FMS微小型智能制造生產(chǎn)線教學(xué)實(shí)訓(xùn)方案

一智能制造生產(chǎn)線介紹

   工業(yè)4.0FMS微小型智能制造生產(chǎn)線教學(xué)實(shí)訓(xùn)方案實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要應(yīng)用于學(xué)生應(yīng)用實(shí)踐類教學(xué)它將各分散的學(xué)習(xí)要素集中起來組成一個(gè)能夠讓學(xué)生參與設(shè)計(jì)構(gòu)建和調(diào)試讓更多老師參與研發(fā)設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)讓設(shè)備不斷更新技術(shù)不斷前進(jìn)的系統(tǒng)所要研發(fā)的系統(tǒng)能夠?yàn)閷W(xué)生提供了一種嶄新的綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)使他們能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)構(gòu)建各種較大規(guī)模的自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)模型這種全新的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ绞纸?jīng)濟(jì)地?cái)U(kuò)展了實(shí)驗(yàn)設(shè)備對(duì)培養(yǎng)和提高大學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力具有非常重要的價(jià)值工業(yè)智能制造示范線以模塊化大大的提高了其靈活性更貼近現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)實(shí)際過程讓學(xué)生在學(xué)校就能夠了解實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐的細(xì)節(jié)填補(bǔ)了產(chǎn)學(xué)同步的空白綜合了現(xiàn)代實(shí)際生產(chǎn)中較流行較先進(jìn)的各種實(shí)用技術(shù)知識(shí)點(diǎn)其中包括PLC編程技術(shù)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)電氣控制技術(shù)氣動(dòng)應(yīng)用技術(shù)傳感器技術(shù)伺服驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)等

   采用了模塊化的設(shè)計(jì)學(xué)生可以發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維對(duì)原有的生產(chǎn)流程進(jìn)行創(chuàng)新改造在掌握基礎(chǔ)知識(shí)的前提下進(jìn)一步提高學(xué)生的積極性動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維

二智能制造生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)方案特點(diǎn)

FMS微小型智能制造生產(chǎn)線教學(xué)實(shí)訓(xùn)方案是對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)大型設(shè)備進(jìn)行提煉和濃縮的一款小型智能制造生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)設(shè)備專門為職業(yè)院校教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等而研制的它適合機(jī)械制造及其自動(dòng)化機(jī)電一體化電氣工程及自動(dòng)化控制工程測(cè)控技術(shù)計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)化控制等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)融合了數(shù)控機(jī)床加工光電氣包含了PLC機(jī)器人傳感器氣動(dòng)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制計(jì)算機(jī)等諸多技術(shù)領(lǐng)域對(duì)柔性制 造技術(shù)的工作過程進(jìn)行研究監(jiān)控系統(tǒng)主控PLC和下位PLC通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)構(gòu)成一個(gè)完整的多級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通過訓(xùn)練使學(xué)生了解智能制造生產(chǎn)線的基本組成和基本原理讓學(xué)生全面掌握機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)和集成技術(shù)幫助學(xué)生從系統(tǒng)整體角度去認(rèn)識(shí)為信息學(xué)院自動(dòng)化和電氣工程自動(dòng)化本科及其控制科學(xué)與工程研究生均提供了實(shí)驗(yàn)和科研的平臺(tái)

三設(shè)備實(shí)物圖

四平面布置圖

五工作流程示意圖

六系統(tǒng)組成簡(jiǎn)介

1立體倉(cāng)庫(kù)單元

   立體倉(cāng)庫(kù)單元的主要功能是為系統(tǒng)提供加工工件原材料和儲(chǔ)存成品件兩大倉(cāng)儲(chǔ)功能采用三層貨架儲(chǔ)存單元貨物用相應(yīng)的物料搬運(yùn)設(shè)備進(jìn)行貨物入庫(kù)和出庫(kù)作業(yè)的倉(cāng)庫(kù)

2環(huán)型流水線單元

   環(huán)型流水線單元主要由鋁合金型材基體環(huán)行傳輸線自動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)變頻調(diào)速系統(tǒng)自動(dòng)定位機(jī)構(gòu)等組成可完成對(duì)工件在不同速度下的輸送不同工位的自動(dòng)定位從而大大提高了自動(dòng)環(huán)形傳輸線的工作效率

