數(shù)字化工業(yè)4.0柔性智能制造生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)參數(shù)、介紹

　　一、項(xiàng)目建設(shè)介紹

　　(一)項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)

　　2、項(xiàng)目總體規(guī)劃尺寸圖

　　3、系統(tǒng)平面圖

　　(三)項(xiàng)目建設(shè)特色

　　以工程教學(xué)為背景、以建設(shè)大系統(tǒng)為終極目標(biāo)，提供具有高集成度的、高度開放性的、系統(tǒng)功能完善、先進(jìn)性和模塊化的實(shí)驗(yàn)室用數(shù)字化柔性加工制造系統(tǒng)解決方案。系統(tǒng)中的單元設(shè)備基本涵蓋了工業(yè)領(lǐng)域正在得到廣泛應(yīng)用的各種先進(jìn)控制技術(shù)和正處于工業(yè)前沿領(lǐng)域的加工技術(shù)，使得該系統(tǒng)成為一個真正融合光、機(jī)、電、氣以及信息一體化的綜合型研究平臺。

　　1、高度集成

　　系統(tǒng)建立在工業(yè)工程、柔性制造、自動控制、物流工程、質(zhì)量管理、生產(chǎn)管理以及先進(jìn)制造等技術(shù)基礎(chǔ)之上，將各個加工執(zhí)行單元、物流系統(tǒng)、機(jī)器人、RFID、倉儲系統(tǒng)和數(shù)字信息管理系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)集成、貼近工業(yè)生產(chǎn)流程的教學(xué)實(shí)訓(xùn)柔性制造系統(tǒng)。

　　2、適度柔性

　　系統(tǒng)能方便地調(diào)整工藝路線，重設(shè)加工流程，能夠適應(yīng)小批量、多品種的柔性制造要求，能體現(xiàn)夾具、組裝、工藝路線等柔性生產(chǎn)。

　　3、高度開發(fā)性

　　在最大程度上為客戶開放。工業(yè)機(jī)器人、AGV、PLC、MES系統(tǒng)，等各個模塊都提供的接口便于深層次的系統(tǒng)二次開發(fā)，以便于開發(fā)出適合用戶需求的系統(tǒng)調(diào)度程序和單機(jī)運(yùn)行程序，極大程度上方便了課題研究工作。

　　4、模塊化

　　系統(tǒng)中的裝配執(zhí)行單元、立體倉儲、傳輸線、機(jī)器人上下料、機(jī)器人裝配設(shè)備等具有“聯(lián)機(jī)/單機(jī)”兩種操作模式，所有的單元設(shè)備均可進(jìn)行單項(xiàng)教學(xué)和部分系統(tǒng)聯(lián)機(jī)教學(xué)，有利于學(xué)生參與和實(shí)踐教學(xué)。

　　5、工業(yè)化

　　系統(tǒng)雖為教學(xué)系統(tǒng)，但所有單元設(shè)備乃至整個系統(tǒng)都采用了標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)級的裝備和技術(shù)集成，真實(shí)貼近工業(yè)化生產(chǎn)。

　　6、多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)具有多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(管理層<應(yīng)用層級>、監(jiān)控層及和設(shè)備層級)構(gòu)成，體現(xiàn)現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)中的物流及生產(chǎn)信息流的交匯關(guān)聯(lián)、數(shù)字化設(shè)計與生產(chǎn)的緊密關(guān)聯(lián)。

　　7、教學(xué)可視化

　　系統(tǒng)除了提供一套實(shí)際的智能工廠外 ，同時還提供了一套仿真環(huán)境下的虛擬工廠。虛擬工廠按實(shí)際的1:1布局，場景的機(jī)器人，外設(shè)，PLC與實(shí)際設(shè)備相同特性。學(xué)生可對虛擬工廠離線編程，仿真驗(yàn)證后再實(shí)際運(yùn)行。避免損壞設(shè)備，提高教學(xué)可視化。

