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產(chǎn)品簡介PRODUCT DESCRIPTION

桌面級智能制造實訓(xùn)平臺

該平臺是一套適合智能制造數(shù)字化設(shè)計與仿真的桌面級智能生產(chǎn)線驗證平臺,平臺設(shè)計基于自動化生產(chǎn)與信息化管理的工業(yè)4.0智能制造思想,對仿真環(huán)境下設(shè)計的程序提供檢驗與認(rèn)證,并支持智能生產(chǎn)線的數(shù)字雙胞胎功能。 平臺不改變工業(yè)化應(yīng)用模式的習(xí)慣,采用模型化、小型化、簡易化的設(shè)計思路。主要由工作平臺、數(shù)控加工單元、機器人上下料單元、視覺檢測單元、激光打標(biāo)單元、分揀單元、立體倉庫單元、RFID單元、AGV機器人單元、自動裝配單元、主控單元、MES系統(tǒng)組成。通過MES軟件一鍵下單生產(chǎn),實現(xiàn)自動物流、自動加工、自動裝配、自動檢測,是一套典型的工業(yè)4.0智能制造生產(chǎn)線。教學(xué)演示時它完成了從零件的切削加工到指類陀螺的整機裝配的完整生產(chǎn)過程,具體單元教學(xué)時它是一個獨立的模塊化培訓(xùn)單元。

聯(lián)系電話:13720126958 / 13387619634

      系統(tǒng)配套的《智能制造系統(tǒng)集成》課程,用模塊化進階教學(xué),由單元到系統(tǒng),由淺入深。課程不僅包含了各單元的編程與調(diào)試,也包含了各單元的單元集成開發(fā)與整個生產(chǎn)線的系統(tǒng)集成開發(fā)。系統(tǒng)開放性接口可用于二次開發(fā)與課題研究。




智能制造平臺的組成模塊

1)系統(tǒng)電氣構(gòu)架

      系統(tǒng)采用三層的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),包括設(shè)備層、控制層、管理層。管理層的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)支持多種通訊協(xié)議,以ModbusTCP與TCP/IP為核心,連接不同的外設(shè)。MES在本地或云端部署,支持手機、PAD、電腦訪問,支持外網(wǎng)與內(nèi)網(wǎng)操作。



系統(tǒng)電氣構(gòu)架框圖


2)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝

      平臺支持不同的零件加工及產(chǎn)品裝配,通過MES系統(tǒng)配置實現(xiàn)柔性的智能生產(chǎn)。以下是以演示的指尖陀螺產(chǎn)品為例分解加工過程。
      指尖陀螺結(jié)構(gòu)主要由主體、軸承、陀螺子扣、母扣等組成。其中陀螺主體通過CNC加工主體的外觀可以通過用戶需求定制。



不同形狀態(tài)的指陀螺


陀螺結(jié)構(gòu)組成

      演示的生產(chǎn)流程共有三個,分別是:指尖陀螺本體加工流程,指尖陀螺產(chǎn)品裝配流程,指尖陀螺成品出庫流程。生產(chǎn)是由MES系統(tǒng)自動調(diào)度,MES根據(jù)設(shè)置產(chǎn)品的“工藝線路”進行調(diào)度。“工藝線路”定義了完成一個產(chǎn)品生產(chǎn)所要的工序及工序順序。而“工序設(shè)置”里配置了完成一道工序所用的原材料、加工設(shè)備、加工程序、以及生產(chǎn)后的產(chǎn)品形態(tài)。因此在MES界面通過配置產(chǎn)品的“工藝線路”,完成不同產(chǎn)品的生產(chǎn),達到柔性生產(chǎn)的目標(biāo)。

3)指尖陀螺本體加工流程



指尖陀螺本體加工的工藝路線示意圖

      本體加工生產(chǎn)的功能是:把棒材的原材料加工成指定外觀的指尖陀螺本體,經(jīng)視覺檢測,不良品通過分檢機構(gòu)把不良品推送到不同區(qū)域的廢料盒。檢驗后的良品,經(jīng)激光打后標(biāo),放到接駁臺,根據(jù)工藝設(shè)置,良品可以送回到立庫。物料的出入庫對通過RFID對物料的正確性校驗。
      生產(chǎn)的自動執(zhí)行,是由MES系統(tǒng)自動調(diào)度,MES依靠設(shè)置產(chǎn)品的“工藝線路”參數(shù),本體加工的工藝線路包括了以下工序:原材料庫出庫、CNC加工、部件檢測、激光打標(biāo)、機器人搬運、成品庫入庫。AGV輸送是由MES系統(tǒng)自動調(diào)度,在“CNC加工”的工序里設(shè)定產(chǎn)品的外觀加工程序。

