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產(chǎn)品簡(jiǎn)介PRODUCT DESCRIPTION

桌面級智能制造實(shí)訓平臺

該平臺是一套適合智能制造數字化設計與仿真的桌面級智能生產(chǎn)線(xiàn)驗證平臺,平臺設計基于自動(dòng)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)境下設計的程序提供檢驗與認證,并支持智能生產(chǎn)線(xiàn)的數字雙胞胎功能。 平臺不改變工業(yè)化應用模式的習慣,采用模型化、小型化、簡(jiǎn)易化的設計思路。主要由工作平臺、數控加工單元、機器人上下料單元、視覺(jué)檢測單元、激光打標單元、分揀單元、立體倉庫單元、RFID單元、AGV機器人單元、自動(dòng)裝配單元、主控單元、MES系統組成。通過(guò)MES軟件一鍵下單生產(chǎn),實(shí)現自動(dòng)物流、自動(dòng)加工、自動(dòng)裝配、自動(dòng)檢測,是一套典型的工業(yè)4.0智能制造生產(chǎn)線(xiàn)。教學(xué)演示時(shí)它完成了從零件的切削加工到指類(lèi)陀螺的整機裝配的完整生產(chǎn)過(guò)程,具體單元教學(xué)時(shí)它是一個(gè)獨立的模塊化培訓單元。

聯(lián)系電話(huà):13720126958 / 13387619634

      系統配套的《智能制造系統集成》課程,用模塊化進(jìn)階教學(xué),由單元到系統,由淺入深。課程不僅包含了各單元的編程與調試,也包含了各單元的單元集成開(kāi)發(fā)與整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)的系統集成開(kāi)發(fā)。系統開(kāi)放性接口,可用于二次開(kāi)發(fā)與課題研究。




智能制造平臺的組成模塊

1)系統電氣構架

      系統采用三層的工業(yè)網(wǎng)絡(luò )結構,包括設備層、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。MES在本地或云端部署,支持手機、PAD、電腦訪(fǎng)問(wèn),支持外網(wǎng)與內網(wǎng)操作。



系統電氣構架框圖


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(guò)MES系統配置實(shí)現柔性的智能生產(chǎn)。以下是以演示的指尖陀螺產(chǎn)品為例分解加工過(guò)程。
      指尖陀螺結構主要由主體、軸承、陀螺子扣、母扣等組成。其中陀螺主體通過(guò)CNC加工,主體的外觀(guān)可以通過(guò)用戶(hù)需求定制。



不同形狀態(tài)的指陀螺


陀螺結構組成

      演示的生產(chǎn)流程共有三個(gè),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系統自動(dòng)調度,MES根據設置產(chǎn)品的“工藝線(xiàn)路”進(jìn)行調度?!肮に嚲€(xiàn)路”定義了完成一個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)所要的工序及工序順序。而“工序設置”里配置了完成一道工序所用的原材料、加工設備、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(guò)配置產(chǎn)品的“工藝線(xiàn)路”,完成不同產(chǎn)品的生產(chǎn),達到柔性生產(chǎn)的目標。

3)指尖陀螺本體加工流程



指尖陀螺本體加工的工藝路線(xiàn)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(guān)的指尖陀螺本體,經(jīng)視覺(jué)檢測,不良品通過(guò)分檢機構把不良品推送到不同區域的廢料盒。檢驗后的良品,經(jīng)激光打后標,放到接駁臺,根據工藝設置,良品可以送回到立庫。物料的出入庫對通過(guò)RFID對物料的正確性校驗。
      生產(chǎn)的自動(dòng)執行,是由MES系統自動(dòng)調度,MES依靠設置產(chǎn)品的“工藝線(xiàn)路”參數,本體加工的工藝線(xiàn)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、機器人搬運、成品庫入庫。AGV輸送是由MES系統自動(dòng)調度,在“CNC加工”的工序里設定產(chǎn)品的外觀(guān)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(xiàn)示意圖

        指尖陀螺產(chǎn)品裝配的功能是:把來(lái)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(guò)RFID對物料的正確性校驗。
        生產(chǎn)的自動(dòng)執行,是由MES系統自動(dòng)調度,MES依靠設置產(chǎn)品的“工藝線(xiàn)路”參數,指尖陀螺產(chǎn)品裝配的工藝線(xiàn)路包括了以下工序:原材料庫出庫、自動(dòng)裝配、機器人搬運、成品庫入庫。AGV輸送是由MES系統自動(dòng)調度。

