工廠(chǎng)現有工藝路線(xiàn)是基于現有的設備,工序分散,還有大量的手工工序,嚴重依賴(lài)操作者的技能。這種工序過(guò)于復雜的現象不適于自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的加工。智能制造線(xiàn)內的加工工藝須重新編制,對現有工序進(jìn)行大幅度整合,充分利用智能制造線(xiàn)的自動(dòng)化設備優(yōu)勢,采取工序集中原則,大幅減少工序,減少裝夾次數,利用設備的功能優(yōu)勢保障加工的一致性及加工質(zhì)量,減少對操作技能的依賴(lài),實(shí)現零件在線(xiàn)內的加工與流轉。
智能制造生產(chǎn)線(xiàn)的設計基礎是進(jìn)線(xiàn)零件的加工工藝設計,工藝設計應先行開(kāi)展,并要經(jīng)過(guò)充分討論。工藝將起到如下作用:
(1)設計了零件的加工工藝流程,零件在線(xiàn)內各設備之間的流轉順序;
(2)工序種類(lèi)直接影響生產(chǎn)線(xiàn)的設備種類(lèi),設備是很大的投資;
(3)設計了各工序的加工內容,工序的加工時(shí)間決定了設備的需求數量;
(4)切削參數決定了加工的質(zhì)量及節拍、刀庫容量、托盤(pán)緩沖站數量。
例如,某液壓關(guān)鍵件結構復雜、加工精度要求高,現工藝路線(xiàn)工序復雜,有大量的非數控加工及非機加手工工序穿插其中。這種復雜工序的傳統工藝顯然不適合智能制造,須使制造工藝模式有大的變革,需要大幅度工藝優(yōu)化甚至推倒重來(lái),向具有“基于CPS系統支持、智能生產(chǎn)調度、大量采用自動(dòng)化智能設備、大量采用高精度快換工裝、自動(dòng)裝夾、自動(dòng)物流配送、工序集中的智能加工”方式轉換。智能制造工藝與傳統工藝的差別在于減少對人工技能的依賴(lài),發(fā)揮設備優(yōu)勢。經(jīng)過(guò)重新設計的智能制造工藝,將原來(lái)40多道工序壓縮為10道,把毛坯粗加工、熱表處理及特種檢驗都放在線(xiàn)外,這樣就較適合智能制造的工藝了。
智能制造工藝須考慮自動(dòng)化運行所帶來(lái)的新問(wèn)題及特殊性,主要是對加工過(guò)程中的異常情況能夠及時(shí)判斷并處理。例如,刀具的壽命管理,因為無(wú)人加工,所以刀具須在崩刃或斷裂前進(jìn)行自動(dòng)更換,或者在加工過(guò)程中監測到刀具異常后處理。這在工藝規程中主要是嚴格控制切削參數,控制數控程序的加工時(shí)間,規定刀具的使用壽命并進(jìn)行管理,對所涉及到的數控程序名稱(chēng)、刀具類(lèi)型、刀具規格、切削參數、加工時(shí)間、設備選擇、裝夾方案等都務(wù)必詳細準確。
智能制造生產(chǎn)線(xiàn)的投資巨大,通率及回報率不能不考慮。例如,某些零件的某些工序加工量很小,造成某些設備利用率很低,工藝設計需要平衡此事;再如,發(fā)動(dòng)機機匣加工線(xiàn),絕大部分是銑工序,車(chē)削的工作量很小,因此選擇銑車(chē)復合加工中心,以銑為主,兼顧車(chē)削。若選擇數控立車(chē),此設備利用率將很低。智能制造的目標是要實(shí)現“批量定制”的市場(chǎng)需求,因此,智能制造工藝的設計也要考慮到批量定制的加工需求,要考慮到產(chǎn)品的系列化及兼容問(wèn)題。