4)指尖陀螺產(chǎn)品裝配流程



指尖陀螺產(chǎn)品裝配的工藝路線示意圖

        指尖陀螺產(chǎn)品裝配的功能是:把來自于立庫的指尖陀螺配件(子母扣,軸承),與本體部分,裝配成指尖陀螺成品,并把成品輸送到成品倉庫。物料的出入庫對通過RFID對物料的正確性校驗。
        生產(chǎn)的自動執(zhí)行,是由MES系統(tǒng)自動調(diào)度,MES依靠設(shè)置產(chǎn)品的“工藝線路”參數(shù),指尖陀螺產(chǎn)品裝配的工藝線路包括了以下工序:原材料庫出庫、自動裝配、機器人搬運、成品庫入庫。AGV輸送是由MES系統(tǒng)自動調(diào)度。

5)產(chǎn)品出庫



產(chǎn)品出庫的工藝路線示意圖

      產(chǎn)品出庫的功能是:從立庫的成品倉,輸出一個產(chǎn)品,通過AGV輸送到接駁臺。模擬了產(chǎn)品出貨的流程。出貨的自動執(zhí)行,是由MES系統(tǒng)自動調(diào)度。


產(chǎn)品組成
PRODUCT FORMATION

1)工作平臺單元

      工作平臺單元由2套支撐平臺拼接而成,支撐平臺采用歐標(biāo)型材,四周采用鈑金,表面噴塑處理,臺面采用3060歐標(biāo)型材,方便臺面模塊自由固定。支撐平臺4個高度可調(diào)地腳,調(diào)節(jié)范圍0-15mm4個自由移動的萬向腳輪。支撐平臺的外形尺寸1800mm×1500mm×850mm

2)數(shù)控加工單元

      采用適合五金加工廠的小零件加工,企業(yè)或高校的科研開發(fā),創(chuàng)客創(chuàng)新實驗室,首板制作,高校或職業(yè)院校數(shù)控理實一體化技術(shù)培訓(xùn)教學(xué)等小型數(shù)控銑床,并配套氣動系統(tǒng)及卡盤、采用智能數(shù)控控制系統(tǒng),執(zhí)行國際通用標(biāo)準(zhǔn)G代碼編程,支持M代碼及S代碼全封閉加透明有機玻璃結(jié)構(gòu),機床采用整體鑄鐵床身,通過合理布置床身內(nèi)部加強筋的位置大大提高床身的剛性,增加機床的穩(wěn)定性和抗震性,從而提高機床的精度;導(dǎo)軌采用臺灣規(guī)格直線滾珠導(dǎo)軌,進給精度高、摩擦阻力小、剛性好,抵抗振動、變形能力高,可使用戶獲得較高的加工精度及提高機床的快移速度,獲得更高的生產(chǎn)效率主要加工材料:鐵、銅、鋁合金、PVC塑料、有機玻璃等



桌面型加工中心產(chǎn)品圖



桌面加工中心加工參考圖

(3)工業(yè)機器人上下料單元

      工業(yè)機器人上下料單元由工業(yè)機器人、機器人工具、機器人第7軸組成。工業(yè)機器人采用先進的六關(guān)節(jié)型工業(yè)機器人,額定負(fù)荷大于3KG,臂展大于700mm。機器人裝第在移動地軌上,組成7軸機器人,擴大機器人工作方位機器人控制系統(tǒng)與數(shù)控加工單元通信,自動控制數(shù)控系統(tǒng),完成工業(yè)機器人上下料加工操作。





(4)機器人夾具系統(tǒng)

      機器人夾具系統(tǒng)包括手指夾具和三爪夾具,手指夾具對陀螺主體的成品和毛坯料進行夾取,三爪夾具對軸承、軸承蓋板、公蓋面和母蓋面行夾取。夾具系統(tǒng)可以在機器人上可以自由切換。

(5)機器人行走導(dǎo)軌

      機器人行走導(dǎo)軌用于帶動六自由度機器人來回于車床和銑床之間,由伺服驅(qū)動電機、高精密減速機、絲桿線軌傳動組成。采用鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計制作,定位精度為±0.01MM,它與六自由度機器人組合成一個靈活柔性上下料智能作業(yè)裝置。