3數(shù)控車床加工中心單元

   數(shù)控車床加工中心單元采用小型化占地小用于整個(gè)工件的軸類部份的加工采用自動(dòng)門自動(dòng)裝夾四工位自動(dòng)刀架并有工件冷卻加工系統(tǒng)現(xiàn)實(shí)機(jī)加工件無人化DNC自動(dòng)加工配置伺服電機(jī)工業(yè)級(jí)數(shù)控系統(tǒng)精度高

4數(shù)控銑床加工中心單元

   數(shù)控銑床加工中心單元采用小型化占地小用于整個(gè)工件三軸聯(lián)動(dòng)加工可用于雕刻數(shù)控鉆數(shù)控銑等加工工藝采用自動(dòng)門自動(dòng)裝夾等現(xiàn)實(shí)機(jī)加工件無人化DNC自動(dòng)加工配置伺服電機(jī)工業(yè)級(jí)數(shù)控系統(tǒng)精度高

5六自由度機(jī)器人單元

六自由度工業(yè)機(jī)器人抓取機(jī)構(gòu)氣爪等組成主要完成對(duì)工件的提取及搬運(yùn)到各數(shù)控加工單元AGV小車搬運(yùn)單元及工件視覺檢測(cè)單元等包含旋轉(zhuǎn)（S軸）下臂（L軸）上臂（U軸）手腕旋轉(zhuǎn)（R軸）手腕擺動(dòng)（B軸）和手腕回轉(zhuǎn)（T軸）,6個(gè)關(guān)節(jié)合成實(shí)現(xiàn)末端的6自由度動(dòng)作

6四坐標(biāo)機(jī)器人

四坐標(biāo)機(jī)器人主要負(fù)責(zé)立體倉(cāng)庫(kù)的原材料入庫(kù)與出庫(kù)成品零件的入庫(kù)夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制的可重復(fù)編程的多功能的多自由度的運(yùn)動(dòng)自由度間成空間直角關(guān)系多用途的操作機(jī)他能夠搬運(yùn)物體操作工具以完成各種作業(yè)具有高速性的最大化吞吐量,超長(zhǎng)的工作運(yùn)行時(shí)間,節(jié)省地面空間

7視覺檢測(cè)單元單元

   檢測(cè)單元的主要功能是對(duì)工件的精度外觀形狀品質(zhì)是否合格通過攝像頭獲取工件的圖像由圖像處理器完成工件合格與否的判斷將不合格工件剔除將合格的工件傳送至下一單元而將不合格的工件推送至廢料槽

8RFID系統(tǒng)單元

51, 51, 51; text-indent: 2em;">   RFID系統(tǒng)單元是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)它通過射頻無線信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象用于對(duì)工件材料的信息記錄加工路徑記錄產(chǎn)品追溯化管理由RFID標(biāo)簽和RFID讀寫器組成標(biāo)簽安裝在工件放置的工裝板上-記錄該工裝板上放置零件信息RFID讀寫器安裝在工裝板經(jīng)過的每一個(gè)工位上當(dāng)工件到達(dá)該工位時(shí)系統(tǒng)可通過讀寫器識(shí)別到該工件的運(yùn)輸及加工途徑每個(gè)傳輸工裝板上都安裝有RFID標(biāo)簽在每個(gè)加工工位物料都需要進(jìn)行識(shí)讀操作并將信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給服務(wù)器實(shí)時(shí)的跟蹤物料位置信息和倉(cāng)儲(chǔ)位置信息做到物料成品半成品的可追溯性管理

9 AGV小車搬運(yùn)單元

   AGV小車無人搬運(yùn)車由機(jī)器人輸送加工后的零件或從庫(kù)房特定庫(kù)架抓取零件AGV智能小車并依據(jù)方位計(jì)劃運(yùn)動(dòng)途徑運(yùn)行至裝卸站,準(zhǔn)停主動(dòng)將零件放置到裝卸站緩沖區(qū)由四軸坐標(biāo)機(jī)器人卸貨至立體倉(cāng)庫(kù)成品區(qū)或原材料區(qū)實(shí)現(xiàn)線邊設(shè)備和自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)的自動(dòng)上下料功能采用激光通訊傳感器通訊信號(hào)傳輸快捷方便行走模組采用PLC控制AGV的PLC通訊PLC發(fā)送任務(wù)碼給機(jī)器人實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制主控通訊AGV整體與主控PLC通訊