5)產(chǎn)品出庫



產(chǎn)品出庫的工藝路線(xiàn)示意圖

      產(chǎn)品出庫的功能是:從立庫的成品倉,輸出一個(gè)產(chǎn)品,通過(guò)AGV輸送到接駁臺。模擬了產(chǎn)品出貨的流程。出貨的自動(dòng)執行,是由MES系統自動(dòng)調度。


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,支撐平臺采用歐標型材,四周采用鈑金,表面噴塑處理,臺面采用3060歐標型材,方便臺面模塊自由固定。支撐平臺4個(gè)高度可調地腳,調節范圍0-15mm,4個(gè)自由移動(dòng)的萬(wàn)向腳輪。支撐平臺的外形尺寸1800mm×1500mm×850mm。

2)數控加工單元

      采用適合五金加工廠(chǎng)的小零件加工,企業(yè)或高校的科研開(kāi)發(fā),創(chuàng )客創(chuàng )新實(shí)驗室,首板制作,高?;蚵殬I(yè)院校數控理實(shí)一體化技術(shù)培訓教學(xué)等小型數控銑床,并配套氣動(dòng)系統及卡盤(pán)、采用智能數控控制系統,執行國際通用標準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構,機床采用整體鑄鐵床身,通過(guò)合理布置床身內部加強筋的位置大大提高床身的剛性,增加機床的穩定性和抗震性,從而提高機床的精度;導軌采用臺灣規格直線(xiàn)滾珠導軌,進(jìn)給精度高、摩擦阻力小、剛性好,抵抗振動(dòng)、變形能力高,可使用戶(hù)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(jìn)的六關(guān)節型工業(yè)機器人,額定負荷大于3KG,臂展大于700mm。機器人裝第在移動(dòng)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與數控加工單元通信,自動(dòng)控制數控系統,完成工業(yè)機器人上下料加工操作。





(4)機器人夾具系統

      機器人夾具系統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(jìn)行夾取,三爪夾具對軸承、軸承蓋板、公蓋面和母蓋面行夾取。夾具系統可以在機器人上可以自由切換。

(5)機器人行走導軌

      機器人行走導軌用于帶動(dòng)六自由度機器人來(lái)回于車(chē)床和銑床之間,由伺服驅動(dòng)電機、高精密減速機、絲桿線(xiàn)軌傳動(dòng)組成。采用鋁合金結構設計制作,定位精度為±0.01MM,它與六自由度機器人組合成一個(gè)靈活柔性上下料智能作業(yè)裝置。




(6)視覺(jué)檢測單元

      視覺(jué)檢測單元由視覺(jué)系統與MES系統的品質(zhì)分析組成。視覺(jué)系統由相機模組與視覺(jué)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整,螺絲固定在臺面上,光源亮度可手動(dòng)調整。視覺(jué)主機一體機由主機,顯示器、鍵盤(pán)、鼠標、安裝支架組成,安裝支架可調整顯示器高度與角度。視覺(jué)系統負責對工件識別與檢測。視覺(jué)主機通過(guò)網(wǎng)絡(luò )與MES系統通訊,MES系統實(shí)時(shí)讀取品質(zhì)檢測數據。MES系統的品質(zhì)分析模塊,對加工的工件按批次質(zhì)量分析,生成批次CPK統計結果和批次不良品分析報告等。視覺(jué)系統具有二次開(kāi)發(fā)功能,可用于機器視覺(jué)課程設計或教師科研項目。



(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、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到分揀機構前,分揀機構根據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。分揀機構的程序動(dòng)作控制和傳感器信號均通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)傳輸到總控單元。



(8)激光打標機

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




(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,采用多層機構設計。碼垛機驅動(dòng)采用步進(jìn)電機驅動(dòng),Z軸的驅動(dòng)電機帶有剎車(chē)裝置,保證機器斷電后立即停車(chē),X軸和Z軸運動(dòng)都帶有防撞裝置,Y方向采用氣動(dòng)控制。碼垛機主控器采用PLC,通過(guò)人機界面控制,對立庫本地調試與遠程自動(dòng)管理。



(10)RFID單元

      RFID系統由RFID讀寫(xiě)器與RFID標簽等組成,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(xiě)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(xiě)器與PLC進(jìn)行總線(xiàn)通訊,并將信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸給MES服務(wù)器,實(shí)時(shí)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(dòng)機器人上搭載4軸機械臂,移動(dòng)機器人的移動(dòng)底盤(pán)上配備高速激光雷達,采用先進(jìn)的SLAM技術(shù)實(shí)現對環(huán)境感知,移動(dòng)機器人可以自主實(shí)現障礙物避讓?zhuān)灾饕巹澛窂?,無(wú)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(kāi)發(fā),支持移動(dòng)機器人ROS開(kāi)發(fā)。