　　(四)項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容

　　系統(tǒng)是一個由智能制造生產(chǎn)系統(tǒng)、虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)、結(jié)合而組成綜合性教學(xué)平臺。智能制造生產(chǎn)線將裝配制造、物料傳輸、信息網(wǎng)絡(luò)、三個系統(tǒng)深度融合與高度集成，在生產(chǎn)自動化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)物料流和信息流的自動化、數(shù)字化與智能化，是典型的信息技術(shù)與制造技術(shù)的深度融合。該系統(tǒng)可承擔(dān)數(shù)據(jù)采集與分析、生產(chǎn)任務(wù)下發(fā)、生產(chǎn)信息化實(shí)時顯示(數(shù)字化生產(chǎn)看板系統(tǒng))、設(shè)備狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控、生產(chǎn)任務(wù)詳細(xì)進(jìn)度、可有效實(shí)現(xiàn)制造層與計劃層的信息交互等任務(wù)。同時在工業(yè)軟件和智能機(jī)器設(shè)備下，實(shí)現(xiàn)了軟硬結(jié)合、相得益彰,本質(zhì)是人機(jī)一體化。

　　1、智能制造生產(chǎn)系統(tǒng)

　　智能立體倉儲單元、機(jī)器人底蓋裝配單元、機(jī)器人法蘭裝配單元、鎖螺絲單元、檢測單元、AGV智能小車單元、系統(tǒng)中央控制單元等多個功能模塊單元。系統(tǒng)具有可進(jìn)行小批量多品種柔性加工、無人值守加工生產(chǎn)能力等，采用數(shù)字化信息系統(tǒng)管理模式，每一臺設(shè)備均采用網(wǎng)絡(luò)形式對外聯(lián)接，由服務(wù)器統(tǒng)一管理生產(chǎn)過程中的各種數(shù)字聯(lián)接任務(wù),具有現(xiàn)代化柔性制造加工系統(tǒng)的特征。

　　2、虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)

　　建議各種虛擬仿真平臺，并且基于虛擬仿真平臺上的應(yīng)用培訓(xùn)。也是培訓(xùn)應(yīng)用手段的虛擬化延伸，對整個生產(chǎn)系統(tǒng)的認(rèn)知、講解、模擬的操作、模擬加工、模擬運(yùn)動進(jìn)行全方位的展示。使每個學(xué)生可參與虛擬場景的PLC編程及機(jī)器人編程。做到不僅會用生產(chǎn)線，還會開發(fā)生產(chǎn)線。并在在已有基礎(chǔ)上，進(jìn)行優(yōu)化，開發(fā)個性化的智能工廠。

　　虛擬仿真由三個部分內(nèi)容：基于PLC的虛實(shí)結(jié)合仿真、基于機(jī)器人的虛擬方真、基于智能工廠的虛擬仿真與培訓(xùn)。PLC虛實(shí)結(jié)合仿真包括：立體倉儲虛實(shí)結(jié)合仿真及培訓(xùn)、自動上料裝置虛實(shí)結(jié)合仿真及培訓(xùn)、檢測分揀虛實(shí)結(jié)合仿真及培訓(xùn)、電氣控制虛實(shí)結(jié)合仿真及培訓(xùn)。機(jī)器人仿真與培訓(xùn)包括：工業(yè)機(jī)器人離線編程仿真與培訓(xùn)、機(jī)器人工作站應(yīng)用仿真與培訓(xùn)、工業(yè)機(jī)器人拆裝3D軟件仿真與培訓(xùn)。智能工廠仿真是對本方案的智能制造生產(chǎn)系統(tǒng)的全功能仿真，包括機(jī)床，機(jī)器人，傳輸線，立體倉庫，PLC、AGV仿真。是一個集機(jī)、電、控制、編程一體的全方位仿真。使每個學(xué)生可參到智能工廠的開發(fā)，如PLC編程，機(jī)器人編程，做到不僅會用生產(chǎn)線，還會開發(fā)生產(chǎn)線。

