海克斯康制造智能

多机柔性智能制造解决方案

面临的挑战:
来自海克斯康的解决方案:

电子行业,是离生活距离最近的行业之一,电子设备可以满足娱乐、购物、办公和学习等多种需求。随着电子设备的快速更新换代,电子产品越来越轻便、纤薄和智能。因而电子零部件也愈加小而纤薄,核心部件更加复杂,芯片、电路板、屏幕和半导体等精密器件的生产制造是一个高度精确、批量且专业的工作,需要高端的质量检测方案保驾护航。

海克斯康每年为全球85%的智能手机的生产制造提供高可靠性的技术方案。面向电子行业,海克斯康推出多机柔性智能制造解决方案。该方案打破传统的测量设备应用模式,将多台不同种类的测量机柔性化的集成,根据生产节拍自动分配测量任务,使得多台机器协同工作。同时可配备CAE仿真选项、加工制造选项及管家服务等选项,实现从设计、制造、检测到交付、服务的全生命周期的智能制造解决方案。

I.行业检测难点

电子行业产品更新换代快,客户需求多变, 生产任务繁重,基本均要求24小时作业。具有行业典型特征的电子零部件种类多、工件复杂、材质柔软,交货期短,因此要求很高的生产节拍以及严苛的加工与检测条件。在电子零部件的制造过程中,经常面临以下难点:工件种类繁多,无法实现有效的测量管理;工件精细复杂,对检测方式及检测精度提出了很高的需求;多方向检测需求,难以在不翻转产品的情况下一次性完成测量;批量生产,检测节拍高,需多工位或多机自动化测量才能适应批量生产节拍;缺少灵活的检测方案,需要准确匹配全检与关键尺寸检测等多种合适的检测方式;工件不能自动识别,人工识别工件存在出错风险;检测设备利用率低,传统检测主要针对班次的首末件进行抽检;人工成本高,误差大,劳动强度大,检测效率低;测量报告格式单一,无法满足企业定制化的需求,后期处理优化困难;数据信息管理缺失,检测数据及检测人员信息无法有效存储,不能准确追溯;“信息孤岛”,设计、制造及检测数据无法进行统一的有效分析,实现生产制造过程的闭环及质量监控。

II.多机柔性智能制造解决方案:

本项目是专为实验室多测量设备打造的全自动离线测量系统,以海克斯康的专业的测量设备和权威的测量软件为平台,加之工业机器人、第七轴导轨,针对工件定制化开发的自动上下料系统、自动装夹系统、自动翻转系统、自动识别和检测系统和企业质量管理平台等一体化的解决方案,实现电子行业实验室中小型工件检测的自动化、智能化,打破了传统的测量设备应用模式,将多台不同种类的三坐标测量机柔性化的集成到一起,具有变革意义的智能制造解决方案。

III.适用行业及应用范围:

适用行业:电子行业

适用零部件:中小型精密零件

应用范围:手机中框:实验室全尺寸自动检测:内外长宽,摄像头孔尺寸,充电孔尺寸,音量孔尺寸及内腔台阶尺寸等

系统功能:自动周转、自动上下料、自动识别、自动装夹、自动翻转、自动测量、自动分拣、数据自动存储及统计分析、智能显示设备状态及报告展示。

具体功能

1) 高柔性:可同时检测两种或多种工件,可协同多种测量设备联机检测

2) 自动识别工件信息:准确识别多种工件类型及位姿状态并自动测量

3) 高检测节拍:根据生产节拍检测,整套系统自动化的效率可提高到10倍

4) 提高设备检测利用率:机器人智能分配测量任务,减少机器闲置时间,设备利用率由50%提高到90%以上

5) 减少人工成本:无需人工干预,仅需1名机器监管员

6) 定制化报告:满足各种个性化的报告输出

7) 定制化UI:界面直观,实时显示状态及报警

8) 安全防护等级高:配置各种安全防护装置,确保系统和人身安全;

9) 智能信息管理:系统相关工件、设备、人员、检测结果等数据自动上传至企业综合质量管理系统,并进行信息互通及综合的统计分析

IV.方案组成:

a)智能自动化控制总成 

与智能自动化管理系统进行实时通讯,提供测量设备、导轨、机器人等实时状态及工件的实时到位信息;与生产线进行通讯,采用MODBUS TCP或PROFINET通信协议;采用独立的西门子PLC控制系统,对测量机、导轨、机器人等进行独立的控制;具有高安全等级,可将各部件状态信息及报警信息实时输出;通过状态信号灯显示自动化系统的状态,包括:测量机状态(运行、暂停、声光报警、空闲、结果OK、结果NG),自动化系统状态(运行中、自动、手动、报警,调试)等状态,用户可自定义信号灯代表的状态。

b)智能自动化管理系统

任务管理模块与智能自动化控制总成进行实时通讯,实现整套系统的任务管理;与其他软件模块进行交互通讯,获取数据及状态;汇总所有设备的测量数据及状态。

自动测量管理模块接收任务通讯模块下达的测量任务,根据工件类型自动调用测量程序;将测量结果及测量状态汇总上传到任务管理模块。 

c)智能信息处理系统 

数据处理模块对测量结果进行自动判定;测量结果可按照客户要求自动分类保存到数据库中。

定制报告模块:测量结果自动保存至用户指定的报告模板中,并自动打印纸质报告。

d)智能识别系统 

 条形码和二维码是可供机器读取的标志,扫码装置可识别工件身份信息,实时收集数据以及保存历史数据(追踪)。

e)双工位自动装夹柔性系统 

每台测量设备均配置一套自动夹具,采用双工位形式。高柔性,专门针对易变型工件的专利系统,防磨损防变形的特殊夹具设计,保证检测的稳定性,同时不对工件造成损伤。

f)工件翻转系统 

由于检测工件的特殊性,均需要进行翻转进行正面和反面的测量。采用高精度图像传感器识别工件姿态;