(6)視覺檢測單元

      視覺檢測單元由視覺系統(tǒng)與MES系統(tǒng)的品質(zhì)分析組成。視覺系統(tǒng)由相機模組與視覺主機一體機組成。相機模組包括工業(yè)相機、鏡頭、光源、支架組成。相機模組的安裝位置可調(diào)整,螺絲固定在臺面上,光源亮度可手動調(diào)整。視覺主機一體機由主機,顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)、安裝支架組成,安裝支架可調(diào)整顯示器高度與角度。視覺系統(tǒng)負(fù)責(zé)對工件識別與檢測。視覺主機通過網(wǎng)絡(luò)與MES系統(tǒng)通訊,MES系統(tǒng)實時讀取品質(zhì)檢測數(shù)據(jù)。MES系統(tǒng)的品質(zhì)分析模塊,對加工的工件按批次質(zhì)量分析,生成批次CPK統(tǒng)計結(jié)果和批次不良品分析報告等。視覺系統(tǒng)具有二次開發(fā)功能,可用于機器視覺課程設(shè)計或教師科研項目。



(7)分撿單元

      分揀單元用于對檢測完成零件或產(chǎn)品分揀,由傳輸帶、分揀機構(gòu)、分揀工位、控制模塊等組成。傳輸帶將放置在起始位的零件傳輸?shù)椒謷C構(gòu)前,分揀機構(gòu)根據(jù)程序要求在不同位置攔截傳輸帶上的零件,并將其推入指定的分揀料盒。分揀機構(gòu)的程序動作控制和傳感器信號均通過工業(yè)以太網(wǎng)傳輸?shù)娇偪貑卧?/span>



(8)激光打標(biāo)機

      激光打標(biāo)機用于對加工完成零件進行激光打印,由機器人或人工將工件放入到打標(biāo)平臺。打印格式可以是圖片、LOGO、文本、零件編碼,打印內(nèi)容可以本機設(shè)置或由MES系統(tǒng)下發(fā)。激光打標(biāo)機技術(shù)的主要參數(shù):




(9)立體倉庫單元

      立體倉庫由貨架、碼垛機、立庫控制器、倉庫管理模塊(WMS)、工裝與工件組成。立體倉庫由WMS模塊(WMS是MES系統(tǒng)的倉貯管理模塊)的管理下,完成各種物料的入庫、出庫操作。貨架采用鋁型材,采用多層機構(gòu)設(shè)計。碼垛機驅(qū)動采用步進電機驅(qū)動,Z軸的驅(qū)動電機帶有剎車裝置,保證機器斷電后立即停車,X軸和Z軸運動都帶有防撞裝置,Y方向采用氣動控制。碼垛機主控器采用PLC,通過人機界面控制,對立庫本地調(diào)試與遠(yuǎn)程自動管理。



(10)RFID單元

      RFID系統(tǒng)由RFID讀寫器與RFID標(biāo)簽等組成,用于對工件材料的信息記錄,加工路徑記錄、產(chǎn)品追溯化管理,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 讀寫器安裝立庫倉庫的碼垛機,對出庫物料與入庫物料檢查。RFID讀寫器與PLC進行總線通訊,并將信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給MES服務(wù)器,實時跟蹤物料位置信息和倉儲位置信息,做到物料、成品、半成品的可追溯性管理。




(11)AGV機器人單元

      AGV機器人是在自主移動機器人上搭載4軸機械臂,移動機器人的移動底盤上配備高速激光雷達,采用先進的SLAM技術(shù)實現(xiàn)對環(huán)境感知,移動機器人可以自主實現(xiàn)障礙物避讓,自主規(guī)劃路徑,無需人工干涉。機械臂未端帶有抓取工具,用于工件抓取。平臺支持二次開發(fā),支持移動機器人ROS開發(fā)。



(12)接駁臺單元

      接駁臺包括立庫取放托盤的接駁臺和復(fù)合機器人取放的接駁臺,分別安裝在不同的工作站,用于復(fù)合機器人對工件原料和產(chǎn)品運輸對接。

      接駁臺外形尺寸200mmX150mmX180mm;

(13)自動裝配單元

      自動裝配單元是在機器人與工裝夾具的配置下,完成零件的自動裝配。裝配的零件包括:指尖陀螺本體、軸承、子母扣。定制開發(fā)的工裝夾具采用氣動裝配機。由機器人負(fù)責(zé)工件上下料,與氣動裝配機配合完成各零件進行壓裝、實現(xiàn)指尖陀螺的自動裝配。