　　二、項(xiàng)目建設(shè)配置及生產(chǎn)流程

　　(一)智能制造系統(tǒng)整體介紹

　　該系統(tǒng)是一個工業(yè)智能制造綜合集成柔性生產(chǎn)線。它由多個獨(dú)立工作站鏈組成：機(jī)器人裝配工作站、鎖螺絲工作站、光學(xué)檢測工作站、激光打標(biāo)工作站組成。它包含了生產(chǎn)設(shè)備硬件部分、工業(yè)動化控制部分、MES生產(chǎn)執(zhí)行軟件部分，是一個集數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化生產(chǎn)制造柔性系統(tǒng)，它既可以實(shí)現(xiàn)單組設(shè)備的獨(dú)立運(yùn)行，也可以組合成一個集成柔性生產(chǎn)線進(jìn)行協(xié)同作業(yè)。

　　(二)生產(chǎn)工作流程簡介

　　被生產(chǎn)的工件通過RFID信息中的加工路徑，由AGV小車運(yùn)送至生產(chǎn)工作站物料暫存，由MES軟件根據(jù)RFID物料編碼屬性，調(diào)度機(jī)器人操作。每個不同物料RFID屬性不同，MES會根據(jù)當(dāng)前RFID信息更換機(jī)器人及數(shù)控機(jī)床所使用程序，當(dāng)每站加工完成后再次由AGV運(yùn)送至下一個工序。

　　假設(shè)一個工件需經(jīng)過系統(tǒng)所有工作站加工作業(yè)流程如下：

　　系統(tǒng)動作流程簡述：

　　1.加工訂單生成，系統(tǒng)下單;

　　2.立體倉庫進(jìn)行原材料出庫;

　　3.AGV小車按照RFID工藝路徑信息，將工件運(yùn)輸?shù)綄?yīng)工作站通過AGV接駁平臺進(jìn)行暫存;

　　4.工業(yè)機(jī)器人根據(jù)MES軟件分配調(diào)度,機(jī)器人切換相應(yīng)的程序;(其它獨(dú)工作站以之相同)

　　5.工業(yè)機(jī)器人根據(jù)MES軟件分配調(diào)度,自動更換相應(yīng)的工具，以及夾治具;(其它獨(dú)工作站以之相同)

　　6.AGV小車與平臺對接后將工件傳輸?shù)较乱还ば颍来瓮瓿涉i螺絲、檢測、和打標(biāo)作業(yè);

　　7.工序全部完成后的成品經(jīng)AGV小車運(yùn)載到立體倉庫入庫平臺進(jìn)行成品入庫，等待人工取貨;

　　可實(shí)現(xiàn)跳步式分配加工:系統(tǒng)中由于采RFID電子信息記錄和AGV小車柔性輸送，在系統(tǒng)中加工的工件可以出現(xiàn)以下多種不同工況。

　　1.連續(xù)加工:當(dāng)RFID路徑信息為(RFID工藝路徑信息=H111111)

　　2.跳步加工:當(dāng)RFID路徑信息為RFID工藝路

　　3.同量多品種混合加工：(A產(chǎn)品RFID工藝路徑路信息=H110111)/(B產(chǎn)品RFID工藝路徑路信息=H101101)/(C產(chǎn)品RFID工藝路徑路信息=H011101)

　　在多品種混合加工時，工業(yè)機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床加工所使用程序，系統(tǒng)根據(jù)RFID信息不同

　　MES軟件對各設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行程序自動更換，以適應(yīng)不同零件加工。

　　(三)樣品零件裝配流程

　　1、裝配：

　　共4種零件，2種裝配方式，共4條演示工藝流程。

　　2、螺絲：

　　2種尺寸，2種長度，共4個組合。

　　M3X6、M3X12、M4X6，M4X12

　　3、檢測：

　　檢驗(yàn)尺寸、螺絲數(shù)數(shù)，色彩;

　　4、打碼：

　　根據(jù)RFID類型，打不同號段的。

　　工藝流程簡述

　　1.加工訂單生成，系統(tǒng)下單;

　　2.立體倉庫進(jìn)行原材料出庫;

　　3.AGV小車按照RFID工藝路徑信息，將工件運(yùn)輸?shù)綄?yīng)工作站暫存平臺;

