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广州数控打造小伺服电机转轴智能化生产线

2018/1/31    来源:e-works    作者:e-works整理      
关键字:自动化案例  e-works年度盘点  智能制造  广州数控  
本文为“2017年度中国两化融合暨智能制造应用领先暨最佳实践奖”参评案例。本次活动将评选出2017年度,为中国两化融合暨智能制造领域带来突出效益的最佳实践工程,全面介绍企业推进两化融合或者智能制造的步骤、重点与难点、获得效益等,分享建设过程中的经验,供广大制造业行业企业学习供鉴。

一、企业简介

    广州数控设备有限公司成立于1991年,专业提供机床数控系统、伺服驱动、伺服电机“三位一体”成套解决方案,同时积极拓展工业机器人及全电动注塑机领域,已成为一家集科、教、工、贸于一体的高新技术企业,是国内最具规模的数控系统、工业机器人的研发生产基地。

    广州数控是科技部863科技计划项目、国家发改委智能制造装备项目和工信部国家科技重大专项承担企业,是国家规划布局内重点软件企业、国家创新型试点企业、中国软件业务收入百强企业,拥有国家级企业技术中心、博士后科研工作站、省级工程技术研究中心、省级工程实验室、院士专家工作站等研究机构。

    “GSK系列机床数控系统”被认定为“广东省名牌产品”和“2009-2011年度广东省重点培育和发展的出口品牌”,“GSK”商标被评为“广东省著名商标”,至今累计销售数控系统55万套,产销量连续15年居国内行业首位,跻身世界前三。在国家及行业的地位也随之增加,目前已成为中国最大的数控产业基地及国家重点数控企业。

    依托20多年工业控制技术研发和制造经验,GSK研发生产了具有自主知识产权的工业机器人,包括机器人控制器、伺服电机和伺服驱动等关键功能部件,成功推出搬运、焊接、打磨、喷涂、码垛、并联等六大系列,负载覆盖3公斤~400公斤领域,产品型号多达20余种。

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    图1 广州数控设备有限公司

二、企业两化融合暨智能制造应用总体现状

    广州数控基于机床数控系统平台,得利于全国广大机床客户做后盾,充分利用自有RB系列工业机器人、GPC1000A产线控制系统,在机器人智能制造领域取得了不俗的成绩。同时在公司自有电机生产车间打造了自动化生产线,用机器人制造机器人核心部件。因为使用了机器人,车间工人数量大幅下降,劳动强度大大降低,工作效率不断提升,产品的一致性得到了很好的保证,取得了良好的经济效益。

三、参评两化融合暨智能制造项目详细情况介绍

    1、项目背景介绍

    GSK小伺服电机转轴生产是一个复杂精密的过程,加工材料硬度高,刀具磨损快,生产现场场地有限,条件比较恶劣。根据公司的排产计划,平均每2分钟要出一个合格品,共有平端面、钻中心孔车、车轴伸端、车铁芯位编码器位、编码器安装位钻孔攻丝等工序。产线共有8台机床,如果每人操作一台机床,每日两班工作制,人工成本高昂,而且,加工完的产品需要实时测量,以致生产效率低下,劳动强度高且产品一致性得不到保证。

    2、项目实施与应用情况详细介绍

    采用RB系列机器人以及GPC1000A生产线控制系统,引进电机转轴专用全自动监测装置,加上自动分料、自动输送线等集成单元。实现装料后,机器人自动上下料,机床自动完成平端面、钻中心孔车、车轴伸端、车铁芯位编码器位、编码器安装位钻孔攻丝等工序,每一台机床加工出来的产品由机器人自动进行在线检测,在合理的刀损范围内进行在线刀具补偿,发现刀崩或者刀具已经达到无法继续通过补偿时,及时通知车间工人进行更换;全网系统采用CAN现场总线控制,最大限量减少电缆,提高抗干扰能力;设备之间采用主从网关、从从网关的方式进行连接,网络采用环形网络;机床设备之间采用交换机,实现现场的数据采集,实现控制中心-办公室-车间的三级层次控制,时时做到远程控制,掌握车间实时情况;现场车间控制级采用触摸屏控制方式,可以通过触摸屏实时对数控系统进行在线修改参数,有力的保障了产品的可靠加工。

    3、效益分析

  •     实现在车间的信息管理,管理层可以实现远程进行数据分析,更好的掌握车间情况;
  •     经济效益明显,车间只需要一人,工人数降低87.5%;
  •     产品一致性更好,降低车间工人由于主观因素对产品尺寸的影响;
  •     投入回本期为3年。整条线的寿命预计为10年;
  •     对企业的间接效益可观。参观效果明显,便于客户对我们电机产品的认可,提高客户满意度、加强企业人员的协作、方便与客户沟通,以机器人和产线控制现场示范区,促使公司的机器人产品以及其他辅助控制设备的销售,实现双赢。

四、企业智能制造的未来发展规划

    该项目尚未与ERP系统应用及自动化立库等连接起来,尚未实现车间无人化发展。我们正致力于研究智能制造新模式,追求实现车间48小时,乃至100小时无人化管理的发展目标,让生产车间更加清洁、智能、立体。公司计划引进各种高精密机床、与国内顶尖高校进行产学研开会温度补偿、刀具补偿,工件在线检测等,追求产品的高精密尺寸加工。另外,GSK也正筹划建立立体仓库,对接ERP,让生产与此阿狗计划相互联,立体仓库同时与销售对接。也许,在不久的将来,我们目前所从事的工作都将会形成一个环形网,运用数字化手机实时在线检测控制,让生产和我们玩手机一样自由自在。

责任编辑:张纯子
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