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智能化技术在板带产品制造中的应用

2019-08-29 09:25:00 ????作者:施振岩

  www.yabovip1.com 随着工业4.0和中国制造2025的全面开展,国内外智能化工厂、智能化实验室、智能化设备的研制正蓬勃开展。智能化正在各行各业全面展开。智能化生产线和智能化实验室正在改变原有传统企业的生产模式,将人从重复的操作、恶劣的环境和繁重的流水性作业中解放出来。对于www.yabovip1.com厂而言,主生产线智能化,和机组出口附近的机旁实验室智能化,对于“操作室一律集中,操作岗位一律机器人,运维一律远程,服务一律上线”起到了极大的推动作用。对于全面提升劳动生产率、减少设备事故和质量事故及安全事故、全面提升产品质量和公司品牌,显得极其重要。
  中国制造2025,有力地推动了www.yabovip1.com厂智能化发展。目前,机器人已经广泛地在各www.yabovip1.com厂发挥着重要作用,尤其中高温、高危、高难度领域,更显机器人威力。
  www.yabovip1.com厂生产线智能化
  www.yabovip1.com厂局部智能化,为主生产线智能化奠定了良好的基础,但主生产线智能化是目标和方向。
  主生产线智能化架构:
  生产线是智能化平台,数字化是智能化基础,工业互连网是智能化支撑,智能中心是智能化核心。www.yabovip1.com厂生产线目前总体自动化水平比较高,人工参与调节和控制不是很多,这就意味着产品质量在线采集系统数字化和设备状态在线采集系统数字化显得尤为重要。生产线数字化了,智能化就不远了(如图1所示)。
  产品质量在线采集系统数字化:
  图2列举了www.yabovip1.com厂部分产品质量在线采集系统,也是目前用户比较关心,需要重点数字化的产品质量实际参数。下面举2例,加以说明。
  案例1,涂层膜厚在线检测系统:
  用于涂镀产品表面耐指纹膜、钝化膜、绝缘涂层、彩涂板涂层、涂油量等涂层膜厚在线实时检测。该系统为涂层膜厚在线实时准确控制提供了依据。
  案例2,力学性能在线检测系统:
  用于带钢力学性能(硬度、屈服强度、抗拉强度、断后延伸率、硬化层深度、 透C层深度、 透N层深度、残余应力、N、R、残余奥氏体、分层硬度、均匀延伸率)在线实时检测,为带钢实时准确控制力学性能提供了依据。
  设备状态在线采集系统数字化:
  图3列举了可能影响www.yabovip1.com厂主生产线正常运行的部分设备。这些设备状态在线采集并数字化,对于生产线状态控制和正常运行起到了关键作用。
  旋转设备状态在线采集系统。旋转设备,主要采集温度和振动两个参数。对这两个参数准确采集,并加以状态分析和控制,能够有效地监控旋转设备有效运行。
  智能中心:
  智能中心是生产线智能化核心。其作用正像人的大脑,计算机的CPU。其强大,智能化系统才能强大。
  智能中心架构图如图4所示。
  智能中心的功能为:专家系统收集“生产工艺参数”和“设备状态参数”,与“知识库”进行比较,建立新的优化方案和优化模型,用于生产线控制。同时,相关参数和数据存入“知识库”,将“知识库”数据不断积累,模型持续优化,解决方案不断丰富。同时,生产线相关状态能及时传送和显示。
  www.yabovip1.com厂生产线智能化小结。
  现在的www.yabovip1.com厂生产线自动化水平已经相对比较高,在智能化方面,应重点在生产工艺和设备状态数字化上下功夫,解决了数字化,离智能化就不远了。
  国内大中型www.yabovip1.com厂,其生产线智能化不是可上可不上的问题,而是必须上,要有规划有计划地上。这是国家的需要,也是企业产品质量和企业品牌的需要;否则,会落后,会在竞争中落败。
  www.yabovip1.com厂机旁实验室智能化
  机旁实验室现状:
  目前大多数www.yabovip1.com厂成品机组出口和出口附近都需要对钢卷规格尺寸和品质特性进行快速检测。快速检测一般都是在此区域设机旁实验室,由操作人员按工艺过程控制的要求进行操作,为机组工艺参数的调整及时反馈质量结果。
  常规的机旁实验室检测过程如下:操作人员人工拿取大样板,人工检测大样板的长度、宽度和厚度,人工搬运大样板到备样区作为备样留样,人工搬运大样板到加工设备,人工加工大样板为检测样品,人工标注样品代码,人工检测样品,人工判断检测结果,人工将检测结果输入电脑或记录在检测结果记录本上,人工处理检测后的废样,完成机旁实验室样品检测全过程。
  常规机旁实验室至少存在以下问题:一是劳动生产率低。所有的工作都需要人工操作完成,造成大量的操作人员投入。二是检测质量无法保证。检测质量与操作人员责任心和技术水平、心情和身体状况直接相关,检测质量很难受控。三是安全无法保证。存在样板划伤身体、加工设备冲断手指等等风险。四是检测速度慢。每一道工序都需要操作人员依次操作完成,无法像无人化实验室,所有设备可以同时运行。五是成本高。操作人员的工资成本在上升,产品质量问题引起产品降级甚至产生质量异议造成经济上损失等,直接和间接成本相对较高。
  机旁实验室智能化必要性和可行性:
