工厂|曲轴锻造智能工厂及其产品开发特点中薪|高薪|工厂|智能|产品|锻件

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文／龚俊雯，陈清玲·桂林福达重工锻造有限公司
智能锻造的意义
智能制造概念自20 世纪80 年代末被提出以来，得到了世界各国政府、企业的高度重视与大力发展。进入21 世纪智能制造更是引领了新一轮制造业的革命，开始深入到各行各业。“中国制造2025”从国家层面确定了我国建设制造强国的总体战略，在战略计划中明确指出，要以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，实现制造业由大变强的历史跨越。智能化将进一步提高制造系统的柔性化和自动化水平，使生产系统具有更完善的判断与适应能力，也将会显著减少制造过程的资源消耗，提升传统制造业的水平。在制造业变革的引领下，锻造行业发展智能化是必然的趋势。
智能化锻造系统
响应行业发展潮流，一批国内有实力、有前瞻性的锻造企业，已在智能锻造工厂的建设上披荆斩棘、勇于实践，并取得了一定的成果。下面就以桂林福达重工锻造有限公司为例，对智能锻造工厂中的智能系统应用情况进行初步介绍。
智能化锻造车间的智能系统由四个层级组成，分别包括自动化、无人化曲轴锻造生产线，智能化感知与在线检测设备，数字化锻造智能控制系统集成及网络构架和锻造生产专家决策系统，层级结构如图1所示。

文章插图
图1 锻造车间的智能系统结构图
自动化、无人化曲轴锻造生产线
根据锻造生产过程中物料的传输过程和锻造工艺特点，整个智能化锻造生产线的物料传送均由多关节工业机器人实现，选配设备均配置了数字化系统和在线监控装置，关键智能部件包括自动上下料、工件姿态视觉识别、均衡化柔性生产，并可在线进行典型曲轴产品锻造生产的故障诊断和智能处理。此外，还可通过MES 系统实现锻造生产的管理监控，包括产能统计、物流管理、成本统计、生产进度、生产质量等。
锻造生产智能化感知与在线检测设备
锻造生产智能化感知与在线检测设备包括工件位置及姿态识别的智能视觉识别系统，关键设备打击力、轧制力、输出能量实时测量的检测装置以及锻件温度、模具温度实时测量的检测装置。在成形过程中，智能视觉识别系统对锻件所处位置进行实时检测、反馈，并将统计存储数据通过MES 系统实时上传到工艺设计部门，作为修改工艺和模具设计的依据。锻件终锻后温度变化对锻后热处理有着重要的影响，终锻结束实时检测锻件温度，经专家系统分析和处理，由总线控制系统支配执行元件（机器人）将锻件送到不同的锻后热处理工艺通道。
数字化锻造智能控制系统集成及网络构架
数字化锻造智能控制系统已实现四部分功能：联接生产线各单机设备、现场感知元件与执行系统，并将采集到的信号分析重组、通过中继PLC 进行智能决策后，对生产线各设备进行协调管理与监控。联接车间全部生产设备，通过MES 系统将生产线运行信息可视化的直观输出，加强企业对生产状态的了解，便于生产计划的实施及成本的控制。
另外，锻造生产线的锻件高温、机器人高速、压力机重载荷等特性，使得生产线控制系统必须集成安全功能，才能更好的保护人员和设备。开辟安全数据专属通道，提升控制系统的安全等级也是智能控制系统集成的重要组成部分。建立能快速排查生产线故障的远程诊断系统，可实现对现场设备的状态监控、故障诊断、故障排除、远程协助等功能。
【 工厂|曲轴锻造智能工厂及其产品开发特点】锻造生产专家决策系统
在锻造过程中，一旦MES系统智能感应设备或在线测量设备获取的结果超过警戒值，专家决策系统自动将发现的问题及建议处置方案告知用户。专家决策系统实时采集各种现场检测和控制数据信息，在出现问题时，能够迅速通过自身的推理模式及知识库数据给出处置意见。根据这些处置意见，现场工程师与系统人机交互、各司其职，能够迅速给出最终决策。
智能系统下的产品开发特点
智能工厂以数字化、自动化为前提，在产品的整个生命周期采用PLM 系统进行管理，这与以往以人工经验为主的开发模式存在一定差异。特别是曲轴锻件，结构复杂、成形困难，靠人工经验设计往往需要较长的验证周期。常见的四缸乘用车曲轴结构如图2所示。
产品设计阶段

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