10工作站單元

51, 51, 51; text-indent: 2em;">采用工業(yè)自動(dòng)化主流PLC可隨意擴(kuò)展配備觸摸屏具備物聯(lián)網(wǎng)接口鋁合金型材構(gòu)成連接牢固

11總控臺(tái)

總控平臺(tái)主要由單相電網(wǎng)電壓指示電源控制部分控制主機(jī)狀態(tài)指示燈10.4英寸工業(yè)彩色觸摸屏S7-315主機(jī)電腦等組成主要完成監(jiān)視各分站的工作狀態(tài)并協(xié)調(diào)各站運(yùn)行完成工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的集成它帶有電源總控制系統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)線處的有數(shù)據(jù)均可從總控制臺(tái)收集獲取可通過總控調(diào)度分配各個(gè)模塊的工作職能電源系統(tǒng)實(shí)施強(qiáng)弱電分開管理待機(jī)休息及檢修時(shí)要求強(qiáng)電關(guān)閉控制信號(hào)燈弱點(diǎn)部分完全獨(dú)立運(yùn)行

12零部件周轉(zhuǎn)拖盤

用于原材料及成品件的輸送周轉(zhuǎn)用配合RFID系統(tǒng)及智能倉(cāng)庫(kù)環(huán)型流水線中應(yīng)用實(shí)現(xiàn)送料取料輸送周轉(zhuǎn)功能實(shí)現(xiàn)智能化工作與管理并對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間點(diǎn)責(zé)任人等關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集匯集到統(tǒng)一的信息平臺(tái)最大限度的提高存儲(chǔ)貨物的能力

七整套系統(tǒng)功能

既能完成認(rèn)知型和綜合型實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)又能完成開發(fā)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)還能實(shí)現(xiàn)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)手操作對(duì)樣件具有全程演示及生產(chǎn)能力系統(tǒng)應(yīng)具有全自動(dòng)控制功能能充分展示現(xiàn)代工業(yè)中進(jìn)行數(shù)字化管理生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)具有單機(jī)獨(dú)立控制獨(dú)立運(yùn)行功能系統(tǒng)應(yīng)具有啟停控制動(dòng)態(tài)作業(yè)計(jì)劃調(diào)度庫(kù)存資源動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)故障診斷與處理工件位置動(dòng)態(tài)顯示等等功能

該系統(tǒng)除能服務(wù)于工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)外還應(yīng)能覆蓋相關(guān)課程并能進(jìn)行相關(guān)的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)具體如下

（1）可服務(wù)的相關(guān)課程

機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)與操作機(jī)械制造基礎(chǔ)機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)機(jī)電傳動(dòng)控制液壓與氣壓傳動(dòng)機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)控技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)仿真CAD/CAMPLC原理及應(yīng)用數(shù)字化制造技術(shù)機(jī)電設(shè)備故障診斷制造技術(shù)多軸數(shù)控加工技術(shù)虛擬與仿真技術(shù)等和其它相關(guān)課程

（2）教學(xué)演示類項(xiàng)目

柔性化加工系統(tǒng)演示控制演示機(jī)電控管一體化技術(shù)演示自動(dòng)傳輸系統(tǒng)演示AGV搬運(yùn)演示機(jī)器人編程使用產(chǎn)品自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)演示等等

（3）綜合訓(xùn)練類設(shè)計(jì)類等項(xiàng)目

機(jī)械制造技術(shù)項(xiàng)目綜合訓(xùn)練機(jī)床檢測(cè)綜合實(shí)驗(yàn)數(shù)字化技術(shù)項(xiàng)目綜合訓(xùn)練多軸數(shù)控技術(shù)項(xiàng)目綜合訓(xùn)練機(jī)電控制綜合實(shí)驗(yàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)機(jī)電一體化系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)工件傳輸線應(yīng)用設(shè)計(jì)工件裝配項(xiàng)目應(yīng)用設(shè)計(jì)立體倉(cāng)庫(kù)應(yīng)用設(shè)計(jì)氣壓系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)系統(tǒng)供電方案應(yīng)用設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用及開發(fā)總控系統(tǒng)的應(yīng)用與開發(fā)傳感器應(yīng)用與選擇PLC應(yīng)用編程設(shè)計(jì)PLC網(wǎng)格通訊應(yīng)用伺服驅(qū)動(dòng)應(yīng)用人機(jī)界面編程設(shè)計(jì)生產(chǎn)實(shí)習(xí)畢業(yè)實(shí)習(xí)畢業(yè)設(shè)計(jì)等等

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