項(xiàng)目背景

在工業(yè)化的大批量生產(chǎn)方式中，柔性和生產(chǎn)率是相互矛盾的。眾所周知，只有品種單一、批量大、設(shè)備專用、工藝穩(wěn)定、效率高，才能構(gòu)成規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益；反之，多品種、小批量生產(chǎn)，設(shè)備的專用性低，在加工形式相似的情況下，頻繁的調(diào)整工夾具，工藝穩(wěn)定難度增大，生產(chǎn)效率勢(shì)必受到影響。

為了同時(shí)提高制造工業(yè)的柔性和生產(chǎn)效率，使之在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，降低產(chǎn)品成本，是終使中小批量生產(chǎn)能與大批量生產(chǎn)抗衡，柔性自動(dòng)化系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。

項(xiàng)目合作方由中國(guó)最大、全球第六的工程機(jī)械制造商于2009年投資創(chuàng)建。在短短不到三年的時(shí)間內(nèi)，項(xiàng)目方自主研發(fā)了眾多新型精密機(jī)床，并憑借其卓越的性能及完善的服務(wù)，在中國(guó)市場(chǎng)名聲鵲起。

由于市場(chǎng)需求的多樣性，產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期加快，促使許多機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)始研發(fā)生產(chǎn)以加工中心為主體的柔性生產(chǎn)線。

柔性生產(chǎn)線是把多臺(tái)可以調(diào)整的機(jī)床(多為專用機(jī)床)聯(lián)結(jié)起來(lái)，配以自動(dòng)運(yùn)送裝置組成的生產(chǎn)線。它依靠計(jì)算機(jī)管理，并將多種生產(chǎn)模式結(jié)合，從而能夠減少生產(chǎn)成本做到物盡其用。

項(xiàng)目方在研發(fā)BJ01柔性生產(chǎn)線,引入了西門子SINUMERIK 840D sl數(shù)控系統(tǒng),將6臺(tái)機(jī)床組成柔性加工線，圓滿地解決了機(jī)械制造高自動(dòng)化與高柔性化之間的矛盾。

SINUMERIK 840D sl數(shù)控系統(tǒng)解決方案

柔性生產(chǎn)線是適應(yīng)市場(chǎng)要求的高效制造技術(shù)，其最為突出的特點(diǎn)是采用了自動(dòng)換刀裝置及伺服數(shù)字化定位數(shù)控單元，它更換加工產(chǎn)品速度非常快，僅需要將加工中心的工裝及刀具更換，再進(jìn)行加工程序的編制，就能實(shí)現(xiàn)在一條生產(chǎn)線上進(jìn)行多品種產(chǎn)品的生產(chǎn)。

而項(xiàng)目方之所以選擇SINUMERIK 840D sl數(shù)控系統(tǒng)，是因?yàn)镾INUMERIK 840D sl 能完美勝任各種苛刻的應(yīng)用需求。

SINUMERIK 840D sl 具有模塊化、開(kāi)放、靈活而又統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)，為使用者提供了最佳的可視化界面和操作編程體驗(yàn)，及最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)集成功能。SINUMERIK 840D sl 是一個(gè)創(chuàng)新的能適用于所有工藝功能的系統(tǒng)平臺(tái)。它集成結(jié)構(gòu)緊湊、高功率密度的 SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并結(jié)合 SIMATIC S7-300 PLC 系統(tǒng)，可廣泛適用于車削、鉆削、銑削、磨削、沖壓、激光加工等工藝，能勝任刀具和模具制造、高速切削、木材和玻璃加工、傳送線和回轉(zhuǎn)分度機(jī)等應(yīng)用場(chǎng)合，既適合大批量生產(chǎn)也能滿足單件小批量生產(chǎn)的要求。

其突出的性能和特點(diǎn)主要體現(xiàn)在一下幾點(diǎn)：

l  設(shè)計(jì)緊湊

CNC、HMI、PLC、驅(qū)動(dòng)閉環(huán)控制和通訊模塊完美集成于一個(gè) SINUMERIK 單元中， DRIVE-CLiQ 通訊方式顯著降低設(shè)備的布線成本，且組件間的距離可達(dá)100m。

l  é–‹(kāi)放、靈活

開(kāi)放的 HMI 和 NCK 使機(jī)床能滿足不同客戶的個(gè)性化需求；基于以太網(wǎng)的通訊解決方案和強(qiáng)大的 PLC/PLC 通訊功能 ；SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)良好支持幾乎所有類型的電機(jī)

l  極佳的動(dòng)æ…‹(tài)性能和加工精度

基于DSC（動(dòng)態(tài)伺服控制）閉環(huán)位置控制技術(shù)確保機(jī)床獲得最佳的動(dòng)態(tài)性能，能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的表面加工質(zhì)量，是刀具和模具制造的理想解決方案

l  ç°¡(jiÇŽn)便的操作與編程

支持DIN 、ISO 語(yǔ)言編程和 ShopMill/ ShopTurn 工步編程；一臺(tái) NCU/PCU 上可連接多達(dá) 4 個(gè)、距離遠(yuǎn)達(dá) 100 m 的分布式操作面板

l  高度的安全性

安全集成功能確保操作者和機(jī)床的高度安全；多種功能確保數(shù)據(jù)安全：制造商循環(huán)加密、NCU 和 PCU 中集成防火墻功能、數(shù)控系統(tǒng)與工廠網(wǎng)絡(luò)隔離等。

高性價(jià)比的精益生產(chǎn)

2012年初，配備了SINUMERIK 840D sl數(shù)控系統(tǒng)的項(xiàng)目方BJ01生產(chǎn)線研發(fā)成功。在經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試后對(duì)比發(fā)現(xiàn)，利用該柔性生產(chǎn)線能使產(chǎn)品試制周期縮短1/3-1/2，費(fèi)用減少1/3-1/2，符合終端項(xiàng)目方對(duì)于零部件加工可靠性、生產(chǎn)效率、精確性和高性價(jià)比的要求。

由此可見(jiàn)，今后智能化、柔性化、自動(dòng)化必將成為機(jī)床技術(shù)發(fā)展的主流，尤其是為用戶量身定制的自動(dòng)化生產(chǎn)線和全套的解決方案，將是贏取更大市場(chǎng)的重要舉措。相信隨著國(guó)內(nèi)汽車、電子、能源等制造業(yè)的更大的柔性生產(chǎn)線需求，西門子會(huì)將最優(yōu)化的整體解決方案提供給機(jī)床生產(chǎn)用戶。