新“三國”問道 自主數控系統建功3C智能加工
http://www.sharifulalam.com 2016-11-14 15:29 來源：中國工業報
消費性電子具有體積小、周期短、迭代快、規模大、效率高的特點，因此對于制造裝備的可靠性有著嚴格的要求。雖然長期以來我國數控機床產業的發展不盡人意，但在3C（電腦、通訊和消費性電子）產業卻獨放異彩，不僅在整機上有了很大突破，在核心的數控系統領域也斬獲頗豐，入選國家智能制造試點示范的東莞勁勝精密組件股份有限公司（以下簡稱東莞勁勝）“移動終端金屬加工智能制造新模式”項目，就是一個縮影。
“十八羅漢”劍出鞘
眾所周知，3C產品的組成零部件數量眾多，如手機就包含觸摸屏、顯示面板、主板PCB等較大的零部件，以及攝像頭、結構件等其他細小零部件，且基本都是非標產品，體積小、絕對精度要求高，因此生產組裝的自動化改造難度也較高。
但與此同時，包括外殼、蓋板等在內3C產品零部件制造技術以及整機裝配技術工藝和設備都相當成熟，加工內容重復度高，勞動強度高，符合自動化改造的特征。由此，東莞勁勝確定了智能制造項目的實施目標：實現生產效率提高20%以上，運營成本降低20%，產品研制周期縮短30%，產品不良品率降低30%，能源利用率提高15%。
歷時1年，目前東莞勁勝已建成擁有10條自動化鉆攻生產線的智能車間，建立了智能工廠設備大數據平臺，通過對設備實時大數據的采集、分析，實現了機床健康保障、G代碼智能優化、斷刀監測等智能化操作。另外，項目還建有普及型自動化鉆攻推廣線（20臺鉆攻中心機床和12臺工業機器人）、機器人自動拋光打磨生產線（12臺工業機器人）、用于智能制造人才培訓的智能生產線等。
通過硬件建設和軟件開發，東莞勁勝實現了數控設備與機器人的協同作業，在業內率先實現裝夾環節采用機器人代替人工操作，并建立起基于物聯網技術的制造現場智能感知系統，實現了對加工中心、機器人、物流裝備等的全面支持。而在整個項目的建設過程中，“三國”的應用功不可沒。
據東莞勁勝工廠負責人介紹，“三國”是指智能工廠全部使用國產智能裝備、國產數控系統、國產工業軟件。
東莞勁勝執行總裁王建表示，項目啟動之初，公司考察了西門子在成都的數字化工廠，被要求將已有設備的控制系統全部換成西門子的系統，這樣不僅增加成本，技術人員也需要重新適應新系統，關鍵是“我們還無法獲得制造數據的全部控制權，所以最終沒有采用西門子的方案”。
除了西門子，東莞勁勝還比較了IBM等國際巨頭的產品，也都存在硬件成本高、系統不可控、數據不安全的局限。
最終，東莞勁勝將目光轉向了國產產品，并聯合華中科技大學、華中數控、創世紀機械等18個國內單位，組成了以勁勝為核心的智能制造“十八羅漢”。
現在看來，由于“三國”軟、硬件系統之間深度開放并互相融合，才為智能工廠的信息集成、數據集成以及各種智能化功能的實現奠定了基礎，同時也保障了工業數據的安全可控。目前，智能工廠最核心的設備———配套國產數控系統的國產高速鉆攻中心機床，已能與進口同類產品同臺競技。
國貨當家待有時
3C行業對數控機床的高速高精加工性能有很高的要求，對加工效率尤其敏感。以一個3000臺機床規模的3C加工車間為例，若單件加工效率提升10%，意味著可節省300臺機床的費用。
“以前的生產線只能做1個產品，通過柔性化生產線、通用性料盤、通用型機器人手爪等，現在生產線能做到同時有序生產9個產品而不亂。”王建說，借助斷刀檢測、機床健康診斷和自動監測等系統，勁勝成功把品質良率提高到了98%。
東莞勁勝合作伙伴、武漢華中數控股份有限公司董事長陳吉紅也表示，一個環節出現失誤，會導致整個生產線癱瘓。通過給刀具裝上芯片實時傳輸數據，斷刀的判斷準確率可達到90%以上。“這相當于給機器人拍心電圖，如果波形出現異常，大數據中心馬上會發指令讓機床暫停，并提醒操作人員換刀，有效避免斷刀帶來的損失。”
選擇國產設備之路并非沒有風險。工信部相關負責人坦言，國家大力提倡發展智能制造所需的關鍵裝備、核心零件和應用軟件，但過去即便有，不少用戶也不太愿意用。
在國家的引導下，目前這一局面已逐漸好轉。在王建看來，最重要的是國產設備的系統開放，能夠完整、即時采集和加工數據，并保證大數據應用的安全可控，滿足智能制造最核心的需求。
工信部相關負責人表示，用中國自己的裝備武裝起來的高度自動化、數字化的智能化工廠，近年來不斷涌現。在東莞勁勝，數控機床、AGV小車、工業軟件等都擁有自主知識產權，這無疑增加了我國推進智能制造的信心。
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