【機床商務(wù)網(wǎng)欄目 產(chǎn)品評測】近幾年，中國汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速增長，并已成為世界汽車工業(yè)的重要組成部分。但在國內(nèi)汽車關(guān)鍵零部件制造行業(yè)，以發(fā)動機高壓油泵驅(qū)動單元、輪轂單元等為代表的關(guān)鍵零部件制造的關(guān)鍵設(shè)備，仍主要依靠國外供應(yīng)商，因此，國內(nèi)汽車關(guān)鍵零部件成本居高不下。
 

　　機床制造行業(yè)的中設(shè)備沒有從高速增長的汽車工業(yè)獲得應(yīng)有的發(fā)展，一方面是由于國內(nèi)機床制造技術(shù)水平、機床可靠性等與國外產(chǎn)品存在差距；另一方面也是由于國內(nèi)機床制造企業(yè)的工藝技術(shù)成套性不足。迫于汽車主機廠的高要求和進口關(guān)鍵設(shè)備制約的雙重壓力，國內(nèi)裝備企業(yè)迫切需要打破僵局，給國產(chǎn)機床設(shè)備、機器人和數(shù)控系統(tǒng)創(chuàng)造上場機會。
 

　　為此，寶雞機床集團有限公司借2016年國家科技重大專項(04專項)的東風(fēng)，設(shè)計研發(fā)出高壓油泵驅(qū)動單元凸輪軸智能生產(chǎn)線。
 

　　一、生產(chǎn)線簡介
 

　　高壓油泵驅(qū)動單元凸輪軸智能生產(chǎn)線是針對汽車高壓油泵驅(qū)動單元凸輪軸零件自動加工的智能生產(chǎn)線。生產(chǎn)線的設(shè)計以產(chǎn)品工藝要求為基礎(chǔ)，以設(shè)備的生產(chǎn)能力為條件，力求作業(yè)人員便捷的操作與維護，使設(shè)備的性價比達(dá)到高。設(shè)計設(shè)備時以經(jīng)濟性、安全性、良好的操作性、可靠性作為設(shè)計準(zhǔn)則，并把設(shè)備的可靠性與高柔性作為首要追求目標(biāo)，同時更加注重選用設(shè)備的合理性以及柔性加工生產(chǎn)線更長的使用壽命。
 

　　針對高壓油泵凸輪軸零件的加工要求，本智能生產(chǎn)線由4臺CK7520C數(shù)控車床、4臺VMC850L立式加工中心、料庫、中轉(zhuǎn)料臺、工件料道、液壓(氣動)工裝夾具等組成, 3臺國產(chǎn)機器人為自動線提供自動上下料服務(wù)，經(jīng)過三道工序，實現(xiàn)對凸輪軸工件從毛坯至成品的自動加工。
 

　　高壓油泵驅(qū)動單元凸輪軸智能生產(chǎn)線整體布局緊湊，占地面積小，配置有數(shù)控系統(tǒng)的云服務(wù)平臺、智能化技術(shù)平臺、生產(chǎn)過程可視化平臺，實現(xiàn)生產(chǎn)線—數(shù)控設(shè)備—產(chǎn)品的大閉環(huán)控制，如圖1、2、3所示。
 

圖1  生產(chǎn)線平面布局圖
 

圖2  生產(chǎn)線工藝流程
 

圖3  生產(chǎn)線現(xiàn)場實景
 

　　二、主要技術(shù)參數(shù)
 

　　國產(chǎn)機床、數(shù)控系統(tǒng)配套比例100%；關(guān)鍵工序能力指數(shù)CPK值≥1.67；凸輪軸零件年產(chǎn)量可達(dá)到20萬件；機床MTBF達(dá)到1500h以上；零件合格率99%以上。
 

　　三、設(shè)計特點
 

　　1．國產(chǎn)機床、數(shù)控系統(tǒng)、機器人配套比例100%
 

　　該生產(chǎn)線應(yīng)用的CK7520C數(shù)控車床、VMC850L立式加工中心均為寶雞機床研發(fā)制造，配備華中數(shù)控系統(tǒng)及華中關(guān)節(jié)機器人。國產(chǎn)機床、數(shù)控系統(tǒng)、機器人配套比例100%。
 

　　2．工序匹配，提高機床利用率
 

　　針對高壓油泵凸輪軸零件的加工工藝，對凸輪軸零件工藝節(jié)拍進行了詳細(xì)計算，確定機床數(shù)量，合理平衡機床加工能力，使整條自動生產(chǎn)線的機床發(fā)揮大潛能，有效提高機床利用率。
 

　　3．合理布局，提高空間利用率
 

　　生產(chǎn)線機床采用面對面布置，關(guān)節(jié)機器人從兩側(cè)機床中部穿過；充分利用空間對自動生產(chǎn)線進行整體布局，使自動生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)緊湊，空間利用率高。
 

