三一集团宁乡分厂阀体机加车间柔性自动化产线项目
本项目提供三条卧式加工中心柔性自动化产线及相关IT系统
成功案例
三一集团宁乡分厂阀体机加车间柔性自动化产线项目
2021-08-31 16:31

      企业简介

       三一重起系三一重工核心企业,主要从事高端、中大吨位轮式、履带式、随车、塔式起重机系列产品的研发、制造和销售。目前,生产基地包括三一宁乡和三一湖州两大产业园,拥有汽车起重机、全地面起重机、越野起重机、特种起重机、履带起重机、随车起重机、塔式起重机七大系列产品。三一重起系列产品自投放市场以来,以其先进技术、制作精良、实用可靠和行业服务赢得了广大用户的信赖。其中,三一重起履带起重机从神州第一吊SCC4000到亚洲第一吊SCC9000,再到全球第一吊SCC36000A,是行业内第一家成功实现履带起重机超起功能的企业,作为履带起重机械不断引领行业科技进步和产品升级换代。

       宁乡产业园位于长沙宁乡市高新技术开发区金洲大道西168号,为轮式起重机、塔式起重机的研发制造基地,产品包括:8-110吨汽车起重机、120-1600吨全地面起重机、6-16吨塔式起重机。


      项目背景

       FMS柔性自动化产线项目,为三一重工重起事业部下属阀体工厂机加工车间,本项目提供三条卧式加工中心柔性自动化产线及相关IT系统,打造三一集团智能制造示范车间。

       阀门是起重机关键零部件,主要加工路线为:卧加→去毛刺→打标→检验→平磨→高压清洗→超声清洗,本项目重点关注阀体在卧加单元的精密制造,柔性加工生产线改建后将改变原有的生产模式,改为采用柔性加工机床、上下料机器人、底座缓冲库、物流输送小车等设备进行协同生产。


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图:改造后的柔性加工生产线


       通过柔性生产线IT系统(FMS系统)的建设,实现生产计划和物流指令的上传下达,实现毛坯件自动配盘、装框、上夹具、加工过程零件机器人换面、设备间加工任务自动调度等功能,提高加工过程的柔性化和自动化,减少设备停机待料时间。

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图:FMS与上下层软件系统的关系


      建设内容

       本项目采用前推后拉式的生产管理模式,具体为:FMS系统按生产任务顺序组织备料,以备料底座的形式存放于线边底座缓冲库中,等待机床叫料。加工机床空闲时对FMS系统进行叫料,FMS驱动底座缓冲库对叫料进行响应。通过这种方式,在保证机床最大化利用的前提下,实现调度过程的简洁化。

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图:前推后拉式的生产管理


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图:生产计划与生产备料主要业务过程


       1)FMS系统在生产任务调度后形成加工任务队列,每个加工任务指向一个物料毛坯,从而形成物料需求计划,并传递到零件立体库WMS系统申请要料;

       2)零件立体库执行取料动作,将料盒放置于出料口,触发到位信号,并驱动AGV小车执行取料。

       3)AGV小车托运料盒放置于缓冲接驳台后通知分拣机器人;

       4)分拣机器人将料盒中的物料抓取到缓冲区后,通知AGV进行空料盒回收;

       5)分拣机器人通知底座缓冲库WMS系统准备空底座;

       6)底座缓冲库完成空夹具出库至工装转台,FMS系统通过工装转台上的RFID读卡器,按照生产任务调度的结果,将物料号、物料加工面等信息写入夹具底座上的RFID卡片;

       7)分拣机器人,读取RFID卡片,按照要求完成物料毛坯的夹持、拧紧;

       8)完成物料毛坯的装夹后,夹具底座、零件毛坯整体入底座缓冲库。


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图:生产执行主业务流程


       1)机床控制系统(或DNC系统)空闲时,向FMS系统发起叫料,WMS系统驱动底座缓冲库RGV进行响应;

       2)底座缓冲库将备料件(底座+夹具+物料)出库后,RGV将备料件输送到对应的加工机床;

       3)FMS系统将夹具底座上夹持的物料及加工面信息传递给DNC系统,由DNC系统生成机床加工代码,并推送到设备上;

       4)机床加工过程由数控系统控制,FMS系统采集运行状态和参数,同时监控刀具使用寿命;

       5)机床加工完成后,通知FMS系统,FMS系统驱动底座缓冲库RGV完成半成品的转移(至工装转台);

       6)半成品在圆盘上进行RFID识别,再根据调度的结果再次写卡,确定后道加工工序(物料及加工面)。如果无后道工序,卸料后缓冲库进行空底座回收。


      效益价值

       通过构建统一完整的柔性制造单元控制系统,借助自动化和智能化技术手段,提供生产过程透明化管理的有效途径,满足企业对生产过程实时监控与全面追溯需求;实现生产车间制造柔性化、生产过程透明化,持续的改善生产管理过程。

       透明制造:通过实时数据采集,结合FMS系统的可视化功能,及时掌控生产过程、产品质量、物料流转、设备运行状态。

       敏捷制造:掌控所有的生产资源,包括设备、物料信息等,能快速应对生产现场紧急状况,对生产作业计划、物流等进行调整并合理调度保证生产顺利进行。

       集成制造:实现与各业务系统的互联互通,保证数据的及时性、一致性和完整性,提高工作效率,避免数据孤岛。


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