  必要性。黑灯工厂、黑灯实验室是目前比较流行的,正在蓬勃开展的、符合国家方针政策的一项创新工程。机旁实验室智能化,无论从提升劳动生产率、到保证检测质量、保证人身安全、再到提升产品质量和企业品牌都很有必要。这更是智能工厂的一个重要组成部分。
  可行性。智能化机旁实验室是智能车间或智能工厂的一个分支。机旁实验室不涉及直接产品生产。机旁实验室加工和检测设备配置也相对简单。可以说,机旁实验室存在相对独立性和相对简单性,机旁实验室智能化是完全可行的。研制全自动加工和检测设备,配置相关机器人和视觉系统,建立工业互连网,开发虚实结合数字化双胞胎功能和手机APP功能,如有能力或有需要,再增加有“智”能的自学习自诊断自化解问题的神经元网络技术,实现实验室智能化(如图5所示)。
  机旁实验室智能化模式。
  机旁实验室智能化模式不会有固定模式,既然智能化了,什么事情都会发生,什么模式都会产生。只怕想不到,不怕做不到。
  机旁实验室智能化案例:
  热镀锌生产机组机旁实验室智能化项目案例如下:
  机旁实验室功能:快速加工从机组剪切下来的大样板为检测样品,快速检测热镀锌产品样板宽度、样板厚度、U弯性能、V弯附着力性能、粗糙度性能、缺陷冲压性能,为机组快速提供第一手产品品质实绩。
  整个机旁实验室无人化检测。
  整个机旁实验室从样品检测上分为3个过程。
  过程1:样板取样过程。AGV小车上装有机器人。AGV机器人从机组送样板平台上抓取2块大样板,其中1块大样板放到大样板放置平台,供机旁实验室检测。另一块大样板放在AGV小车上,送到备样存放区,作为留样保存。
  过程2:样品加工过程。地轨机器人从大样板放置平台上抓取大样板,放到全自动激光切割机。全自动激光切割机首先根据来自生产机组的样板代码,确定检测样品种类,样品加工位置;然后激光刻码机对样品进行激光刻码。激光切割机再进行样品激光切割。地轨机器人抓取所有样品到样品盒,同时抓取废样到废样框,完成样品加工全过程。
  过程3:样品检测过程。地轨机器人将样品盒中样品输送到相应全自动检测设备,如全自动U弯检测仪、全自动粗糙度检测仪等。所有的全自动检测设备按自己的方式,进行检测样品的检测、数据处理和传送。
  整个机旁实验室具备4大功能。
  功能1:无人化检测功能。从样板取样、到样品加工、再到样品检测、最后检测数据处理和传送,全部无人化,实现无人化实验室功能。
  功能2:系统可靠性功能。相关全自动加工和检测设备全部具备手动操作和全自动运行功能,关键设备有备机,如地轨机器人可以代替AGV机器人,地轨机器人一用一备,系统计算机一用一备,保证机旁实验室整个系统能够正常有效运行。
  功能3:安全环保功能。激光切割机除尘装置采用降噪措施,噪声控制70分贝以下。所有机器人运行区域用护栏隔离。整个机旁实验室内外都有探头监控。AGV小车为人机混合型,人靠近则停,速度可控,外壳采用塑料制作,即使撞上人也不会造成人身伤害。
  功能4:远程监控功能。系统配置虚实结合数字化双胞胎软件和手机APP软件,能够远程监控和手机监视。
  www.yabovip1.com厂机旁实验室智能化小结:
  现在的机旁实验室以手工操作为主,智能化方面重点在单套设备全自动化上下功夫,解决了全自动化,离智能化就不远了。机旁实验室智能化,可以与主生产线智能化同步考虑。
  www.yabovip1.com厂实验室智能化案例
  实验室现状:
  目前大多数www.yabovip1.com厂实验室样品都是手工加工、手工检测。这造成劳动生产率低、检测速度慢、安全风险大,检测质量风险也大。
  实验室智能化案例:
  用激光切割机、高速圆盘锯床替代传统锯床完成粗加工;用拉伸加工中心、冲击加工中心和数控车床替代传统手工加工设备完成精加工;新增一套立体备样仓库,实现切割后备样的自动归类存放。新增一套信息化管理系统(系统管理和控制和通讯功能、数字化双胞胎功能和手机APP功能)、试样搬运系统(包括喷码、扫码、机器人等),将原有来样辊道和新增加工设备串连起来,结合信息化管理系统,实现试样信息识别、试样粗切割、小样切边减薄、小样精加工、备样归类保存等自动化功能(如图6所示)。
  系统投运后,实验室试样加工将实现无人化,解决依靠大量的加工设备和操作人员才能完成繁重加工任务的问题,全面提升劳动生产率、加快试样加工速度、降低人员安全风险,从而全面提升实验室自动化水平,全面接轨中国制造2025。
  智能化几点建议
  相通性:智能工厂、智能车间、智能实验室、智能系统等等,其智能化的精髓是相通的,我们可以从智能工厂或智能实验室获得智能化相关知识和技术
  合适性:智能化、全自动化、无人化,从目前智能化时代初始阶段,可能更适合于流水性作业、重复性作业、环境恶劣作业、危险性较大作业、体力性较重作业,对于流水性和重复性较少,任务变化较大作业可能暂不是很合适。
  自适应性:智能化项目不管项目大还是小,总归需要一笔支出。企业有没有能力支出这笔费用,是否值得支出这笔费用,都需要从企业自身经济实力出发,不得勉强,跟风上智能化项目没必要。企业有经济实力,且认为有必要的才是合适的。
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来源:中国冶金报-中国www.yabovip1.com新闻网

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