(12)接駁臺單元

      接駁臺包括立庫取放托盤(pán)的接駁臺和復合機器人取放的接駁臺,分別安裝在不同的工作站,用于復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(dòng)裝配單元

      自動(dòng)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(dòng)裝配。裝配的零件包括:指尖陀螺本體、軸承、子母扣。定制開(kāi)發(fā)的工裝夾具采用氣動(dòng)裝配機。由機器人負責工件上下料,與氣動(dòng)裝配機配合完成各零件進(jìn)行壓裝、實(shí)現指尖陀螺的自動(dòng)裝配。



(14)主控單元

      主控單元配備可編程控制器PLC,負責整套系統的電源供電、總輸入電壓監測、各站點(diǎn)供電監控、能耗監控、運行狀態(tài)監控、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。主控系統具有手動(dòng)/自動(dòng)權限切換開(kāi)關(guān)??偪刂婆_由管理員負責操作管理,具有手動(dòng)/自動(dòng)權限切換,及數字孿生數據接口。主控單元包含:控制臺、主控PLC模塊、人機界面模塊、數字孿生接口模塊、MES服務(wù)器、MES大屏看板



(15)智能制造管理軟件系統

      MES作為智能制造生產(chǎn)系統組成的核心組成部分,與應用層系統數據無(wú)縫對接,同時(shí)與生產(chǎn)線(xiàn)系統、物流系統、工控系統等實(shí)時(shí)數據交互。能充分體現工業(yè)4.0 CPS系統核心價(jià)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系統可以為企業(yè)提供包括制造數據管理、計劃排產(chǎn)管理、生產(chǎn)調度管理、庫存管理、質(zhì)量管理、人力資源管理、工作中心/設備管理、設備管理、數據采集管理(MDC)、程序管理(DNC)、看板管理、生產(chǎn)過(guò)程控制管理模塊,為企業(yè)打造一個(gè)扎實(shí)、可靠、全面、可行的制造協(xié)同管理平臺。

      MES系統采用B/S架構,易于擴展和升級維護。并提供APP軟件,方便隨時(shí)隨地了解生產(chǎn)狀態(tài)。MES系統在工業(yè)應用的基礎上,擴展了對虛擬智能工廠(chǎng)的支持,方便MES教學(xué)與演示。MES系統的主要模塊簡(jiǎn)介:



1.基礎信息管理

      基礎信息管理是MES系統的基礎設置模塊,包括系統基礎數據、產(chǎn)線(xiàn)結構管理,部門(mén)人員管理,設備信息管理等,是可以保證系統業(yè)務(wù)流程順利運轉的一個(gè)基礎信息。

2.機床MDC管理

      MDC模塊主要是對數控機床和其他智能設備的數據進(jìn)行采集。MDC數據采集能夠給設備及設備管理提供更強大的機床數據采集與分析功能,借助這些實(shí)時(shí)的機床數據,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(jìn)措施。如機床的實(shí)時(shí)狀態(tài)、運行時(shí)間、實(shí)訓過(guò)程的實(shí)時(shí)狀況、加工工件數量、機床利用率、生產(chǎn)報表、綜合效率追溯、設備管理、數控程序管理等,并可依據各種詳細的分析報告做出教學(xué)或實(shí)訓決策。




3.機床DNC管理

      DNC模塊是MES系統的一個(gè)模塊,是負責與機床通訊相關(guān)的所有活動(dòng)的中央數據應用程序,是我公司自主獨立開(kāi)發(fā)的專(zhuān)業(yè)數控軟件,它主要和機床的串口/網(wǎng)口進(jìn)行通訊,處理機床發(fā)送的命令,自動(dòng)查找匹配的數控程序發(fā)送給機床,服務(wù)器端實(shí)現無(wú)人值守,加強了數字化設計區和數控機床的連接,學(xué)員只要將編制好的數控程序放在指定的目錄即可,只要在機床面板上直接調用相關(guān)的數控程序即可。

      DNC模塊即可以做到對各種數控系統進(jìn)行程序在線(xiàn)傳輸,同時(shí)也可以對數控機床進(jìn)行實(shí)時(shí)數據監控,讀取 CNC 數控系統參數如:加工狀態(tài)、報警、程序號、運行時(shí)間……機床信息,軟件通過(guò) MES 接口程序與數據服務(wù)器連接,可以在現場(chǎng)電子看板或其它終端上顯示。