(14)主控單元

      主控單元配備可編程控制器PLC,負(fù)責(zé)整套系統(tǒng)的電源供電、總輸入電壓監(jiān)測、各站點供電監(jiān)控、能耗監(jiān)控、運行狀態(tài)監(jiān)控、緊急停止、故障報警等功能。提供一組硬件按鍵直接控制,以及組態(tài)界面觸摸操作控制。主控系統(tǒng)具有手動/自動權(quán)限切換開關(guān)。總控制臺由管理員負(fù)責(zé)操作管理,具有手動/自動權(quán)限切換,及數(shù)字孿生數(shù)據(jù)接口。主控單元包含:控制臺、主控PLC模塊、人機界面模塊、數(shù)字孿生接口模塊、MES服務(wù)器、MES大屏看板



(15)智能制造管理軟件系統(tǒng)

      MES作為智能制造生產(chǎn)系統(tǒng)組成的核心組成部分,與應(yīng)用層系統(tǒng)數(shù)據(jù)無縫對接,同時與生產(chǎn)線系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、工控系統(tǒng)等實時數(shù)據(jù)交互。能充分體現(xiàn)工業(yè)4.0 CPS系統(tǒng)核心價值,是展示智能制造網(wǎng)絡(luò)化、信息化和智能化的核心軟件。

      MES系統(tǒng)可以為企業(yè)提供包括制造數(shù)據(jù)管理、計劃排產(chǎn)管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、庫存管理、質(zhì)量管理、人力資源管理、工作中心/設(shè)備管理、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)采集管理(MDC)、程序管理(DNC)、看板管理、生產(chǎn)過程控制管理模塊,為企業(yè)打造一個扎實、可靠、全面、可行的制造協(xié)同管理平臺。

      MES系統(tǒng)采用B/S架構(gòu),易于擴展和升級維護。并提供APP軟件,方便隨時隨地了解生產(chǎn)狀態(tài)。MES系統(tǒng)在工業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)上,擴展了對虛擬智能工廠的支持,方便MES教學(xué)與演示。MES系統(tǒng)的主要模塊簡介:



1.基礎(chǔ)信息管理

      基礎(chǔ)信息管理是MES系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)置模塊,包括系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、產(chǎn)線結(jié)構(gòu)管理,部門人員管理,設(shè)備信息管理等,是可以保證系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程順利運轉(zhuǎn)的一個基礎(chǔ)信息。

2.機床MDC管理

      MDC模塊主要是對數(shù)控機床和其他智能設(shè)備的數(shù)據(jù)進行采集。MDC數(shù)據(jù)采集能夠給設(shè)備及設(shè)備管理提供更強大的機床數(shù)據(jù)采集與分析功能,借助這些實時的機床數(shù)據(jù),可以很輕松地獲得機床利用率及相關(guān)生產(chǎn)效率,并有針對性地采取行之有效的改進措施。如機床的實時狀態(tài)、運行時間、實訓(xùn)過程的實時狀況、加工工件數(shù)量、機床利用率、生產(chǎn)報表、綜合效率追溯、設(shè)備管理、數(shù)控程序管理等,并可依據(jù)各種詳細(xì)的分析報告做出教學(xué)或?qū)嵱?xùn)決策。




3.機床DNC管理

      DNC模塊是MES系統(tǒng)的一個模塊,是負(fù)責(zé)與機床通訊相關(guān)的所有活動的中央數(shù)據(jù)應(yīng)用程序,是我公司自主獨立開發(fā)的專業(yè)數(shù)控軟件,它主要和機床的串口/網(wǎng)口進行通訊,處理機床發(fā)送的命令,自動查找匹配的數(shù)控程序發(fā)送給機床,服務(wù)器端實現(xiàn)無人值守,加強了數(shù)字化設(shè)計區(qū)和數(shù)控機床的連接,學(xué)員只要將編制好的數(shù)控程序放在指定的目錄即可,只要在機床面板上直接調(diào)用相關(guān)的數(shù)控程序即可。

      DNC模塊即可以做到對各種數(shù)控系統(tǒng)進行程序在線傳輸,同時也可以對數(shù)控機床進行實時數(shù)據(jù)監(jiān)控,讀取 CNC 數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)如:加工狀態(tài)、報警、程序號、運行時間……機床信息,軟件通過 MES 接口程序與數(shù)據(jù)服務(wù)器連接,可以在現(xiàn)場電子看板或其它終端上顯示。




4.維護管理

      設(shè)備保養(yǎng)內(nèi)容包含:設(shè)備潤滑、檢修、定檢、巡檢。維修和保養(yǎng)一方面通過人工制定計劃、發(fā)起報修單方式進行,另一方面根據(jù)系統(tǒng)采集的設(shè)備運行效率數(shù)據(jù)由系統(tǒng)推送保養(yǎng)和維護提醒。

