彩色液晶顯示屏,並搭配遠程IO 單元和ASD-A2 係列伺服及ASD-S 係列主伺服。
項目的實施過程中,台達的數控係統起到了極為重要的作用。首先,根據生產線的邏輯流程規劃,台達NC300 數控係統通過PLC luojibiancheng,shixianlejiqirenyuzongjizhijiandexinhaojiaohuan,keshishifankuixitongdejiagongzhuangtaihechanpindejiagongshuju,bianyuzongjitongyiguanli。qici,taidatongguoqiangdadeA2 伺服直接輸出模擬電壓,並將數據傳送到總機,工程師可以根據需要了解機床的運行數據,如數控係統主軸轉速和進給速度等。
刀具的工作狀態直接影響加工精度及產品質量。所以,加工時,刀具的管理至關重要。台達NC300 數控係統通過二次開發界麵,為客戶定製了刀具壽命管理及斷刀保護功能,使客戶及時地了解刀具的使用狀態。
台達的數控係統進一步優化了PLC 設計,設置了一係列安全保護功能,確保生產線可以安全可靠生產。而對於加工程序處理,台達通過ETHERNET 網絡由總機統一管理。
此ci外wai,台tai達da數shu控kong係xi統tong通tong過guo自zi帶dai的de伺si服fu自zi動dong調tiao整zheng功gong能neng,以yi及ji有you效xiao的de增zeng益yi調tiao整zheng工gong具ju,對dui機ji床chuang性xing能neng及ji加jia工gong產chan品pin的de光guang潔jie度du進jin行xing控kong製zhi,使shi其qi達da到dao最zui佳jia控kong製zhi特te性xing,同tong時shi,求qiu取qu控kong製zhi回hui路lu中zhong慣guan量liang數shu值zhi、daikuanhezengyizhi,jiangxiangguandezengyicanshuzidongsuanchubingqiechuanrusifufangdaqizhong,shisifuxitongfahuizuidaxiaoneng,bingtongguogongzhenyizhigongneng,duijitaichanpindegongzhendianjinxingzidongbuzhuolvbochuli,shijitaiyunxinggengjiapingwen。
數shu控kong係xi統tong的de實shi時shi監jian控kong功gong能neng和he方fang便bian維wei護hu的de特te性xing在zai生sheng產chan線xian的de運yun行xing中zhong也ye是shi非fei常chang重zhong要yao的de。快kuai速su的de維wei護hu可ke減jian少shao生sheng產chan線xian停ting機ji時shi間jian,減jian少shao停ting機ji帶dai來lai的de損sun失shi;通過係統監視功能,工程師可隨時查看伺服運行狀況及負載情況;係統的診斷功能可對外部控製動作進行診斷判別,方便工程師快速查找故障問題。
圖4 電櫃箱I/O 布局
5 結束語
zaigaixiangmuzhong,gongyejiqirentidailegaoqiangduderengongcaozuo,ergaoxingnengdekongzhixitongshiwurenchejianchengweilexianshi,zheyangbujinjianhualeshengchanjiegou,qiyehaitongguozidonghuadeguanliliucheng,jiangshengchanxiaolvdafutigao。taidayigaoxingjiabideCNC 產品贏得該生產線所用的多套數控係統訂單,產品運行的穩定性得到了客戶的認可,同時,台達CNC 總線式控製、係統的高速響應等特點在自動化生產線上得到了驗證。
作者簡介:
陳學昂,男,1985 年出生,畢業於濰坊職業學院數控技術及應用專業,工程師職稱,目前在中達電通股份有限公司機床行業處擔任數控技術支持與推廣。