　　4.工業(yè)機(jī)器人根據(jù)MES軟件分配調(diào)度,將需要的工件分別放到裝配工作站，鎖螺絲工作站。

　　5.裝配工作站通過機(jī)器人分別對法蘭底座和法蘭進(jìn)行上下料、整形然后裝配在一起

　　6.AGV將裝配好的組件運(yùn)到鎖螺絲工作站，機(jī)器人自動取螺絲進(jìn)行鎖螺絲。

　　7. AGV將完成鎖螺絲的工件組件進(jìn)行視覺檢測合格和進(jìn)行激光打標(biāo)最后入庫。

　　三、智能化裝備

　　(一)激光打標(biāo)工作站

　　激光打標(biāo)工作站用于對加工完成零件進(jìn)行編碼打印，由機(jī)器人將工件放入到打印平臺，通過網(wǎng)絡(luò)接收機(jī)器人的放料與取料信號。打印編碼由MES系統(tǒng)根據(jù)物料的RFID編碼進(jìn)行選擇打印，不同的RFID編號零件打印不同的圖形。

　　運(yùn)用了世界先進(jìn)的激光技術(shù)研制而成的激光打標(biāo)機(jī)系統(tǒng)，采用光纖激光器輸出激光，再經(jīng)掃描振鏡系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)打標(biāo)功能。光纖激光打標(biāo)機(jī)電光轉(zhuǎn)換效率高，達(dá)20%以上(YAG為3%左右)，極大的節(jié)省了電能。采用風(fēng)冷方式冷卻，散熱性能好，整機(jī)體積小巧，輸出光束質(zhì)量好，諧振腔無光學(xué)鏡片，具有免調(diào)節(jié)，免維護(hù)，可靠性高等性能。

　　打工作站主要技術(shù)參數(shù):

　　1.供電電源：AC220V 50HZ

　　2.工作站功率：3KW

　　3.通訊方式：PROFINET

　　4.站點(diǎn)尺寸：1200*800*1800mm

　　激光打標(biāo)機(jī)技術(shù)參數(shù)：

　　平均輸出功率 20W

　　標(biāo)刻線深 0.1mm-3mm(視材料可調(diào))

　　最小字符高度 0.15mm

　　最大直線打標(biāo)速度 12000mm/s

　　標(biāo)準(zhǔn)雕刻范圍 108mm×108mm

　　重復(fù)定位精度 ±0.001mm

　　冷卻方式 高精度恒溫/閉環(huán)風(fēng)冷

　　輸出光束質(zhì)量 M2<1.2

　　激光波長 1064nm

　　最小聚焦光斑 0.005mm

　　功率調(diào)節(jié)范圍 0-100%

　　打標(biāo)格式 圖形、文字、條形碼、二維碼、日期、班次、批號、序列號、文件鏈接

　　重復(fù)頻率 20-80 kHz

　　控制接口 USB

　　激光模塊壽命 >100000小時

　　振鏡 高性能掃描振鏡

　　整機(jī)耗電功率 0.5KW

　　電力需求 220V±22V/50Hz/12A

　　使用環(huán)境 潔凈無塵，無震源

　　設(shè)備特點(diǎn)：設(shè)備配備全球唯一的固定IP，可與其他設(shè)備進(jìn)行無縫連接，實(shí)現(xiàn)智能化遠(yuǎn)程控制，可實(shí)現(xiàn)模塊化的、高度集成的，全過程透明的、閉環(huán)式、體現(xiàn)協(xié)同制造、適合中國特點(diǎn)的智慧工廠管理功能!

　　軟件特點(diǎn)：支持以下系統(tǒng)：windows2012,2008,2003,win7,xp等windows平臺軟件兼容常用位圖(bmp、jpg)及矢量圖形(plt、dxf等)。支持多圖層(128個圖層)標(biāo)刻，可以為每層設(shè)置不同的標(biāo)刻參數(shù)。

