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集团“专精特新”风采|湖南华数智能技术有限公司:产学研合作先行者

发布日期:

2023-05-11 08:46

新闻来源:

华中数控

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前言

习近平总书记强调,中小企业联系千家万户,是推动创新、促进就业、改善民生的重要力量。希望专精特新中小企业聚焦主业,精耕细作,在提升产业链供应链稳定性、推动经济社会发展中发挥更加重要的作用。

启航彩武汉华中数控股份有限公司作为国内高端数控系统龙头企业, 旗下拥有国家级、省市级数十家“专精特新”企业。


启航彩湖南华数智能技术有限公司成立于2019年12月,是以国家数控系统工程技术研究中心为依托,以建设成为军民融合、智能制造类产品主要研发生产中心为目标。是集成技术研发、生产销售、教育教学、技术转化为一体的产业化平台。公司拥有高性能数控系统配套、数控机床、工业机器人、工业互联网、智能产线等方面产品与技术。主要围绕工控领域、国防军工、数控教学与实训等方面,开展研发、生产、销售及成套技术解决方案的咨询与服务业务。

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入驻株洲经开区以来,湖南华数先后申报了36项专利技术,其中获得专利证书25项,已授权的5项;同时公司完成了ISO9001质量体系认证、3A信用等级认证、武器装备质量管理体系认证。先后荣获湖南省自主创新先进单位、湖南省优秀创新创业项目、株洲市产教融合先进单位等荣誉;湖南省第三届新型信息消费大赛获技术创新奖;2021年全国工业APP和信息消费大赛获信息消费技术创新奖;同时华数团队获得了2021年度的株洲市双创精英团队;2022年获湖南省高新技术企业、株洲市专精特新企业;2023年获得湖南省专精特新企业称号。

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典型案例


01

先进制造技术与工业互联网通讯技术

宇环数控手机结构件多工位智能抛光生产线

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针对3C领域薄壁结构件的数控抛光加工工艺,以手机结构件为主要加工对象,建立手机外壳薄壁结构件的抛光加工生产线。由3台宇环8590五轴多工位抛光加工中心、1套由分料盘工作站及AGV(自动导航小车)物料配送单元、1六关节物料机械手组成数控柔性抛光生产线。


该项目集高速高精数控加工、工业机器人、基于NC-Link的工业互联网等技术于一体,是典型的先进制造技术于工业互联网通讯技术的深度融合,目前该项目已交付,应用情况良好,该项目对我国3C制造行业的发展具有较好的推动作用。


该生产线主要有以下功能:

启航彩1、关灯加工生产模式:具有生产线的物料缓存库管理,对物料的RFID识别,生产线与数控机床的物料自动化管理与配送,数控机床的加工代码程序及参数的自动下达,达到抛光加工过程的无人化管控加工生产;


2、混流并行柔性化加工生产管控能力:具有多任务混流并行加工能力,适合多种抛光工艺,多品种、变批量的混流加工要求,既适合加工多品种小批量的产品、也适合加工少品种多批量的产品;


3、具有生产过程故障的容错并联管控功能:生产线上的数控机床具有联线和脱线加工的能力,数控机床在故障状态或单机打样加工状态(人工控制)下,数控机床自动脱线,生产线管控系统暂停对其排产(生产线管控系统依旧保持数据采集和监控)加工规划;数控机床连线后,生产线管控系统恢复排产加工规划;


启航彩4、生产线大数据库功能:拥有生产线大数据管理库,实现生产线生产设备的大数据实时采集和控制指令实时下发功能(双向数据交换),为生产管理和智能化应用的二次开发提供基础;


5、智能排产调度功能:根据生产计划的要求和设备资源的状况,自动实时动态安排加工生产计划和加工生产过程管控;


启航彩6、生产线的自动化生产管理功能:生产线自动化控制及管理、生产线设备的可视化监控管理、数控机床的控制及可视化监控管理;


启航彩7、生产线的智能化功能:基于大数据的数控系统指令域示波器及数控加工的可视化工具、加工工艺优化功能、设备健康监控保障功能、抛光片寿命管理功能、多种传感器的接口和信息处理及应用功能;


8、生产线的数控机床主轴利用率>80%;


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02

先进制造技术

湖南化工职业技术学院智能柔性加工生产线项目

启航彩该项目主要是数控加工与编程技术、智能化/网络化数控技术、基于指令域大数据关联的智能化数控技术的典型应用,其生产线采用单机全序、混流生产、平行作业的组线理念,采用6台加工中心、智能物料系统、辅助设备等设备硬件系统,配合智能生产线总控系统,在对产品研制的快速响应、加工效率提高、加工质量控制方面表现出充分的先进性。项目瞄准国家发展战略,支撑区域工业服务重大需求,注重产业需求导向,以面向未来和领跑区域为目标追求,主动布局未来战略必争领域人才培养,发挥湖南化工职业技术学院学科优势、技术优势、产业优势,面向智能制造复合型人才的培养和建设,利用先进的科研和产业前沿技术反哺学科教学,建成受益全校师生的智能制造综合服务平台,具有鲜明特色,代表区域院校智能制造最高水平。


