华中数控

华中数控

产品概述 产品特点 产品参数 产品尺寸

方案一数控机床升级+数控系统

一、建设目标

学校老旧数控机床设备进行硬件翻新及系统升级解决学校旧机床数控系统严重落后,电气控制部分老化维修难度大、成本高问题,提升闲置机床利用率减少购置机床成本。华中数控为学校提供全国数控技能大赛及全国职业院校数控技能大赛指定的数控系统华中8数控系统,配套搭建数控系统,通过“云管家、云维护、云智能”三大功能,实现制造设备从日常生产到维护保养、改造优化的全生命周期管理,提供设备及产品相关信息的大数据,开创大数据在数控加工领域应用的新途径,为机床智能化应用集成提供必要的基础,并推动学校传统制造专业智能制造方向发展

二、建设内容

1、数控机床硬件翻新

2数控系统升级

本次升级所采用华中8型数控系统攻克了高速高精控制技术、多轴多通道技术、五轴联动技术等一批关键技术,在平台化、网络化、智能化等方面形成了自身的特色和亮点。已经累计销售HNC-848高档型、HNC-818标准型、HNC-808精简型系列高性能数控系统6多台套,伺服电机及驱动110万台套。应用领域涉及航空航天、能源装备、汽车及零部件制造、船舶制造、3C(消费电子)等。

华中8型高性能数控系统

1HNC-808产品:

2HNC-818产品:

3HNC-848产品:

3、云数控系统

云数控系统是运用物联网、大数据、云数控等关键技术,围绕数控机床加工效率和质量的提升以及机床的智能化管理,整合国内各项领先技术而开发出的先进车间信息化管理系统。主要有“云管家、云维护、云智能”三大功能,实现制造设备从日常生产到维护保养、改造优化的全生命周期管理,为用户提供设备及产品相关信息的“大数据”。

1)大数据采集软件

数据采集是云数控平台和大数据服务的基础,针对智能生产线上数控系统、在线检测等设备产生的大量数据,建立特定的数学模型进行分析,并对这些实时数据进行远程分布式存贮、分类、优化,以此为基础建立云平台的远程实时监控与维护、设备的健康诊断、智能优化等服务。

大数据采集软件DCAgent

2)基于大数据分析的工艺优化软件

在首件试切时采集加工过程的实时数据,获得加工过程“心电图”,建立实时数据、材料去除率和加工程序行之间的对应关系,通过大数据的智能数据处理与分析,自动定位高负荷区和低负荷区的位置,通过时域和指令域的分析,建立不同负荷区与程序行间的映射关系。基于实测数据优化进给速度,在均衡刀具切削负荷的同时,可有效、安全地提高加工效率。

加工工艺参数优化原理

3)基于云服务、大数据的智能化机床健康保障

对数控机床进行定期“体检”,并采集运行过程中大数据,通过单机历史数据的纵向比较和机床集群数据的横向比较,掌握机床健康变化,实现数控机床的健康保障。

机床集群健康状态

机床单台健康状态

基于云服务平台的健康保障功能架构

三、教学应用

根据设备升级情况可设计如下教学实训任务:

 

 


 

方案二:数控机床升级+智能制造生产线

一、建设目标

在完成数控机床升级(即方案一)的基础上,通过增配数字化立体料仓、行走机器人、在线检测系统、智能产线控制系统、安全围栏等设备建成一条或多条智能制造生产线。该生产线为2017年全国职业院校技能大赛--智能制造与控制技术大赛竞赛平台,要求参赛选手团队协作完成RFID电子标签信息的正确读写、机器人示教编程、数控系统加工大数据采集与工艺优化、成品件在线检测等基本工作任务,并能结合CAM软件对工件进行创意设计,由远程互联网与智能生产管理系统数据互通进行生产任务派单,完成工件从毛坯到成品并归类入库等一系列智能生产任务。

本智能制造生产线中所包含的六关节机器人、工业大数据采集与工艺优化、高速高精加工等设备是智能制造和智能控制的关键要素。产线设计以国家智能制造试点示范项目(移动终端金属智能制造新模式)为样板,与工业实际现场紧密结合,能让高职学生更能贴近现场实际环境,充分了解智能工厂的基本构架、信息管理平台服务应用及产品工艺流程。智能制造生产线涵盖了智能制造、工业机器人、数控、机械、电气、工业大数据、软件等多专业领域的知识,多科专业知识技能的交叉和综合应用能够培养学生适应企业全方位技能的需求,提升院校专业老师的指导水平和教学能力,引导相关院校关注“智能制造技术”和“智能控制技术”方面的发展趋势和最新技术,可以有效促进传统制造业相关专业群的改革与创新。

智能制造生产线效果图

二、建设内容

1、配置清单

2、主要设备介绍

1)数字化立体料仓

数字化立体料仓设置44列,每个仓位设有传感器,可将物料信息传送至智能产线控制系统,实现数字化立体料仓的数字化管理。

2)六关节机器人

高性能六关节机器人能适应狭小、多点位、高灵活性的工作要求,以应对不同场合的复杂工况。

 

3)机器人夹具

根据所加工产品本身的属性、加工工艺、机器人的动作的要求,制作一套专用型的机器人夹具,该夹具由两个工位组成,一个工位采用三爪卡盘夹取的方式夹取工件,另一个工位由一个平行移动气缸的开闭进行料盘的夹取。

4)机器人第七轴

为了提高机器人利用率,加大机器人运行范围,在机器人原有六个轴基础上增加多一个可移动的第七轴,使机器人能够适应多工位、多机台、大跨度的复杂性的工作场所。

 

