工業互聯網生產模擬環境實驗室建設方案及應用

丁鵬程

（上海梅山工業民用工程設計研究院有限公司，江蘇 南京 210039）

訂單離散制造的特點種類繁多，生產設備的布置并不是按照產品應是按工藝安排的。每種產品的加工過程可能不同，有多臺機器可以進行相同的加工過程。因此，加工的物料就會時常進行調度，效率會大大降低。

面向汽車工業生產大都按工藝過程布置生產設備。不同的產品離散加工，工人的技術水準取決于產品的質量和生產率，自動化主要在單元級，比如說數控機床、柔性制造系統等，因此，離散制造業是一個急需提高自動化水平的行業。

1 工業互聯網生產模擬環境實驗室建設方案

汽車零部件制造業作為傳統行業，隨著工業4.0思想在全球的推廣和對比，迫使廣大離散制造企業尋求一種提高效率，增強競爭力，提高智能化水平解決方法。因此研究離散行業生產模式，提高汽車制造業的智能化生產有助于推動行業變革，意義重大。

1.1 工藝選擇

根據工業4.0及無人化工廠指導思想，工藝步驟如圖1所示。

圖1 無人化工廠工藝步驟

1.2 設備選型

1.2.1 AGV+RB選型

在滿足要求的技術參數和開放的信號要求前提下，結合設計總工藝，選擇UR機器人結合AGV進行組合，設備外形如圖2所示，詳細參數表如表1所示。

圖2 設備外形

表1 詳細參數表

續表1

1.2.2 加工中心選型

設備技術描述。VM903HL是一臺中小型規格的定柱型立式加工中心，采用機電一體化設計，造型美觀大方，可進行精密切削。工件一次夾緊后，機床能夠自動持續地實現銑、鉆、鏜、擴、鉸、锪、攻絲等不同過程的加工，選配增加數控回轉工作臺后，可以進行復雜零件的4軸/5軸產出。

中、小型箱體類、板類、盤類、殼體類等煩瑣零件的多種類生產都合適用于本臺機器，廣泛應用于汽車零部件、模具、閥門、工程機械、IT設備、光學設備、醫療設備及航空航天等行業。采用臺灣的高速直聯主軸單元，主軸采用BT40規格，具備中心吹氣功能。刀庫選用臺灣圓盤刀庫，質地精良，機能穩固。刀庫使用機械手更換刀，刀庫存儲的是24把刀，換刀期間很快。設備基本參數如表2所示。

表2 基本參數

1.2.3 通用檢測系統

滿足技術參數的要求前提下，選擇COGNEX產品，型號為is5000instZH系列。

機械手上配一套瑕疵檢測視覺（IS-5705-21瑕疵檢測分辨率2 248×2 048），由機械手旋轉，分別拍攝產品上表面、下表面以及側面照片，保存并做對比。尺寸檢測，在二維碼掃碼后放置（IS-5705-21尺寸檢測視覺分辨率2 248×2 048）進行尺寸拍照檢測并保存。

1.3 實驗室布局（見圖3）

圖3 實驗室布局

2 可拓展性說明

可支持汽車制造行業15 kg以下的汽車金屬零部件的銑、鉆、鏜、擴、鉸、锪、攻絲等多種工序的加工。

可支持汽車制造行業15 kg以下的零部件從原料到成品的全自動出入庫、加工、搬運、檢驗。

加工成品表面檢測及尺寸測量。

3 結語

汽車零部件作為出行生活中最基礎的零部件，加上國內龐大的汽車保有量，產品需求量巨大。本實驗室方案結合汽車制造業和通用機械零部件的制造情況，產品的加工工藝包括鉆孔、車球面等多種組合，充分顯示產線的柔性生產能力。