      設(shè)備保養(yǎng)由設(shè)備保養(yǎng)部門編制保養(yǎng)計劃,到期時系統(tǒng)后臺推送服務(wù)會提前產(chǎn)生保養(yǎng)消息提醒數(shù)據(jù),推送給設(shè)備保養(yǎng)人員,保養(yǎng)人員根據(jù)規(guī)定的保養(yǎng)例行項目、規(guī)范完成保養(yǎng)工作。設(shè)備故障維修管理,首先由發(fā)現(xiàn)故障的班組人員進行設(shè)備報修,設(shè)備維修部門在接收報修單后,安排維修人員完成報修工作。設(shè)備維修管理流程業(yè)務(wù)如下圖




5.生產(chǎn)工藝管理

生產(chǎn)工藝管理是對工件加工的生產(chǎn)工藝管理,生產(chǎn)調(diào)度模塊根據(jù)工件的生產(chǎn)工藝信息,協(xié)調(diào)工件完成自動生產(chǎn)生產(chǎn)。生產(chǎn)工藝管理包括工藝工序管理與工藝路線管理。工藝工序管理明確了一道工序生產(chǎn)所需要的加工對象(原材料)、加工方式(機床程序)、加工設(shè)置(什么機床),以及生產(chǎn)結(jié)果(加工輸出品)。工藝路線是對完整生產(chǎn)一個產(chǎn)品的所有工藝工序集合,并按工藝工序順序執(zhí)行生產(chǎn)。




6.倉庫管理系統(tǒng)(WMS)

      配合生產(chǎn)計劃與調(diào)度系統(tǒng),WMS提供線邊倉管理,支持生產(chǎn)前的物料準(zhǔn)備,生產(chǎn)后的物料入庫。支持貨位管理:通過電子標(biāo)簽技術(shù),實現(xiàn)貨位管理。支持產(chǎn)品入庫,出庫,盤庫、移庫等操作。支持庫存預(yù)警:倉庫環(huán)節(jié)可以根據(jù)實際情況為倉庫總量、每個品種設(shè)置上下警戒線,當(dāng)庫存數(shù)量接近或超出警戒線時,進行報警提示,及時地進行生產(chǎn)的調(diào)整,優(yōu)化企業(yè)的生產(chǎn)和庫存。物料齊套性是在生產(chǎn)準(zhǔn)備過程中,對物料的齊套性進行檢查。




7.生產(chǎn)定單管理

對來自于上層的ERP訂單,MES系統(tǒng)直接錄入的訂單進行管理。對生產(chǎn)訂單進行自動排產(chǎn),提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。定單控制包括開始執(zhí)行,停止執(zhí)行,暫停執(zhí)行、刪除訂單。訂單執(zhí)行時,系統(tǒng)實時顯示執(zhí)行進展。

8.品質(zhì)管理

通過手動錄入或自動采集生產(chǎn)加工數(shù)據(jù),通過品質(zhì)檢測數(shù)據(jù),計算產(chǎn)品cpk和spc分析。




9.看板管理

      MES系統(tǒng)的看板管理顯示整體OEE、設(shè)備實時狀態(tài)、生產(chǎn)進度實時跟蹤、TOP5故障情況等信息,電子看板通過大屏顯示。




10.APP管理

      通過APP也可以實時查看生產(chǎn)進展,設(shè)備運行狀態(tài),查看設(shè)備報警信息等。安裝MES.APK 后點擊MES圖標(biāo)啟動APP,功能與PC版本相同。



實驗內(nèi)容

PRODUCT FEATURES

第一章: 智能制造生產(chǎn)線電氣集成開發(fā)

項目一: 智能生產(chǎn)線總體需求

項目二: 生產(chǎn)線布局操作

項目三: 生產(chǎn)線電氣系統(tǒng)集成設(shè)計

項目四: 數(shù)字孿生設(shè)置

第二章: 智能制造生產(chǎn)線編程與調(diào)試

項目一: 數(shù)控加工單元編程與調(diào)試

項目二: 伺服驅(qū)動單元編程與調(diào)試

項目三: 機器人單元編程與調(diào)試

項目四: 機器人上下料編程

項目五: 立庫倉庫單元編程與調(diào)試

項目六: RFID單元編程與調(diào)試

項目七: AGV單元編程與調(diào)試

項目八: 視覺檢測單元編程與調(diào)試

項目九: 基于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸通信

項目十: SCADA系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用

項目十一: 自動生產(chǎn)調(diào)試

項目十二: MES集成與智能生產(chǎn)