航天云網建設液壓智能生產線

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項目背景

某公司專注于儀器/儀表/工業自動化/電氣行業,主要經營單體液壓支柱、三用閥制造及修理(含水介質系列)、綜采液壓支架,推鎦器的制造與修理,工程油缸、液壓件及精密冷拔管的制造等。公司致力打造“國際領先、國內一流、行業標桿”的高端裝備制造企業,連續多年進入中國煤炭機械工業50強。

2018年公司開啟了轉型發展的創新之路,以淘汰落后產能和培育新興動能為目標,啟動了高端裝備制造項目建設,從設計、生產、物流、設備等環節全部“數字化”“智能化”,建成智慧工廠新標桿。其中,“液壓支架油缸自動化加工生產線”被列為全國900個新舊動能轉換重點項目,要求產線達到年產量5000件,由航天云網(中之杰公司)承擔技術方案、項目集成等工作。

項目建設內容

1.生產線整體布局規劃

 

根據工件(缸徑規格φ100、φ125)的生產工藝流程,本生產線將刮削滾光機床、雙主軸數控車床、自動化單元集成到一起,通過先進的工業機器人系統、傳感器系統、工業控制軟件等,實現產品從投料、加工、抽檢、成品下料的全過程自動化加工。通過更換機器人手爪、機床工裝夾具、刀具、調整輔機的定位機構實現生產線的柔性化,通過上、下料倉和天車進行上、下料,達到快速換產的目的。產線整體布局規劃如下圖所示:

產線整體布局規劃

2.生產線單元配置

 

根據客戶工件的實際加工工藝流程及自動化生產流程,將生產線劃分為倉儲物流單元、機加單元、產品質量保障單元及安全防護單元。通過自動化總控系統將各單元串聯并實施聯動與邏輯管控。

液壓支架油缸自動化生產線架構

3.電氣控制系統

 

單元控制器負責整條線的自動化控制,將三臺機床、機器人、輸送線各執行單元及其他工位的自動化工序串聯在一起,實現自動化線的安全、穩定運行。

控制系統采取西門子PLC作為控制器,HMI作為自動化線的運行監控和參數管理設備,配合安裝的各類傳感器,進行整套自動化線的控制。

設備聯機方式:控制系統采用硬接線的方式,通過繼電器進行電氣隔離,與每臺數控機床相連。控制系統設一主控柜,主控柜可以緊急停線。

設備運行方式:分為自動和手動,控制系統在主控柜設置自動/手動選擇開關。若主控柜選擇自動,單機設備選擇自動,那么系統自動運行,單機設備自動運轉,機器人根據不同需求進行上下料動作;若主控柜選擇手動,不論單機設備是自動還是手動運行,在保證安全的情況下系統無法自動運行,機器人不進行上下料動作。

安全回路:系統所有急停通過硬接線串連起來,并接入安全繼電器的安全回路,任何一個急停按下,安全繼電器斷開,急停旋出后,需要按下復位按鈕,安全繼電器才能吸合,以確保安全。同時,每個急停的觸點都接入PLC,以便在程序上實現保護,并在報警界面提示是現場哪一個急停被按下。

報警指示:可視范圍內,設置安全警示燈,便于保障安全。系統出現故障,主柜上塔燈紅燈閃亮,蜂鳴器鳴叫報警,按下消音,蜂鳴器停止,如果故障沒有排除,按下復位按鈕后,蜂鳴器重新鳴叫以起到提示作用。報警信息在人機界面上顯示,并提示處理方法。

實施效果
產線建成后,解決了車削缸筒內部斷屑問題,提高了刮滾機的工藝質量,人性化操作步驟和產線意外停止后的再啟動設計,方便操作調試,在沒有技術人員在現場情況下,一鍵操作便可恢復產線正常狀態。不僅改善了勞動條件,減輕工人的勞動強度,而且能夠確保生產安全,同時能降低能源及原材料的損耗,節省輔助加工時間,最終降低產品制造成本,提高生產效率和質量,實現多品種柔性生產,提高生產線經濟價值。