本生产线具备以下功能特点:


启航彩1、混流加工:可实现多品种、变批量的混流加工;


2、柔性化生产:智能产线控制系统可以适合各种机加加工工艺;


3、高可靠、高容错能力:通过机构的并联系统、管控的容错能力,使得系统出现设备故障、加工故障、加工质量、物流故障等,仍然可以工作;


4、智能调度:根据设备资源的状况,智能安排工件的加工能力;


5、RFID工件识别及全生命周期跟踪:在线实现多工件的自动识别,对工件进行跟踪管理;


6、自适应加工:通过刀具磨损状态、主轴功率、切削参数等数据的实时监控,降低机床碰撞风险,可实现数控设备的自适应、高效加工。


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柔性生产线的自动化混流生产调度

管理系统研发

株钻数字化车间智能刀具管控系统

 一套完整的刀具管理系统,应该包括了软件系统、一系列自动化装备、监控装置以及信息系统的接口集成调用,但其实施流程复杂、实施周期长、投资金额大,从目前大多数国内机械制造企业的状况来看,在未来相当长的一段时间内很难实现。


启航彩作为国内刀具的龙头企业,株钻已经具备提供刀具整体解决方案的实力,同时由于数字化刀具库以及切削数据库项目的完成,以及对各行业用户加工过程的理解,具备了提供数字化刀具管控系统解决方案的基础能力。结合对方企业的技术水平,通过与相关单位的紧密合作,有望推出适合中国企业特点、具有优异的通用性的智能刀具管控系统。通过模块化设计,面向不同层次的客户,层层推进,以最少的投资解决企业最紧迫的问题,具备良好的市场应用前景。


启航彩本项目基于微服务架构和Docker容器等先进信息技术,结合IEC61499功能块设计规范,建立统一的微服务层次结构模型,研究刀具管理功能拆分,将刀具管理系统功能解耦,以模块化产品包的方式构建数字化刀具管控系统。

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本生产线主要有以下功能:

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1、独特的刀具模块化产品包设计

启航彩相较于其他刀具管控系统,本项目采用模块化产品包的方式构建数字化刀具管控系统,对刀具管理功能进行了拆分,将刀具管理系统功能解耦,易于开发和维护,支持通过简单的配置以类似搭积木的方式将不同产品包进行组合,解决用户急需痛点,满足各层次用户的使用需求。


2、支持自定义的组合数据,为刀具数据分析提供关键性支撑技术

本项目支持自定义的数据关联机制,即以多种标准把同一时间段(或者其他形式对齐方式)产生的一组数据组成一组数据块,在数据块内数据自然对齐,从而可以大大提高数据传输效率,也为数据的关联分析提供基础。例如:以G代码对齐的组合数据,可以把某一条加工代码相关的不同设备的刀具加工数据进行组合,并通过多设备数据的分析,优化对应的工艺参数,从而提高加工质量与加工效率。


3、对异构设备的高度兼容性和独特的安全性

启航彩本项目创新性的采用NC-Link国家标准协议,具备高灵活性和可扩充性,可以兼容现有的主流工业互联的数据交互协议,包括OPC UA、MTConnect、UMATI等。能够很好地满足项目应用需求,同时符合行业标准规范,吸纳更多技术资源,更利于建设平台和应用生态,更加方便、快捷的与其它系统集成;且后期无论什么品牌数控设备,均可通过NC-Link协议直接接入平台,极大降低了异构设备之间互联互通的难度以及后期更多数控系统接入集成造成的成本投入,另外,NC-Link协议交互均支持SSL/TLS加密,保障了数据传输的安全性,实现了设备与终端的接入安全、权限控制,以及数据传输安全,并在设备端对数据操作权限实施严格的权限控制与身份授权。


4、基于大数据分析和人工智能技术,以大数据平台为核心,实现智能化应用的创新与集成

基于大数据平台存储的刀具的组装、预调、取用、归还和报废等使用情况、寿命、库存和加工历史等所有数据信息,利用大数据分析挖掘和人工智能等新一代信息技术,建立刀具全生命周期的管理体系,完成刀具参数推荐、刀具需求预测、刀具寿命预测以及刀具库存优化等功能实现,推进新一代信息技术与制造业的融合。

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启航彩2020年落户在株洲的湖南华数智能技术有限公司以及国家数控中心湖南分中心充分利用华中数控在先进制造领域积累的产学研优势,与湖南铁道职院、湖南汽车工程职院、湖南化工职院签署校企合作协议,携手打造校企共建实践基地、校企合作人才培养平台、高端数控应用技术研究中心,为湖南特色机床产业集群培养输送应用型高级技能人才,共同为行业企业的转型升级和区域经济社会发展做出积极贡献。