　　打標(biāo)格式：圖形、文字、條形碼、二維碼、日期、班次、批號、序列號、文件鏈接

　　激光打標(biāo)機(jī)網(wǎng)絡(luò)化接

　　口 針對激光打標(biāo)機(jī)網(wǎng)絡(luò)化改造，支持程序調(diào)用、數(shù)據(jù)自動編

　　譯等接口軟件的開發(fā)。

　　(二)工業(yè)機(jī)器人裝配站

　　工業(yè)機(jī)器人裝配站由1、裝配搬運(yùn)機(jī)器人;2、機(jī)器人快換夾具;3、物料輸出機(jī)構(gòu);4、裝配平臺;5、電氣控制系統(tǒng);6、機(jī)械整形等部分組成，裝配完成后由AGV系統(tǒng)上的工業(yè)機(jī)器人抓取物料放入暫存臺上，由裝配機(jī)器人從平臺上拾取零件，按MES系統(tǒng)下達(dá)的任務(wù)進(jìn)行鎖螺絲裝配或是激光打標(biāo)作業(yè)。

　　工業(yè)機(jī)器人裝配站

　　裝配平臺

　　1、工業(yè)機(jī)器人

　　采用六自由度工業(yè)機(jī)器人，負(fù)載6Kg臂展700mm的六自由度機(jī)器人。機(jī)器人由機(jī)器人本體、機(jī)器人控制器(含示教單元、輸入輸出模塊)組成;

　　機(jī)器人

　　工作尺寸

　　動作類型 多關(guān)節(jié)型

　　控制軸 6軸

　　2、快換夾具

　　機(jī)器人裝配夾具采用多樣化設(shè)計，并采用氣動快換式工具未端組件。采用日本進(jìn)口EINS品牌OX系列快換工具，該工具9針觸點(diǎn)接觸端，電信號連接通道，氣管通路接口，采用機(jī)器人側(cè)與工具側(cè)組合使用，采用氣動式驅(qū)動結(jié)合與放松。

　　快換夾具

　　快換夾具在裝配站中的作用

　　用于工業(yè)機(jī)器人快速更換各種不同夾具，以適應(yīng)不同種類工件變化。由多個移動端和一個固定端組成，工業(yè)機(jī)器人可以自動選擇需要夾具進(jìn)行更換，無需人工進(jìn)行干涉。

　　快換夾具主要技術(shù)參數(shù):

　　1.工業(yè)機(jī)器人末端快換陽夾具：1套

　　2.工業(yè)機(jī)器人末端快換陰夾具：2套

　　3.快換夾具可承載額定載荷：10Kg;

　　4.使用壓力：0.4-0.75MPa

　　5.本體重量:475g

　　6.安裝后厚度：40mm

　　7.結(jié)合方式:氣動式(自鎖)

　　8.安裝方式：陽夾具與工業(yè)機(jī)器人末端一體化安裝。

　　快換夾具

　　3、裝配工作臺

　　裝配站組成：工作臺、工業(yè)軸機(jī)器人、裝配夾具模塊、整形模塊、法蘭蓋板零件、法蘭底座零件及夾具等。

　　裝配流程：工件通過機(jī)器人的夾爪從料盤上取法蘭底座放置整形平臺上----整形后夾取放到裝配平臺上上----夾爪再去法蘭蓋板放置在整形平臺上----整形后夾具將蓋板放入法蘭底座----裝配完成

　　裝配工作臺

　　裝配臺主要技術(shù)參數(shù):

　　1.主框架采用工業(yè)鋁型材加工制造，桌面采用20mm厚度鋁合金加工氧化

　　2.外形尺寸：1200*1100*750mm

　　3.機(jī)器人型號：VR6

　　4.控制系統(tǒng)：PLC

　　5.供電電源：AC220 50HZ

　　6.功率:2.5KW

　　7.工作站重量：260Kg。

　　(三)裝配工作站上下料平臺

　　用于加工工作站加工原材料、半成品或成品物料上下料。同時能充分體現(xiàn)離散工作站功能，與數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人組成可獨(dú)立亦可與系統(tǒng)一體的獨(dú)立工作站，便于教學(xué)開展。

　　本次項(xiàng)目中配備的加工工作站上下料平臺可直接與AGV小車進(jìn)行對接，放置于各個離散工作島正前方，用于存放AGV運(yùn)送的物料工裝板，離散工作站在線加工時可以從平臺中直接取料到對應(yīng)機(jī)床中進(jìn)行加工，加工完成物料由工作站機(jī)器人放回接貨平臺。AGV機(jī)器人會根據(jù)任務(wù)調(diào)試系統(tǒng)將加工完成物料搬運(yùn)到下一個站點(diǎn)。

