智慧製造時代,大廠都在用的高效智能設備聯網整合系統:SkyMars 2022.09.23

  智慧製造整合系統  
 
  智慧製造時代,大廠都在用的高效智能設備聯網整合系統:SkyMars  
 
  智能化輔助軟體將強化工具機在智慧機械有著舉足輕重的地位,精機中心與國際工具機廠皆投入大量資源提升智能化工具機附加價值,除了強化單機輔助技術(例如:加工導航、溫升熱監控熱補償與耗能監測等),並支援未來智慧工廠成為核心設備(例如:多機連線、稼動監控、健康預診與動態生產排程等),經由通訊介面與廠內所有設備協同合作及自我感知調控完成生產。  
 
      不斷升級的智能化工具機  
     
隨著前端感測器、無線通訊和軟體技術的快速發展,智能化工具機技術近幾年已實現於主軸、磨床、車銑複合機、搪孔加工機、五軸加工機、鑽孔攻牙機等工具機系列產品;其中,智能化技術項目包括:線上精度補償、線上刀具監控與補償、適應性切削與顫震控制、切削條件最佳化、加工最佳參數自動生成、健康監控、故障監控與自我診斷以及自動化生產排程管理等。
 
 
      智能化工具機聯網與軟體架構  
     
由精機中心開發一套高效率智能化工具機軟體系統SkyMars,藉由控制器與連線代理程式讓所有機械設備聯網,此系統解決通訊介面差異與機電整合困難,同時與MTConnect標準相容,且支援4大控制器(例如:Fanuc、Heidenhain、Siemens與Mitsubishi)與數家國產控制器(例如:台達、研華寶元與新代等),並提供多樣化智能輔助功能,藉此讓機械廠、加工廠及關鍵零組件開發廠有效地掌握工具機控制器與管理功能整合。由此可知,SkyMars得以輔助生產成功扮演智能化工廠的核心角色,藉此降低生產成本、提升產品品質及推出更可靠的產品,協助業者邁向打造智慧化工廠的願景。


 
 
 
      智能化工具機軟體—SkyMars  
     
SkyMars已被業界廣泛使用並安裝超過2000台以上的工具機台,提供使用者得知目前連線遠端機台的即時狀況,且具備資訊監視、設備維護管理、NC上傳下載、雲端服務、提供API與掛載APP等功能,使工廠管理機台再非難事,未來將持續開發新穎ICT及智能化技術,增加機台附加價值與提升生產良率;同時,致力推廣於學界以利學生縮短學習使用工具機的時間。實際上,不僅適合應用運於機械廠或關鍵零組件加工廠,也適合航太產業,其中SkyMars於航太零件生產有著關鍵溝通橋樑的角色,分別在應用、網路層與感知層。

 
 
      多機連線與稼動監測  
     
傳統上,機台操作與生產記錄僅存在於生產現場端的設備,未能即時協助管理者做出分析與決策。藉由控制器擷取機台運轉與生產資訊,經彙整將相關生產資訊與管理系統進行整合、複製與再利用,依據智慧生產的管理需求,或是各階層人員對資訊的需求,並安排電子看板與結合行動顯示裝置,達成隨時隨地皆能快速掌握產線生產狀況協助產業提升管控反應效率。


 
 
 
      溫升熱監測與熱補償  
     
工具機熱變形為自然且無法避免的物理現象,尤其進入高速化及多軸加工的時代更能顯示其重要性,對於熱變位造成的誤差更甚以往,因此熱補償的需求更顯重要,將以實際案例證實溫升熱補償的優點與重要性。透過SkyMars為底層核心架構所開發進給軸熱補償應用程式,實作於大型立式車床進給軸熱變形補償建模,並於X軸向與Y軸向分別架設各5顆非接觸式位移計,補償前與補償後X軸進給速率24 m/min之時間與熱變形關係。

經實驗結果可知,溫升熱補償優點:
1.提升切削精度,
2.創造機台價值,
3.解決熱變位問題。

 
 
 
      加工導航之適應性切削  
     
藉由SkyMars輔助透過監測機台切削加工中的切削狀態(主軸負載),由適應性切削系統自動調控切削進給率使切削負載維持穩定。以SkyMars為底層核心架所開發適應性切削方法,並實際應用於切削作業,經實驗證實有適應性切削(S:1000與Feed: Auto)較一般加工切削(S: 1000與Feed: 640)的花費時間節省15.1%。
 
 
 
      機台健康診斷的暖機程式SkyWarm  
     
以往穩定性(例如:機器精度的熱穩定性)與可靠度(例如:主軸軸承負載異常的線上監控)是國產工具機技術仍落後於國外工具機的主要因素,SkyMars提供工具機健康狀態預警,於每次開機加工前藉由此智慧型演算法,協助使用者確認設備狀況是否適合加工,避免因設備狀況異常,而導致不良率提升或機台受損。更進一步,顯示工具機長期健康趨勢,採用大數據資料技術提供設備衰退資料,協助管理者決策預先排班保養維修或重新規劃生產進度。
 
 
 
      結語  
     
智慧機械是未來實踐智慧工廠的關鍵基石,而SkyMars於智慧機械能夠提供以下3個主要功能:

1.機聯網方面:
彙整前端感測器訊號、機台資訊與生產履歷資料,協助使用者提升技術與管理決策。

2.大數據方面:
以前端感測器蒐集訊號後分析,如此提供機台健康狀況診斷、適應性切削、顫震控制與切削條件最佳化等智能化功能,將協助使用者提高決策準確性。

3.宇網實體方面:
用以加強工廠的機械、控制器、儲存系統等之間的連結,使得工廠在智慧化後達到可快速反應市場需求、創造整體製造生產價值的能力。

未來工具機商業模式從銷售機台轉型成為販售產能,因此如何將智能工具機做得更棒、更聰明、更好用,並串聯智慧生產系統上的每一台智慧機器與機器手臂,成為物聯網智慧工廠中虛實並存的智慧製造環境。迎接智慧製造的年代,SkyMars將銜接智慧機械引領產業革新,並與國際工業物聯網標準相容,協助業者準確且快速地銜接上國際技術達到工業4.0願景。
 
 
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