基于軸承壓蓋零件的數(shù)字化車間設(shè)計(jì)應(yīng)用

張鵬　王天東　于鐸

摘要：針對軸承壓蓋零件進(jìn)行數(shù)字化車間建設(shè)，實(shí)現(xiàn)訂單自動(dòng)下發(fā)、工件的自動(dòng)運(yùn)輸、工件的智能存儲、工件的自動(dòng)加工、生產(chǎn)的總體監(jiān)控管理等一系列數(shù)字化無人工廠的功能。實(shí)際應(yīng)用中數(shù)字化車間無人化程度高，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，使用戶獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：軸承壓蓋;數(shù)字化車間;智能倉儲

0? 引言

隨著工業(yè)4.0和《中國制造2025》不斷推進(jìn)，數(shù)字化車間的建設(shè)和升級需求越來越強(qiáng)烈。本文針對軸承壓蓋零件進(jìn)行數(shù)字化車間的項(xiàng)目建設(shè)，項(xiàng)目整體包括：柔性上下料系統(tǒng)、智能倉儲物流系統(tǒng)、信息化管理系統(tǒng)。

1? 柔性上下料系統(tǒng)

柔性上下料系統(tǒng)主要包括：數(shù)控機(jī)床、六軸工業(yè)機(jī)器人、工件緩存臺、三坐標(biāo)測量機(jī)、激光打標(biāo)機(jī)、棄料盒。柔性上下料系統(tǒng)布局如圖1所示。六軸工業(yè)機(jī)器人主要負(fù)責(zé)搬運(yùn)工作，將毛坯零件從工件緩存臺上取下，分別按照加工工序?yàn)閿?shù)控車床和數(shù)控加工中心進(jìn)行上下料，并將加工完成的成品件送到三坐標(biāo)測量機(jī)上進(jìn)行檢測，并將檢測合格的零件送到打標(biāo)機(jī)上進(jìn)行打標(biāo)，打標(biāo)完成后，將成品下料到成品緩存臺上，將檢測不合格的零件送至棄料盒。

2? 智能倉儲物流系統(tǒng)

智能倉儲物流系統(tǒng)主要由智能立體庫和機(jī)器人復(fù)合AGV組成。

2.1 智能立體庫

本項(xiàng)目采用的立體庫主要由立體貨架單元、堆垛機(jī)單元、出入庫輸送線單元、電氣控制單元與管理系統(tǒng)組成。設(shè)備整體美觀，自動(dòng)化搬運(yùn)程度高，整體占地面積小，出入庫頻率快，定位精度高，傳動(dòng)平穩(wěn)等諸多優(yōu)點(diǎn)。立體庫如圖2所示。

2.2 機(jī)器人復(fù)合AGV

機(jī)器人復(fù)合式AGV采用5kg協(xié)作機(jī)器人與Omniroll輪式AGV有機(jī)組合，可以實(shí)現(xiàn)工件的運(yùn)輸，并將工件擺放到指定位置區(qū)域。目前在項(xiàng)目中已經(jīng)得到應(yīng)用，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。機(jī)器人復(fù)合AGV如圖3所示。

2.3 智能倉儲物流系統(tǒng)工作流程

根據(jù)訂單信息，立體庫的堆垛機(jī)將毛坯料托盤送到下料輸送線上。輸送線將托盤送到出料口，機(jī)器人復(fù)合AGV到出料口取毛坯，并將毛坯件送到自動(dòng)化加工單元的物料緩存臺上。六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行上下料并完成后續(xù)加工，檢測，打標(biāo)過程。機(jī)器人復(fù)合AGV將緩存臺上的成品料運(yùn)送到輸送線入料口的成品托盤上，并完成成品件下料后，輸送線將成品件托盤入庫。立體庫的堆垛機(jī)將成品件托盤放到立體貨架上，并完成自動(dòng)盤庫和自動(dòng)整理貨盤位置。

3? 信息化管理系統(tǒng)

本項(xiàng)目所采用的信息化管理系統(tǒng)主要包括以下模塊：iWMS倉儲物流管理系統(tǒng)、iAGV調(diào)度系統(tǒng)、總控系統(tǒng)與iMES系統(tǒng)。

3.1 iWMS倉儲物流管理系統(tǒng)

iWMS對物流系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行評估，達(dá)到設(shè)備的最大利用率。通過入庫管理、計(jì)劃管理、出庫管理、數(shù)據(jù)查詢分析、報(bào)表功能和設(shè)備監(jiān)控等功能的綜合運(yùn)用，有效控制并跟蹤倉庫業(yè)務(wù)的物流全過程，實(shí)現(xiàn)完善的企業(yè)倉儲信息管理。

3.2 iAGV調(diào)度系統(tǒng)

iAGV調(diào)度系統(tǒng)，能夠同時(shí)對多部AGV實(shí)行中央監(jiān)管、控制和調(diào)度。用戶可以從系統(tǒng)界面實(shí)時(shí)的了解每臺受控AGV的設(shè)備狀態(tài)以及為空閑AGV分配任務(wù)，增加AGV故障報(bào)警、復(fù)雜路段交通管制、AGV系統(tǒng)遠(yuǎn)程升級維護(hù)等功能。

3.3 總控系統(tǒng)

總控系統(tǒng)由軟件系統(tǒng)和電控系統(tǒng)組成。對項(xiàng)目中的所有設(shè)備狀態(tài)和數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和追溯。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化單元的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、控制、調(diào)度、集成等功能。

3.4 iMES系統(tǒng)

iMES能夠建立工廠到車間到生產(chǎn)線的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以便更好的管理。主要支持以下功能：采用可視化圖元建模方式，對車間布局進(jìn)行建模、支持定義人員、角色信息，支持人員權(quán)限分配、支持各車間計(jì)劃執(zhí)行情況查看及報(bào)警機(jī)制、系統(tǒng)支持生產(chǎn)人員發(fā)送生產(chǎn)準(zhǔn)備指令、作業(yè)管理、監(jiān)控管理等。

4? 產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用

針對軸承壓蓋零件數(shù)字化車間的建設(shè)在實(shí)際生產(chǎn)中得到了有效的應(yīng)用，該項(xiàng)目建設(shè)的數(shù)字化車間無人化程度高，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，使用戶獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。圖4為我公司為某加工廠提供軸承壓蓋零件數(shù)字化車間的現(xiàn)場實(shí)際的圖片。

參考文獻(xiàn)：

[1]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1993.

[2]聞邦椿主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[3]Neil Sclater，Nicholas P.Chironis編.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用機(jī)構(gòu)與裝置圖冊[M].鄒平，譯.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.