g)多功能自动升降工作台 

符合人体工学的、可移动的电脑桌,为生产现场和测量间提供最大的灵活性和最合理的操作空间。

h)检测专机 

CMM检测专机线旁检测专机是海克斯康产业集团最新一代全能型移动桥式测量机,并具有高度的可扩展性。联合世界知名工业设计公司宾尼法利纳,集成了众多创新型技术,创造速度与精度新的巅峰。

OMM检测专机通过光学成像完成非接触测量, 特别适合于冲压件,塑料件,注塑件和丝膜印刷,电子等行业的测量要求。

i)智能周转系统 

智能周转系统包含搬运机器人系统、机器人导轨 双工位抓手和自动分拣系统。 

j)智能监控显示系统

智能输入终端:人工送检时,在智能输入终端输入来料类型、生产单元、首中末件、操作人员等信息;界面直观操作简便;系统记录的信息与工件准确对应,提高数据的可追溯性。

状态信号灯:状态信号灯将多色LED信号灯集成于检测设备上或方案安全围栏上,使得操作员在远距离外也可轻松掌控机器运行状态及工件测量状态,如超差警报、碰撞警报等。方便用户在车间现场更好的调配时间与资源,智能化地提升生产效率。

定制化展板:将测量设备、智能识别系统、机器人抓取系统、上下料状态、忙碌、空闲、报警灯的状态以图形/动画方式实时显示,灵活的结构允许用户基于附加数据进行个性化配置,实时反映测量方案最真实的状态,直观友好。

k)企业智慧质量管理系统 

企业智慧质量管理平台作为智能工厂的重要一环,它立足于质量,打造以“质量”为核心的智能制造。通过质量数据采集、分析及预警等技术应用,贯穿于产品设计、加工、检测、分析与控制等全生命周期,为企业提供产品质量控制信息、测量程序、检测数据、测量设备及人员等全面测量信息和工作流程的信息化管理。

测量系统分析

针对测量系统的整体性能进行评估判定,确保测量系统稳定可靠。依据GUM的测量不确定度,解释了如何计算扩展的测量不确定度理论,内置程序使用户可轻松计算组合的标准不确定度或扩展的测量不确定度。基于VDA5的测量过程能力,提供给用户合格和不合格的评估结果。透过清晰、可读性强的图表和强有力的统计数据分析,方便用户理解数据和解释软件计算出的统计结果。所提供的简洁、清晰并附有统计结果和图表概览的报告,可以作为图形文件轻松地集成到第三方系统。

      质量趋势分析:质量趋势分析是工业生产中评估和持续改进过程的有效方式,是建立机器能力和过程能力的安全手段。

      设备能力分析:抽检分析的模块,目的是评估理想的过程性能潜力,通过大于50个单元组成一个样本的方法算出Cm,Cmk。

      初期能力分析:过程能力模块,目的是识别偏差的成因,通过在特定时间抽取若干样本算出Pp,Ppk。

      长期过程能力分析:过程能力模块,目的是评估实际过程的性能潜力,通过定期抽取若干样本的方法算出Cp,Cpk。

•质量优化分析

包含方差分析、相关与回归分析、试验设计DOE、可靠性分析和假设检验等

质量数据预警

出现超差测量值时,测量员确认超差事件、原因上传数据库,超差报警报告发出,生产现场工艺与质量人员及时获得超差报警报告。

l)料库系统

自动化立体料库是自动化测量系统中的一个重要组成部分,一般由立体料架、标准托盘、堆垛机、自动控制系统、智能料库实时管控系统组成,具有节约工作空间和人力资源、减轻工人劳动强度、提高自动化系统工作效率等诸多优点。

m)能安全防护系统 

安全围栏:安全围栏将机器人及多台测量设备隔离在安全运行区域内,并通过高可靠性的安全门锁实现安全逻辑互锁以保证操作人员安全。

安全光幕:将测量设备与机器人隔离开来,当测量设备运行时,机器人及其它运行机构碰触光幕时,将触发“暂停检测”,实现测量设备、机器人上下料安全互锁,保护设备及人员安全。

VI.专利

海克斯康在智能自动化及检测领域获得多项专利,并创造性的开发和应用多项先进技术,确保整套系统智能、高效和可靠的运转。

“一种易变形框形工件装夹系统”专利:可通过选择不同弹性压紧部件来适应不同压紧力需求的装夹任务,压紧力便于调节,减小由于工件形变对测量精度的不利影响。

“多工位上下料线的自动测量系统”专利:全自动上下料系统,实现了自动化,从而提高了产品的检验效率。

 “同步升降机构及上下料系统”专利 :采用了两个气缸以及导向结构实现同步升降功能,进一步保证了升降台面升降过程中平稳,确保了升降过程中的同步性。

“PCC自动化管理系统”专利:实现多台测量机任务的智能管理。

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海克斯康测量技术(青岛)有限公司