　　裝配工作站上下料平臺

　　裝配工作站上下料平臺在系統(tǒng)中的作用：

　　用于放置工作工作站需要加工的物料托盤，在離線制造時可作為手工放置定位裝置，自動聯(lián)線制造時作業(yè)與AGV運(yùn)輸車自動對接的定位裝置。經(jīng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通訊與AGV小車及上下料機(jī)器人實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

　　裝配工作站上下料平臺在系統(tǒng)中的作用

　　(四)工作站集成電氣控制柜

　　各工作站均配置獨(dú)立電氣控制柜，電氣控制柜具有獨(dú)立PLC控制系統(tǒng)，與其他工作島采用以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，同時與MES系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。電氣控制柜用于安裝離散工作站中的部份電氣控制元件，如站點(diǎn)通訊交換機(jī)、輔助控制器、倉儲站的電氣檢測元件。

　　工作站電控柜在系統(tǒng)中的作用：

　　用于安裝工作站集成控制電氣元件，對整個工作站進(jìn)行集成應(yīng)用控制;

　　主要技術(shù)參數(shù)：

　　1、供電電源：單相AC220V 50HZ/三相AC380V 50HZ

　　2、材質(zhì)：Q235

　　3、表面處理：AL7035

　　4、防護(hù)等級：IP54(GB4025-1993)

　　5、尺寸：約600*300*1200

　　6、散熱措施

　　(五)鎖螺絲工作站

　　鎖螺絲單元主要包括標(biāo)準(zhǔn)工作臺、6KG機(jī)器人、陣列定位料盤、真空發(fā)生器工裝組件、電批組件等結(jié)構(gòu)。主要實(shí)現(xiàn)在工件上自動鎖螺絲。

　　鎖螺絲工作站

　　1、主要技術(shù)說明:

　　帶真空吸嘴的數(shù)控電批

　　配合直角機(jī)器人結(jié)構(gòu)圖如下

　　真空吸嘴的數(shù)控電批

　　主要特征：

　　1)擰緊過程可通過PLC控制，對擰緊過程進(jìn)行精細(xì)的控制;

　　2)氣吸式數(shù)控電批，能夠自動吸取螺絲;

　　3)可通過扭矩設(shè)置、時間判斷來分析鎖螺絲是否正常;

　　(六)視覺檢測工作站

　　視覺檢測工作站主要包括標(biāo)準(zhǔn)機(jī)臺、視覺檢測、RFID讀卡器組件等機(jī)構(gòu)。主要實(shí)現(xiàn)對組裝好的工件進(jìn)行檢測和數(shù)據(jù)讀取。

　　1、主要技術(shù)說明:

　　1)法蘭視覺檢測

　　視覺系統(tǒng)由視覺主機(jī)，工業(yè)相機(jī)，鏡頭，光源組成。視覺主機(jī)通過千兆網(wǎng)口接入多個網(wǎng)絡(luò)接口的工業(yè)相機(jī)。視覺主機(jī)通過Modbusu接入PLC設(shè)備，當(dāng)被檢測物件到達(dá)時，PLC觸發(fā)視覺系統(tǒng)采樣圖像，并進(jìn)行圖像處理、信號識別等先進(jìn)技術(shù)。并對法蘭尺寸參數(shù)進(jìn)行測量，并依據(jù)判別結(jié)果返回到上位機(jī)。視覺系統(tǒng)的尺寸測量，配合合適的鏡頭，能達(dá)到 um 級的測量精度。

　　視覺檢測工作站

　　2)法蘭缺螺絲檢測

　　利用視覺系統(tǒng)，在完成法蘭尺寸檢測后，進(jìn)一步檢測2個螺絲是否安裝到位。在視覺成象中，有螺絲與缺螺絲的圖象差別明顯，可方便檢測錯是否漏打螺絲。(以4個螺絲為列)

　　如下圖：

　　測量兩條線段距離

　　檢測工件是否合格

　　檢測原理：測量兩條線段距離，檢測工件是否合格;

