成果名称: 高效高精3C产品壳体柔性数控加工装备的研究及产业化
完成单位: 广东省智能制造研究所,东莞市五鑫自动化科技有限公司
主要人员: 钟震宇,陈铁玉,何峰,胡小刚,王楠,王长有,吴亮生,宋田峰,周广兵,廖强,杨阳,杨俊辉,卢杏坚,罗奕辉,马敬奇,李元辉,仵桂学,杨文杰
介绍:

    ①项目来源于2016年4月广东省产学研合作项目---高效高精3C产品壳体柔性数控加工装备的研究及产业化(项目编号:2016B090926002、文件编号:粤科规财字[2016]120号)。 随着社会的发展,3C 产品已成为人们生活的必需品,基于人们生活方式日新月异的改变,3C 产品不断的更新换代以满足人们的需求,预计 2018 年全球PC、平板电脑和智能手机出货量将突破23.5 亿部,而全球大约 70%以上的 3C 产品均由中国进行制造和装配。 虽然我国 3C 产品市场需求巨大, 但目前 3C 壳体加工均采用通用数控机床进行加工, 生产效率低、 加工精度低, 不能满足 3C 产品广阔的市场需求及用户对产品高品质的要求。 广东省智能制造研究所在智能制造、工业机器人技术与装备开发等方面取得杰出成果。东莞市五鑫自动化科技有限公司一家主要生产自动化设备、非标自动化设备以及精密工装夹具的企业,成功研发了 12 轴全自动绕线机,初步开发出多轴控制技术,为本项目的顺利实施打下了一定的基础。两家单位联合开发高效高精 3C 产品壳体柔性数控加工装备,该装备的研发可解决我国 3C 产品壳体加工行业采用机械定位、 依靠人工而产生的效率低、 加工精度低的问题,提高我省 3C 产品壳体加工装备、柔性化工业产品、高端装备制造的自主创.新能力。

    ②技术原理: 采用三维设计软件及仿真技术,开展3C产品壳体高效高精数控加工装备的机械设计及优化。 采用 Cortex A8 嵌入式处理器构建基于 ARM+DSP 的硬件平台,基于LINUX 实时操作系统平台,构建双通道多功能复合专用数控系统;研究 Y 轴线性误差补偿算法及引入多坐标系变换矩阵并优化图像Mark点定位算法,实现产品加工精准定位控制。通过对加工壳体尺寸、材质、走刀方式等加工特征分析,建立3C壳体样本工艺专家数据库,实现工艺参数导航、工艺路线优化等,提高机床易操作性。 基于 3C 产品壳体加工需求及材质多样性的特点,普通钻、铣、攻丝工艺已不能满足3C壳体加工要求,开展3C产品壳体钻、铣、攻丝工艺的研究,实现钻铣工艺优化,避免壳体出现变形、毛刺问题及刀具磨损等现象,并解决攻丝时丝锥扭断或丝锥易咬住的难题。通过对加工壳体尺寸、材质、走刀方式等加工特征分析,建立3C壳体样本工艺专家数据库,实现工艺参数导航、工艺路线优化等,提高机床易操作性。 基于传统工艺经验参数及专家数据库,构建面向“刀具-壳体材料”的加工工艺专家系统,并研发融合加工工艺专家系统的全数控壳体装备CAM软件,可实现工艺参数智能匹配、图形化编程等功能,最终实现智能化产品加工。 性能指标: X、Y轴运动范围:0~150mm,Z轴运动范围:0~80mm; 直线运动重复精度:±0.008mm; 加工精度:±0.016mm; 测量时间:0.08s; 工作工位及效率:与传统单机设备相比,4工位同时工作效率提高4倍; 夹具通用性:可适用40×100mm~100×160mm的产品生产; 上下料单元:采用自动取料机构辅助,料盒自动上下料。

     ③ 技术的创造性与先进性: 研制双轴高效精准控制系统,定位精度达±0.01mm,加工精度达±0.03mm。 设计高效的两两相对的加工单元结构及柔性定位机构,可支40*100-100*160mm 产品的自动加工,配合专用数控系统,每台设备使劳动力从原来的3人实现无人操作、总成本降低20%以上。 基于工艺专家系统的全数控CAM软件,解决工艺智能规划、图形化编程等问题为用户提供直观、方便、易用的操作界面。

    ④ 技术的成熟程度,适用范围和安全性: 经过反复实验验证,本项目研发的技术成熟,可适用于40*100-100*160mm产品的自动加工,安全性能好。

     ⑤ 应用情况及存在的问题:指以及所存在的问题 产品通过市场推广,成功在珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司、丰达音响(河源)有限公司、东莞创进精机有限公司、艾卡(广州)仪器设备有限公司、福斯特电气(越南)有限公司、东莞南城新科磁电制品有限公司等企得到推广应用,取得良好的应用效果。目前没有发现问题。

批准登记号:
登记日期: 2019-05-28
研究起止时间: 2016-04-01至2018-04-30
所属行业: 制造业
所属高新技术类别: 先进制造
评价单位名称: 广东省科学技术厅
评价日期: 2018-12-12