關于數(shù)字化工廠在智能電表自動化生產線中的應用

莫曉曉

摘要：本文針對數(shù)字化工廠在智能電表自動化生產線設計中的應用進行分析。根據(jù)設計現(xiàn)狀，提出生產線方案的仿真和優(yōu)化措施，在保證智能電表可以實現(xiàn)自動化生產的基礎上，可以為整個生產過程的效率、質量提升提供保證。

關鍵詞：數(shù)字化工廠;智能電表;自動化生產線;應用措施

如今我國已經全面進入到信息化、智能化時代，各領域發(fā)展過程中，都在逐漸朝著智能化的趨勢轉變，這不僅是時代發(fā)展的必然趨勢，而且也是實現(xiàn)我國現(xiàn)代制造行業(yè)不斷創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展的重要措施。同時智能化技術的研發(fā)和發(fā)展，有利于實現(xiàn)制造行業(yè)的高效率、低成本發(fā)展。在現(xiàn)代化制造行業(yè)的發(fā)展過程中，將仿真技術、虛擬現(xiàn)實技術等數(shù)字化技術手段合理的應用其中，這樣不僅可以實現(xiàn)對整個生產過程的仿真、評估以及優(yōu)化和完善，而且還可以從根本上實現(xiàn)整個產品生命周期的有效擴展，對智能電表的自動化生產線設計和利用而言，具有實質性意義。

1數(shù)字化工廠在智能電表自動化生產線設計中的應用

1.1設計布局

眾所周知，我國現(xiàn)如今已經全面進入到信息化、數(shù)字化時代，數(shù)字化技術在很多領域中都可以實現(xiàn)合理的應用，整體應用效果普遍比較良好，這也是新時期背景下重要的發(fā)展趨勢。在數(shù)字化技術應用的前提條件下，要對智能電表自動化生產線的內容進行科學合理的設計，其中包括生產線的線體、加工工序設備等。在與實際情況進行結合分析時，發(fā)現(xiàn)在實踐中生產線的線體通常情況下，其主要的責任和義務就是要將被加工的電能表全部都運送到指定的加工位置上，加工工序在此時可以實現(xiàn)對設備有針對性的加工處理[1]。在這一基礎上，要與標準要求和技術規(guī)范等，對其進行合理的設計。

1.2智能電表自動化生產線方案

電裝機器人插件、自動后焊通常情況下都是直接由對應的插件、原材料相互組合而成。在與實際情況進行結合分析時，發(fā)現(xiàn)在實踐中要結合現(xiàn)狀，對PCBA板進行分析，在這一基礎上，由自動上板機實現(xiàn)輸送線的整個流程操作，在其他原件中基本上都是直接由自動插件機實現(xiàn)PCB板的插入和利用。在對元器件的來料方式進行分析時，發(fā)現(xiàn)其中主要的方式包括管料、編帶以及振動盤等不同類型的送料方式。插件在完成后，輸送線可以直接將PCB板帶入到對應的波峰中進行焊接，緊接著可以直接將其引入到執(zhí)錫線中，在經過人工補焊之后，進入到1M接駁臺。在完成一系列操作之后，需要以人工托盤的方式，實現(xiàn)PCB、人工插件操作，同時在其中加入對應的蓋板，180°的翻轉之后，實現(xiàn)自動焊接。在自動焊接之后，要對電路板進行有效的清潔處理[2]。在整個生產線方案的編制以及最終確定過程中，要保證輸送帶各結構組件以及功能作用的有效發(fā)揮。輸送線結構中主要包括升降機、定位機構、輸送皮帶、上層輸送線、上層輸送線等組件。不同結構組件在實際應用過程中的功能作用不同，升降機的主要功能是實現(xiàn)夾具在上下兩層輸送線間的搬運;定位機構則是實現(xiàn)夾具托盤的精確定位;而輸送皮帶在實際應用過程中，可以完成夾具托盤的輸送。上層輸送線、上層輸送線的功能都是可以實現(xiàn)電路板及夾具托盤的輸送與定位。在生產線的整個運作過程中，可以借助電機驅動皮帶，實現(xiàn)夾具的上料輸送。定位機在實際應用過程中，主要是通過氣缸驅動來操作，保證夾具的緊缺定位。上層的輸送線在完成電路板、夾具托盤輸送、定位等工作內容時，下層輸送線在其中的主要應用作用就是實現(xiàn)空托盤的有效輸送。