5)机床治具

为了满足加工工件的自动装夹,在机床内部设置了一套三指气动卡盘。该卡盘为内置式气缸,从侧面进气实现夹紧和送开动作,配合机器人用于工件毛坯的装夹。

6)在线检测系统

在线测量系统的运用有利于提高生产效率,控制产品质量,降低生产成本,提高企业竞争力。 主要用于加工结束后:工件尺寸的自动检测、加工超差报警。

高精度测头安装到机床内部,可自动建立工件坐标系,自动进行测头标定,自动检测并设置工件在机床坐标系中的的工艺基准,对刀具磨损实现自动补偿,提高加工精度。

本检测系统通过总线连接到智能产线控制系统上,实时采集检测结果和检测数据,根据检测结果对加工中心进行刀具磨损补偿,确保工件的加工质量,形成了一个质量控制的闭环系统。

7)安全防护系统

安全防护系统可防止人员进入机器人工作区域,造成不必要的伤害,当人进入凶险区域时,设备自动感应,将机器人控制在低速或暂停状态,以防止操作人员受伤。

8)智能产线总控系统

智能产线总控系统是智能工厂“大数据”的核心层,主要负责产线设备数据采集(各个设备状态、IO状态、生产数据等)、状态显示、产线监控、RFID读写控制、NC文件及作业指导书传输、检测设备检测交互等,并将数据上传至云数控系统,再由云数控系统上传至数据库,实时获知每台机床的当前加工的工件和工件生产数量,为MES/ERP系统提供准确、及时的生产完工信息。

PLC负责整个产线的逻辑动作控制、机床、机器人、在线检测系统、数字化立体料仓的生产协调控制。

网络通讯模块主要负责将离散的CNCPLCRFID、在线检测系统等进行组网,实现产线总控及智能化制造系统与设备之间的集中控制与网络化管理。

9RFID管理系统

RFID是一项利用射频信号实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术,具有精度高、适应环境能力强、抗干扰强、操作快捷等优点,当电子标签进入磁场后,如果接到读写器发出的射频信号,就能凭借感应电流所获得的能量,发出存储在电子标签中的信息,读写器读取信息并解码后,送至智能产线控制系统进行有关数据处理。

在本智能加工单元平台中,读写器安装在信息读写台上,电子标签固定在料盘上,工件每完成一道工序,读写器都会将相应的加工信息写入电子标签中,实现对物料加工过程和仓库存储的数字化管理。

 

三、教学应用

根据智能制造生产线的设备配置,设计适用于实训教学的任务如下

智能制造生产线建成后,加工中心可根据任务的要求调用不同的加工程序,自动完成工件的加工,加工完成后进行工件的在线检测,最后根据检测结果将成品件放入对应的仓位。参考工作流程图如下

 

 

 


 

方案三数控机床升级+智能工厂

一、建设目标

在完成数控机床升级(即方案一)的基础上,通过增配五轴机床、八工位自动料仓、行走机器人、智能产线控制系统、AGV小车、安全围栏等设备建成智能工厂。智能工厂涵盖了数控、机器人、机械、电子、电气、自动化、控制、计算机、软件、信息系统、统计、管理等多学科领域的知识,可作为学校跨专业的综合教学实训平台。除满足日常教学要求外,智能工厂也可用于实际生产加工,从而结合企业对智能制造人才的需求有针对地培养学生综合应用能力。智能工厂各个软、硬件模块具备良好的开放性、可扩展性,基于此平台,相关专业师生可进行二次开发,进行更深入的自主科研工作。

智能工厂布局图

 

二、建设内容

1配置清单

2主要设备介绍

1)八工位自动料仓

      料仓采用八工位转盘式自动料仓。料仓有8个工位,每个工位可放多个工件,其中一个工位具有自动抬升能力,一个工位具有下降功能,开工前,由操作人员将毛坯件放在七个工位上,留出一个工位来放置加工好了的工件,机器人在上料工位抓料,每抓走一个工件,工位自动抬升,使机器人每次抓取都在同一位置;同时机器人在下料工位抓料,每放置一个工件,工位自动下降,使机器人每次放料都在同一位置,当一个工位的工件全部抓取完毕后,料仓自动旋转一个工位,空的这一工位成为一下各放料工位,下一个装满料的工位成为上料工位,加工继续循环下去,直到全部毛坯加工完毕,系统停机,操作人员重新换上毛坯件,进行下一批次的加工。

工位自动料仓

2)工业机器人

    智能工厂配备HSR-JR620HSR-JR612型六关节机器人各一台,适应狭小、多点位、高灵活性工作要求

3)机器人夹具

机器人手爪由一个梁和两个三指平行开合型气动手爪组成,对工件采取夹外圆的方式进行抓取,三爪平行开合型气动手抓抓取工件牢固,定位准确,不会产生工件掉落、位置错误等情况。转换梁与机器人六轴相连,六轴转动180°即可实现两个手抓(工件)的位置互换。

4AGV小车

用于物料的搬运、转移,是整个车间物料周转流动的载体。多用无线网络通信系统来实现AGV车与产线控制系统之间的信息传递获取产线物料需求实现物料及时自动转运。

5RFID系统

读写器抗金属设计,高强度封装,达到IP67防护等级,可直接安装在金属表面、潮湿、油污等恶劣工业环境。具有大容量存储器,方便用户建立管理信息。广泛应用于托盘管理、产线管理、物料管理、零件识别等领域。

三、教学应用

根据智能工厂设备配置,按照人才培养的不同需求设计实训项目如下:

智能工厂建设完成后,可完成坯料自动上下料、自动加工、自动搬运码垛的智能生产流程,结合生产流程及设备配置,可按照才培养的不同层次性,开发不同层次的综合应用实训项目。

加工工件(叶轮)参考示意图

智能工厂制造工艺流程图

华中8型高性能数控系统

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