“工业 4.0”和斯达拉格集成制造系统

文章来源:MM《现代制造》 发布时间:2018-01-18
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由瑞士斯达拉格集团自主研发的集成制造系统IPS,秉承“精准开发,想您所想”的座右铭,针对客户需求定制专用模块系统,可为客户提供网络化环境下的高效制造解决方案。能显著提高盈利能力、安全性并促进发展。

由瑞士斯达拉格集团自主研发的集成制造系统IPS,秉承“精准开发,想您所想”的座右铭,针对客户需求定制专用模块系统,可为客户提供网络化环境下的高效制造解决方案。能显著提高盈利能力、安全性并促进发展。

如今人们一直在谈论“工业 4.0”,但到底什么是“工业 4.0”?我们经过了工业 1.0(机械化),工业 2.0(大规模生产)和工业 3.0(自动化),现在正迈入“工业 4.0”。这一新的发展阶段将以前所未有的方式塑造工业未来。最终,从初期的创意开发到最后的循环利用(包括与这一过程中的每个阶段相联系的客户服务)形成一条完整的价值链。

通过开发集成制造系统IPS(Intergrated Production System),斯达拉格为这一目标的实现做出了重要贡献。客户能够逐步对生产过程实现自动化,并可最终充分利用系统提供的所有选项。从带插件功能的单机,到柔性制造系统(FMS),直至整个生产线。在每个扩展阶段,都有可适应各专业化任务的模块。

斯达拉格内部开发的单元控制器技术是独特的卖点和可靠生产计划的基础,通过最大工艺流程可靠性控制生产系统和生产线。单元控制器监控所有过程,确保了数字透明化。它集中管理所有与生产系统相关的信息,并在必要时通过标准接口传输至更高等级数据处理系统。如果客户在扩展的最后一个阶段操作,他们只需要将待加工部件送入原料收集器。剩下的完全自动进行:从装载和存储原材料,到各种加工步骤,再到最终卸载成品工件。所有数据和资源都由单元控制器管理,它直接接收最终用户的 ERP(企业资源计划)系统的指令。除单元控制器外,以下模块也在整个IPS系统中发挥着重要作用。

人机界面(HMI)

斯达拉格开发人机界面的主要目的是把现代移动终端设备在人机工程学、交互性和灵活性方面的可能性转移到生产场景中。通过利用当代智能手机程序中最先进的用户提示,消除误操作导致的故障,可使制造过程的安全性得以提升。在选择触控面板时,开发人员着重确保所选设备符合生产环境的复杂要求。防震玻璃能有效防止意外损坏,可使用普通玻璃清洁剂进行清洁。电容式触控传感器十分精确,即使在佩戴手套时也能反应灵敏。

机床保护系统(MPS)

防撞保护装置使用机床、工件和刀具的3D模型,并实时对比其在房间内的位置。如果控制系统检测到即将发生碰撞,人机界面 (HMI)将以3D视图显示危险情况,并且机床会提示操作者进行校正。无论是需要启动新的数控程序、调节刀具还是手动操作机床,斯达拉格MPS系统都能可靠地防止各种类型的碰撞。对于无法使用联机防撞保护装置的复杂机床(例如采用可换头技术的机床),还可使用碰撞检测系统来大幅减少机床碰撞所造成的损坏。

效率控制

为实现能源的高效利用,斯达拉格机床采取了一系列方法,并将这些方法整合为一个整体概念,以适应每台机床的情况。采取节能措施,比如通过使用优质轴承系统减少摩擦,或者通过有限元优化减少运动重量。另外,还使用了低散热的现代节能电子元器件,进一步延长机床的使用寿命。还实施了电机制动时回收能源并将其反馈到电源,以及全机床动态无功补偿等方法,降低运营成本。记录电气系统和气动系统能耗,用户可以利用该信息来解决企业内部能源管理问题。除了在加工循环结束后关闭整个机床外,还可以配置机床单独重启,以便在生产开始前进行预热。

过程质量控制(PQS)

斯达拉格过程质量控制系统 (PQS) 支持用户通过集成传感器的智能评估来识别和避免过程不稳定性。

为有效避免机床主轴的损坏,斯达拉格专门开发了一个自动识别颤振的系统。该“颤振监测器”通过简单的彩色信号向用户指示过程状态,并在超过过程极限时发出警告。电子器件可识别刀具不平衡、主轴的绝对振动水平和过程不稳定性。整个过程依靠与监控摄像头和数控系统数据的紧密交互。这是提高过程稳定性唯一有效的方法,比如在铝合金整体部件的高性能加工过程中。另外,用户还可以把该数据存储到电脑上,随后进行分析,利用其来改进新零件的加工工艺。

在加工铸铁或钢质的壳体类工件时,斯达拉格不仅提供了检测不稳定性的能力,还提供了通过进给自动适应来主动防止颤振的选项。

机床认证系统(MQS)

MQS系统结合了最重要的部件,用于机床的状态监控和诊断。功能包括:指纹,斯达拉格开发了一个可以帮助测量机床内所有进给驱动器实际状态的工艺流程,从而实现磨损程度的测定。该功能甚至可以远程操作,无需访问机床。评估时只需使用机床日志。还可以设置一个机床自动测量循环。维护,维护模块可针对特定机床提供一个紧凑的当前维护状态概览,从而指示早期阶段需要的维护工作。数控系统屏幕以符号显示这些要求。必要时,人机界面上会直接显示相关的维护说明。集成传感器,对于复杂且高产的机床而言,通过传感器监控所有介质(例如冷却液和润滑剂、液压系统、机床热稳定性)是一项重要任务。把介质温度、压力值和流速控制在很小的公差范围内是在全自动生产过程中确保最佳刀具使用的唯一方法。斯达拉格的传感器服务包利用高效、稳健的数据接口将传感器与机床连接,提高生产过程的安全性。

各个组件之间的通信作用显著。例如,通过监控机床状态,可以确保生产可靠性,大幅降低维护和停机成本。同时,还可以监控整个制造过程中的能源需求和消耗、优化能源管理。通过更好地利用其功能控制生产,企业能够大幅提高收益或促进增长。

“集成制造系统”是对实现数字化目标的重要贡献,它为应对即将到来的挑战提供了平台。当斯达拉格生产系统和机床用户、操作者在使用数据执行复杂任务时,它为其提供支持,并为网络化生产世界增加价值。斯达拉格IPS使客户能够逐步实现生产过程自动化,并最终充分利用系统提供的所有选项。

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