2數(shù)字化工廠在智能電表自動化生產線方案仿真與優(yōu)化措施中的應用

智能電表自動化生產線在提出以及具體應用過程中，在數(shù)字化工廠應用背景下，其總體仿真流程。通過三維建模軟件Catia在其中科學合理的應用，可以實現(xiàn)智能電表自動生產線三數(shù)據(jù)模型的合理構建和落實。緊接著，要將三維數(shù)據(jù)模型科學合理的應用到仿真軟件Delmia中。進行結合分析后，發(fā)現(xiàn)PPR結構樹在構建以及具體應用過程中，其主要是由工藝、資源以及產品這幾個部分相互組合而成。在實踐中，將Delmia作為基礎，實現(xiàn)對機器人路徑優(yōu)化，同時還要在實踐中與現(xiàn)有的工藝數(shù)據(jù)進行有效結合，實現(xiàn)對整個生產過程的動態(tài)化仿真操作[3]。這樣不僅可以實現(xiàn)整個生產線的合理布局，而且還可以保證生產節(jié)拍在其中得到有效的優(yōu)化和完善。

2.1機器人路徑優(yōu)化與干涉分析

在與生產線布局現(xiàn)狀進行結合分析時，發(fā)現(xiàn)空間需求、相關技術參數(shù)等要求普遍比較高，在實踐中必須要與這些要求進行結合分析，實現(xiàn)綜合考慮，為機器人路徑優(yōu)化提出有針對性的優(yōu)化措施。在機器人選型方面，主要是以KUKARR6型為主，可以滿足現(xiàn)階段在生產線設計以及具體應用過程中的個性化要求。這種型號的機器人在實際應用過程中，其軸數(shù)為6，最大的運動半徑在經過數(shù)據(jù)統(tǒng)計后確定為900mm，其中的額定負載是6kg。對機器人在整個運動過程中的主要范圍進行分析后，發(fā)現(xiàn)其主要運動范圍包括：J1回轉 +170°～-170°;J2立臂 +45°～-190°;J3橫臂 +156°～-120°;J4腕 +185°～-185°;J5腕擺+120°～-120°;J6腕傳 +350°～-350°。重復精度一般控制在0.03mm。

2.2優(yōu)化結果分析

在數(shù)字化的基礎上，對智能電表自動化生產線進行優(yōu)化時，可以實現(xiàn)對其整體性的仿真操作，Delmia軟件在實際應用過程中，Pert圖以及Gantt圖功能在其中的應用具有至關重要的影響和作用。通過這兩項功能的應用，可以對整個生產線路進行有針對性的調整，這樣可以從中獲取最優(yōu)的生產節(jié)拍。在生產線的整個操作過程中，所有的人員與設備在其中要實現(xiàn)科學合理的分配，這樣不僅可以實現(xiàn)現(xiàn)有人工成本的有效控制，而且還可以提高各種不同類型設備的具體應用效率，實現(xiàn)整條生產線的優(yōu)化[4]。

在整個優(yōu)化過程中，Pert圖功能以及Gantt圖功能的應用，其各自的功能作用不同Pert圖在實際應用過程中，可以實現(xiàn)對各工藝順序的有效觀察和分析，同時還可以根據(jù)實際要求，實現(xiàn)科學合理的安排和管理，保證整個節(jié)拍可以在實踐中得到優(yōu)化，實現(xiàn)生產線當中各個不同工序的優(yōu)化和調整。而Gantt圖功能在實際應用過程中，其主要是直接按照時間進度的要求，對工件活動給予一定的表示，這樣可以直觀、清楚的看到項目在具體開展過程中的情況。除此之外，在整個優(yōu)化后，人員的配置方面有了明顯的改變，可以實現(xiàn)人力成本的節(jié)約。在經過仔細的分析和驗證后，發(fā)現(xiàn)數(shù)字化工廠在智能自動化電表生產線的設計以及具體應用過程中，其不僅具有穩(wěn)定性、可靠性，而且還可以保證安全性。在實現(xiàn)成本有效控制的基礎上，可以保證生產效率、質量的有效提升。

3結束語

數(shù)字化時代的到來，對智能電表自動化生產線的整個生產流程而言，具有非常重要的作用。與現(xiàn)階段的發(fā)展形勢進行結合，實現(xiàn)生產過程的有效改革和創(chuàng)新發(fā)展，不僅可以體現(xiàn)出與時俱進的發(fā)展目標，而且還可以智能電表自動化生產效率、質量提升提供保證。

參考文獻：

[1]王皓，魏彤佳，張威，董夢菲.智能電表自動測試系統(tǒng)的設計[J].信息技術，2019，43（11）.

[2]張起宏，丁寧，丁朝臣.彎管類零件柔性智能化生產線組成與應用[J].沈陽航空航天大學學報，2018，35（05）.

[3]易鑫，姜會平，于鵬鵬等.智能電表自動化生產線研究與開發(fā)[J].電力系統(tǒng)裝備，2018，（4）：224-225.

[4]謝暉，周國輝，程威，唐長民，卜宇峰.智能電表數(shù)字化工廠中自動生產線設計與優(yōu)化研究[J].現(xiàn)代制造工程，2018（08）.