　　4．巧妙的設(shè)計，解決異形件角向定位
 

　　凸輪軸零件為異形件，工件在料庫托盤采用上下錯位擺放，有效利用空間，每件托盤放置4件工件，通過雙V形對工件定位，為生產(chǎn)線提供可靠毛坯供應(yīng)。料庫配備有工件找正裝置，保證機器人抓取位工件角度準(zhǔn)確無誤(見圖4)
 

圖4  凸輪軸料庫及找正裝置
 

　　5. 數(shù)控系統(tǒng)的云服務(wù)平臺
 

　　該智能生產(chǎn)線采用的數(shù)控云服務(wù)是集成物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云數(shù)控等技術(shù)的應(yīng)用服務(wù)平臺，涵蓋了DNC、MDC和部分MES功能。平臺采集數(shù)控系統(tǒng)的位置、電流、溫度、力矩、振動、跟隨誤差、聲音、圖形、視頻等大數(shù)據(jù)，分布式存儲管理大數(shù)據(jù)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析特征提取等智能算法，深度挖掘數(shù)控機床的能力，從而提高數(shù)控機床的管理效率、加工效率、加工質(zhì)量，并保障機床的健康工作。同時提供了十分豐富的開放式數(shù)據(jù)接口，為其他系統(tǒng)的接入開通了便捷通道(見圖5)
 

圖5  數(shù)據(jù)采集平臺
 

　　6. 智能化技術(shù)平臺
 

　　高壓油泵驅(qū)動單元凸輪軸智能生產(chǎn)線采用產(chǎn)品質(zhì)量在線監(jiān)控、信息采集、機床健康狀態(tài)檢測和評價、數(shù)控機床線性熱誤差補償、產(chǎn)品信息追溯等技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理和設(shè)備管理多層監(jiān)控，涵蓋了工藝參數(shù)優(yōu)化、健康保障和工藝能力提升評估模塊、機床溫度監(jiān)控等，提升生產(chǎn)線關(guān)鍵工序能力指數(shù)保障能力，從而達(dá)到智能化生產(chǎn)的目的(見圖6)。
 

圖6  智能化技術(shù)平臺
 

　　7. 生產(chǎn)過程可視化平臺
 

　　針對汽車關(guān)鍵零部件車間生產(chǎn)過程，該智能生產(chǎn)線建立了生產(chǎn)過程可視化平臺(涵蓋部分ERP、工藝排程和優(yōu)化等)，主要包括5個模塊：(1)混流系統(tǒng)生產(chǎn)作業(yè)排程與調(diào)度；(2)混流系統(tǒng)報工、報檢與自動跟蹤；(3)全面設(shè)備管理；(4)質(zhì)量管理；(5)協(xié)同管控平臺等(見圖7)。
 

圖7  生產(chǎn)過程可視化平臺
 

　　五、應(yīng)用和推廣情況
 

　　根據(jù)國內(nèi)市場對汽車零部件生產(chǎn)的需求現(xiàn)狀和寶雞機床多年機床研發(fā)、服務(wù)經(jīng)驗，高壓油泵驅(qū)動單元凸輪軸智能生產(chǎn)線研發(fā)市場方向明確，項目成果可替代進口產(chǎn)品。通過產(chǎn)品不斷完善，將努力提升國內(nèi)制造業(yè)水平，實現(xiàn)汽車零部件的進口替代，避免對進口汽車零部件及進口設(shè)備的依賴。研發(fā)成果可推廣應(yīng)用至汽車、摩托車、紡織機械等機械設(shè)備的短軸類零件的車削、銑削自動加工。
 

　　利用高壓油泵驅(qū)動單元凸輪軸智能生產(chǎn)線的集成經(jīng)驗，以“三高一化”為方向，形成了以柔性加工單元、智能生產(chǎn)線、智能機床等中、自動化、智能化產(chǎn)品群。承擔(dān)和參與04專項、“換腦工程”等近30項，承擔(dān)重點用戶“交鑰匙”工程100多項。部分項目成為智能制造領(lǐng)域示范工程，起到一定的輻射作用，充分帶動寶雞機床集團有限公司機床及自動化產(chǎn)品的銷售工作。
 

　　高壓油泵驅(qū)動單元凸輪軸智能生產(chǎn)線的集成是企業(yè)在堅持自主創(chuàng)新，推進中數(shù)控機床、生產(chǎn)線集成產(chǎn)業(yè)化、推進國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用的道路上邁出的堅實一步，堅定了企業(yè)加快自主創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型升級步伐的信念。
 

　　為鞏固成果，企業(yè)將繼續(xù)加大產(chǎn)學(xué)研力度，加強不同專業(yè)間的技術(shù)融合，充分利用智能生產(chǎn)線集成經(jīng)驗，有針對性地開發(fā)制造出滿足不同用戶需求的汽車零部件智能生產(chǎn)線，切實推進核心智能裝置與智能制造裝備研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化、推廣應(yīng)用一條龍發(fā)展，從而不斷提升國內(nèi)制造業(yè)整體自動化、智能化水平，不斷縮小與國外先進水平之間的差距。
 

　　(原標(biāo)題：WMEM | 高壓油泵驅(qū)動單元凸輪軸智能生產(chǎn)線的研發(fā)和應(yīng)用)