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多位一体蜂窝式柔性生产系统
点击:508来源: 江苏新安电器股份有限公司作者:尤晓华 杨亮 张绍土
时间:2023-01-04 10:09:44

1.项目提出: 

随着科技的发展,以及用工成本的增加,越来越多的 企业导入自动化生产模式,用机器代人,大数据等智能制 造方案来快速高效的解决企业难题,目前很多企业自动化 生产线都是线型模式,也就是多个机械手串联生产模式, 该模式空间占地比较大且投资成本高,在一定程度上阻碍 了企业的推广发展。


本项目是想通过整合分散型工位,利用数据的互联互 通,打通设备间的通讯屏障,最终实现高效、柔性、可靠 的新生产模式。


我们通过参照精益生产的“U”Cell线生产模式,在实 现智能制造的同时结合精益生产蜂窝Cell模式,实现了多工 位的”U“型布局集中执行和多产品的柔性集成整合,同时 设备和MES系统可以互联互通,实现数字化数据看板和智 能控制。

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其中视觉检测系统就是工业相机配合大视野镜头开发 视觉系统去完成整板条码扫码并通过数据互联由PLC精准 分配给各测试穴位,同时PCB打叉板的也可以自动识别丢 弃减少不必要的动作。


2.方案设计: 

2.1设备模型建构:

首先我们要将串行自动化生产模式和“U”型Cell线 生产模式在场地面积,投入费用和预计产能,机种切换时间,以及信息化对接上这个五个维度做对比分析。最终选 择“U”型Cell线生产模式作为实施方案。


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图2 “U”型Cell线生产模式示意图


2.2多位一体模式: 

利用机械臂为轴心将测试设备以及其他加工设备进行 互联互通,实现最优的多位一体的组合生产模式。


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3.实现过程: 

3.1整个生产模式如图2所示,对几个关键工序创新说明


第1步:自动拔帽结构利用侧夹和阻挡双定位结构保证 精度;气缸加紧结构中做安全限位块,保证不会对产品有 损伤;


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第2步:使用In line 分板机,配合自动化改造增加传送托 盘,实现快速周转,配置大功率真空吸尘泵保证了产品洁净度; 

第3步:开发FCT板卡集成ICT项目,整合两个工序; 测试穴位设计独立快插模块实现故障快换,维修时间比之 前缩短50%;


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第4步:通过步进马达和分料气缸对tray盘进行快输分 离和垒垛,结构简单,成本低可以分离多种tray盘;


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第5步:通过工业CCD配合大视野镜头整板拍照解析条码,PLC精准分配给8个工位开发Badmark功能自动筛选 减少动作浪费。


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第6步:通过变距电杆实现三者间的快速切换, 

第7步:测试机,机器人和PLC通讯基于Modbus/TCP 协议进行数据交互;新安规范了通讯协议,实现和方案商的快速 对接;


3.2数据互联互通 

实时采集各类传感器和测试数据;

对所有工位的状态实时监控; 

通过私有云,MES进行分析,最终实现全流程的远程监控和管理。


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4.结果分析: 

项目在满足了之前所有生产流程且有效提升生产节拍的同 时,比传统的串行自动化模式可降低50~60%成本,空间节省 40~60%,效率提升10~30%,同时整个新生产模式由于高度 集中产品周转短金手指脏污更是直接下降99%不良率。由于新 模式有极高的扩展性和可持续性,陆续在厂内多个产品中导入 实施,实现总节省人力42人次,效率平均提升25%。 


5.未来方向: 

本项目开发的多位一体柔性生产系统,这部分技术的研发 完成后,我们在同行业中将达到国内先进水平,能够改善工厂 布局空间,减轻企业的资金压力,提升生产效率并且有很强的 推广性。因此可以确定该项目的研发成功对于我公司市场开发 及产品的升级改良有很好的促进作用,在提高公司产品市场占 有率方面能起到很好的推动作用。EM

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