　　檢測原理：安裝后的工件不具有黑色孔，通過模版匹配工件后，依次檢測4個安裝位置的灰度值來判斷是否漏安裝，當(dāng)檢測到漏安裝后，返回檢測結(jié)果。如圖當(dāng)檢測到第二個區(qū)域漏安裝后不再檢測后面兩個區(qū)域，直接返回檢測結(jié)果。

　　2、機(jī)器視覺系統(tǒng)

　　本次方案采用研華全新系列的EagleEye相機(jī)，新產(chǎn)品不僅具有體積小、高度整合的特性，更借由內(nèi)建的圖形化軟件設(shè)定工具以快速布建開發(fā)、易于維護(hù)管理等特色，讓原有的機(jī)械和設(shè)備控制不但能立即升級成具有機(jī)器視覺功能的自動化應(yīng)用，更能通過研華EagleEye相機(jī)所提供的影像進(jìn)行精準(zhǔn)的比對與檢測，進(jìn)而提升工廠生產(chǎn)線的質(zhì)量控管。

　　視覺系統(tǒng)在裝配站中的作用：

　　機(jī)器視覺系統(tǒng)

　　用于配合工業(yè)機(jī)器人完成物品自動識別、工件座標(biāo)定位、機(jī)器人抓取引導(dǎo)，使工業(yè)機(jī)器人可以自行判斷物品特征與位置。

　　視覺系統(tǒng)配件

　　四、智能倉儲物流系統(tǒng)

　　(一)智能立體倉庫系統(tǒng)

　　1、立體倉庫簡介

　　自動化立體倉庫是現(xiàn)代物流系統(tǒng)中迅速發(fā)展的一個重要組成部分，主要由高層貨架、巷道堆垛機(jī)、堆垛機(jī)控制器、一體式觸摸終端系統(tǒng)組成，出入庫輔助設(shè)備及巷道堆垛機(jī)能夠在計算機(jī)管理下，完成貨物的出入庫作業(yè)，實(shí)現(xiàn)存取自動化，能夠自動完成貨物的存取作業(yè)，并能對庫存的貨物進(jìn)行自動化管理;大大提高了倉庫的單位面積利用率，提高了勞動的生產(chǎn)率，降低了勞動強(qiáng)度，減少了貨物信息處理的差錯，合理有效的進(jìn)行庫存控制。

　　智能倉儲物流系統(tǒng)

　　立體倉庫在系統(tǒng)中的作用：

　　用于存儲系統(tǒng)中加工原材料、成品、及其它需要被保管物品，它通過標(biāo)準(zhǔn)托盤進(jìn)行統(tǒng)一管理存儲，符合尺寸與重量大少的物品都可以通過WMS系統(tǒng)進(jìn)行存儲記錄。

　　主要技術(shù)參數(shù)：

　　1.貨位尺寸：400mm×500mm×450mm;

　　2.貨架尺寸：6000mm×2000mm×3200mm;

　　3.存放工裝板尺寸：360×360mm;

　　4.貨架層列數(shù)：雙排組合貨架5層8列共80個貨位(2貨位出入庫占用);

　　5.貨架立柱孔間距：50mm可根據(jù)此模數(shù)任意調(diào)整每層高度;

　　6.安裝方式：孔位拼裝，螺釘加強(qiáng);

　　7.每一單元承載重量：50 Kg;

　　8.采用CO2氣體保護(hù)焊接、立柱采用模具拉伸成型，牛腿采用模具沖壓成型;

　　9.經(jīng)除油、酸洗、磷化、吹砂、打磨等8道預(yù)處理工序，表面環(huán)氧樹脂粉末靜電噴涂;

　　10.貨架四周安裝安全防護(hù)網(wǎng)，采用黃色警示顏色，人工維修通道打開、維修狀態(tài)禁止系統(tǒng)運(yùn)行。貨位尺寸：400mm×500mm×450mm;

　　2、工業(yè)全自動堆垛機(jī)

