智能机械与光机电一体化

随着国内外科技水平的提升，智能制造成为全球制造业的研究热点，为此我国制定了《中国制造2025》计划，旨在完成制造业向智能制造的升级。习近平总书记曾强调：“要以智能制造为主攻方向推动产业技术变革优化升级，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合。”

中国是世界铝合金车轮重要的生产基地，作为中国制造业的一部分，随着经济社会的不断发展，汽车行业销量的持续增长，铝合金车轮的订单量大幅上升，轻量化、个性化、高质量铝车轮市场需求快速增长。然而随着行业自动化水平的不断提高，传统的车轮机加工制造工艺问题频发，例如：离线抽样尺寸检测，人工测量等测量方式导致车轮尺寸偏差过大，由此带来的客户投诉使行业利益受损；尺寸偏差造成极大的原材料浪费，不符合当前的降碳要求；人工调机需要反复调试，消耗时间长直接导致设备生产效率下降，且有经验的工人培养时间长、人力风险大。

数字赋能发展，创新成就未来。实施智能化管理是实现制造业升级的一种最为有效的手段。立中集团作为全球领先的铝合金车轮制造商，为提高企业市场竞争能力、保持市场领先地位，正在持续推进智能制造项目，亟需提高机加工序各设备的自动化水平，推动车轮的柔性化生产线的建立，对实现机加工系统化的智能闭环调整，提高生产管理、质量管理和效率管理。

项目目标是开发能够实现信息的实时采集、产品的尺寸控制、加工过程优化管理并且融入铝合金车轮制造新技术与制造经验的信息智能管理系统。

项目主要研究内容分为机加总线系统和机加智能调参系统两部分：

1.机加总线系统

机加总线系统根据现场的实际需求和部署前景需要，分为网络组建和数据采集、实时数据存储和数据处理、状态监控和报表管理四个功能模块进行开发。

（1）网络组建和数据采集模块

使用现场的工业路由器机进行网络架构重组，通过工业路由器的端口映射使机加总线全部需要采集的设备均接入生产网络，达到后续设备数据采集的前提条件。

（2）实时数据存储和数据处理模块

采用高性能存储与海量历史数据存储，完成底层大量计量数据的整合。实现长时间历史数据的稳定存储与检索，实现每个机加线别机加程序的自动下发与上传功能，减少程式输入以及参数调整的时间。

（3）状态监控模块

对各个设备进行实时监测，当发生故障时，弹出报警提示，通过监测画面，可及时发现出现故障的仪表，方便用户及时跟踪处理现场情况。

（4）报表管理模块

支持数据报表自动生成，解决信息互通不透明问题，以及便于绩效考核的评定。

2.智能调参系统

（1）机床加工刀补自动调整功能

针对刀补机理的复杂性，构建基于融合规则链的知识图谱模型，实现机理知识和设备运行状态数据的融合，将复杂化的刀具调整数据存储下来，降低对人工调整经验的依赖性，降低人力风险；将刀具调整和尺寸检测形成闭环管理，做到产品尺寸及时调整和精准控制。

（2）混模加工参数调整

将同种产品不同模具号可调用不同程式的功能并入机加智能调参系统，实现功能联动，解决混模具号加工问题，减少更换模具号调机的时间，提高调机效率，同时降低产品因拉摸导致的报废。

（3）混线加工参数调整

通过扫描车轮的一维码进行相关加工程序的调用，实现自动根据不同的轮型和模具调用不同的程序。机加车间可以在快速切换轮型的时候调用已有的程序，刀具信息以及偏移量信息，提高调机效率。

（1）实现全局实时数据采集、数据存储和数据处理；

（2）提高轮型调机效率，包括实现机床加工程序配方管理功能、转运机械手点位的自动调用功能、机床参数调用功能和根据拉模量自动调取程式；

（3）实现机床加工刀补自动调整功能，做到产品尺寸及时调整和精准控制，实现产品重量最优控制，将工件重量降低50g/只。