[發明專利]一種面向主軸自由鍛的智能混線生產系統

在審

• 申請號: 202011226829.5
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112453311A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 程強;任佳祥;張彩霞;初紅艷;董軒;何召衡
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B21K1/06
• 分類號: B21K1/06;B21J7/46;B21J13/10
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了一種面向主軸自由鍛的智能混線生產系統，包括一套集成管控平臺，一套主鍛造平臺，一套輔助鍛造平臺，物流運輸系統、監控系統以及專家系統，加熱爐，監控設備。物流運輸系統包括鍛壓機器人A、鍛壓機器人B、有軌拖車、傳送設備組成。通過構建專家系統實現加工過程中能夠根據不同初始條件，包括鍛件的大小，始鍛溫度，鍛件大小等，實現不同大小鍛件選擇不同的鍛壓平臺進行鍛壓，以及鍛壓下壓量、下壓次數的最優化調整來提高產能以及加工質量，并保證工藝要求。在傳統鍛壓生產線上加入輔助鍛壓平臺對小件進行鍛壓操作，主鍛壓平臺對大件和小件均可以進行操作，通過集成控制和物流系統，進行混線生產，提高生產效率。

技術領域

本發明涉及一種面向主軸自由鍛的智能混線生產系統，屬于自動化生產控制領域。

背景技術

發動機主軸鍛造生產，屬于自由鍛，工藝涉及到拔長、滾圓等，多是多型號、小批量的計劃生產。傳統產線大多采取的是人工單機工作，難以實現加工質量的一致性。在發動機主軸鍛造過程中，主要鍛壓裝備是鍛壓機以及操作機。操作機體積大、可操作性差，對于棒料的多樣性，在一定程度上造成了資源浪費，也阻礙了鍛造過程智能化進程。此外，主軸自由鍛加工時間長、加工溫度窗口有限，在單一運輸工具、缺乏現場反饋的情況下，造成難以保證加工質量，加工效率低。

針對上述問題，開展主軸自由鍛自動化生產智能控制研究，采用現代機器人控制技術，在傳統自由鍛生產基礎上安裝機器人，利用混線生產技術，降低生產能耗。充分利用空間分布，利用輔助式鍛壓平臺，增加鍛壓產量，提高生產效率。利用高溫環境下鍛件外形尺寸快速測繪、實時溫度檢測技術，對生產質量進行參數化評估。構建專家系統，在參數化基礎上進行歷史數據匯總，現場智能決策，加上集成控制技術，對生產進行控制，形成智能鍛造單元。

發明內容

本發明針對以上傳統主軸鍛造中的問題，提出一種提高加工質量一致性，提高加工效率和智能化程度較高的自由鍛生產單元。

一種面向主軸自由鍛的智能混線生產系統，其特征在于：該智能生產單元包括加熱爐(14)，集成管控平臺，主鍛造平臺，輔助鍛造平臺，物流運輸系統以及專家系統(1)，監控設備(17)；

其中集成管控平臺由工控機(2)、主站PLC(3)、顯示器、觸摸屏組成，主鍛造平臺由一臺16MN快鍛機1(9)、操作機(8)、鍛壓機器人A(7)、測量機器人A(10)組成；

輔助鍛造平臺由另外一臺16MN快鍛機2(12)，鍛壓機器人B(11)、測量機器人B(13)組成。物流運輸系統由鍛壓機器人A(7)、鍛壓機器人B(11)、有軌拖車(6)、傳送設備(5)組成；

監控系統由溫度檢測儀1(15)，溫度檢測儀2(16)及現場監控設備(17)組成；

所述加熱爐(14)，主鍛造平臺，輔助鍛造平臺，物流運輸系統組成自由鍛生產單元，集成管控平臺與專家系統(1)組成智能控制系統。所述工控機(2)作為上位機通過TCP/IP協議與所述主站PLC(3)連接，觸摸屏通過MPI協議與主站PLC(3)連接，主站PLC(3)通過Profinet工業以太網自動化總線與所述加熱爐(14)、16MN快鍛機1(9)、操作機(8)、鍛壓機器人A(7)、測量機器人A(10)、一臺16MN快鍛機2(12)，鍛壓機器人B(11)、測量機器人B(13)、有軌拖車(6)進行連接；所述主站PLC(3)通過I/O接口與傳送設備(5)、監控設備(17)相連接；主站PLC(3)通過IP協議與溫度檢測儀1(15)、溫度檢測儀2(16)相連接。

如上述一種面向主軸自由鍛的智能混線生產系統，其特征在于：主軸鍛件是發動機主軸，按重量分為大小兩種型號進行生產。重量大于150kg的主軸坯料規定為大鍛件，重量小于150kg的主軸坯料規定為小鍛件。

如上述一種面向主軸自由鍛的智能混線生產系統，集成管控平臺對下級制造單元進行生產管控，接收各生產單元反饋的生產數據，處理后將實時生產指令發送給下級各生產單元。包括工控機(2)、主站PLC(3)、顯示器、觸摸屏，其特征在于：