4.維護管理

      設備保養內容包含:設備潤滑、檢修、定檢、巡檢。維修和保養一方面通過(guò)人工制定計劃、發(fā)起報修單方式進(jìn)行,另一方面根據系統采集的設備運行效率數據由系統推送保養和維護提醒。

      設備保養由設備保養部門(mén)編制保養計劃,到期時(shí)系統后臺推送服務(wù)會(huì )提前產(chǎn)生保養消息提醒數據,推送給設備保養人員,保養人員根據規定的保養例行項目、規范完成保養工作。設備故障維修管理,首先由發(fā)現故障的班組人員進(jìn)行設備報修,設備維修部門(mén)在接收報修單后,安排維修人員完成報修工作。設備維修管理流程業(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)調度模塊根據工件的生產(chǎn)工藝信息,協(xié)調工件完成自動(dòng)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(xiàn)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)、加工設置(什么機床),以及生產(chǎn)結果(加工輸出品)。工藝路線(xiàn)是對完整生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品的所有工藝工序集合,并按工藝工序順序執行生產(chǎn)。




6.倉庫管理系統(WMS)

      配合生產(chǎn)計劃與調度系統,WMS提供線(xiàn)邊倉管理,支持生產(chǎn)前的物料準備,生產(chǎn)后的物料入庫。支持貨位管理:通過(guò)電子標簽技術(shù),實(shí)現貨位管理。支持產(chǎn)品入庫,出庫,盤(pán)庫、移庫等操作。支持庫存預警:倉庫環(huán)節可以根據實(shí)際情況為倉庫總量、每個(gè)品種設置上下警戒線(xiàn),當庫存數量接近或超出警戒線(xiàn)時(shí),進(jìn)行報警提示,及時(shí)地進(jìn)行生產(chǎn)的調整,優(yōu)化企業(yè)的生產(chǎn)和庫存。物料齊套性是在生產(chǎn)準備過(guò)程中,對物料的齊套性進(jìn)行檢查。




7.生產(chǎn)定單管理

對來(lái)自于上層的ERP訂單,MES系統直接錄入的訂單進(jìn)行管理。對生產(chǎn)訂單進(jìn)行自動(dòng)排產(chǎn),提高生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)效率。定單控制包括開(kāi)始執行,停止執行,暫停執行、刪除訂單。訂單執行時(shí),系統實(shí)時(shí)顯示執行進(jìn)展。

8.品質(zhì)管理

通過(guò)手動(dòng)錄入或自動(dòng)采集生產(chǎn)加工數據,通過(guò)品質(zhì)檢測數據,計算產(chǎn)品cpk和spc分析。




9.看板管理

      MES系統的看板管理顯示整體OEE、設備實(shí)時(shí)狀態(tài)、生產(chǎn)進(jìn)度實(shí)時(shí)跟蹤、TOP5故障情況等信息,電子看板通過(guò)大屏顯示。




10.APP管理

      通過(guò)APP也可以實(shí)時(shí)查看生產(chǎn)進(jìn)展,設備運行狀態(tài),查看設備報警信息等。安裝MES.APK 后點(diǎn)擊MES圖標啟動(dòng)APP,功能與PC版本相同。



實(shí)驗內容

PRODUCT FEATURES

第一章: 智能制造生產(chǎn)線(xiàn)電氣集成開(kāi)發(fā)

項目一: 智能生產(chǎn)線(xiàn)總體需求

項目二: 生產(chǎn)線(xiàn)布局操作

項目三: 生產(chǎn)線(xiàn)電氣系統集成設計

項目四: 數字孿生設置

第二章: 智能制造生產(chǎn)線(xiàn)編程與調試

項目一: 數控加工單元編程與調試

項目二: 伺服驅動(dòng)單元編程與調試

項目三: 機器人單元編程與調試

項目四: 機器人上下料編程

項目五: 立庫倉庫單元編程與調試

項目六: RFID單元編程與調試

項目七: AGV單元編程與調試

項目八: 視覺(jué)檢測單元編程與調試

項目九: 基于工業(yè)網(wǎng)絡(luò )的數據傳輸通信

項目十: SCADA系統設計及應用

項目十一: 自動(dòng)生產(chǎn)調試

項目十二: MES集成與智能生產(chǎn)






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