　　全自動堆垛機(jī)是一個在立體倉庫貨架內(nèi)搬運(yùn)物品的專用機(jī)械設(shè)備，橫向與縱向兩個方向快速移動，并配帶有前后伸縮的貨叉平臺，通動移動貨叉平臺可以到立體倉庫的任意一個庫位，從而可以實(shí)驗(yàn)快速將物品從貨架中取出或存入動作。采用工業(yè)以太網(wǎng)總線通訊方式與上位機(jī)通信、可與ERP、WMS管理軟件無縫對接，在堆垛機(jī)的控制面板上設(shè)有自動/單機(jī)開關(guān)以選擇工作方式。手動方式上用戶可使用操作面板上的相應(yīng)的按鈕直接控制堆垛機(jī)的水平運(yùn)行，載貨臺的上下升降及貨叉的左右伸縮以便于用戶安裝調(diào)試和維修。

　　工業(yè)全自動堆垛機(jī)

　　工業(yè)堆垛機(jī)在立體倉庫中的作用：

　　堆垛機(jī)是一個專門用于立體倉庫中物品搬運(yùn)的機(jī)械設(shè)備，它負(fù)責(zé)執(zhí)行整個倉庫中物品的上下搬運(yùn)工作。

　　立體倉庫自動堆垛機(jī)主要技術(shù)參數(shù)：

　　1.包含內(nèi)容：地軌、天軌、立柱、雙向貨叉、提升機(jī)構(gòu)和水平行走機(jī)構(gòu);

　　2.控制方式：西門子S7-1200 PLC制器：

　　3.驅(qū)動方式：X、Z軸AC交流伺服驅(qū)動，伸縮方向?yàn)锳C交流減速電機(jī)驅(qū)動;

　　4.采用操作方式：手動、HMI人機(jī)界面、智能手機(jī)、遠(yuǎn)程控制等;

　　5.供電方式：采用電纜供電，坦克鏈安裝;

　　6.額定起重重量：35kg;

　　7.運(yùn)行精度：運(yùn)行停準(zhǔn)±3mm，起升停準(zhǔn)±3mm，貨叉停準(zhǔn)±3mm;

　　8.堆垛機(jī)自重：500Kg;

　　9.運(yùn)行噪音：56dB;

　　10.限位保護(hù)措施：堆垛機(jī)兩端采用行程開關(guān)作軟限位，并仍備有機(jī)械撞塊做硬件保護(hù);

　　11.水平行走額定速度：40m/min，可調(diào);

　　12.垂直升降額定速度：20m/min，可調(diào);

　　13.定位反饋：P+F激光定位,定位精度：±5mm;

　　14.貨叉類型：貨叉采用三級差動滑叉;

　　15.貨叉伸縮速度：20m/min，可實(shí)現(xiàn)巷道中雙向取貨;

　　16.操作方式：手動操作、單機(jī)自動和聯(lián)

　　3、出入庫平臺

　　出入庫平臺安裝于立體倉庫中，用于拖動物品出入立體倉庫的接貨口與出貨口。工裝板放置在出入庫平臺后由皮帶驅(qū)動將工裝板帶入或帶出立體倉庫貨架，安裝在立體倉庫前方將需要進(jìn)出庫產(chǎn)品進(jìn)行輸送，它由傳送電機(jī)、傳輸皮帶、支撐架、氣缸、電磁閥等部份組成。

　　出入庫平臺

　　出入庫平臺在系統(tǒng)中的作用:

　　出入庫平臺是連接(人與倉庫)和(運(yùn)輸設(shè)備與倉庫)之間的過渡移載裝置，人員需要出/入庫物品從手動出入庫存平臺進(jìn)行取/放,運(yùn)輸設(shè)備需要接/送貨物從自動出入庫存平臺進(jìn)行取/放。

　　主要技術(shù)參數(shù)：

　　1.全機(jī)總負(fù)荷：30Kg;

　　2.尺寸:約600mm*500mm*750mm;

　　3.傳送物品寬度：360*360mm;

　　4.控制方式：由立體倉庫主控制器進(jìn)行控制;

　　5.材質(zhì)：由氧化鋁型材組裝搭接;

　　6.驅(qū)動方式：AC交流電動機(jī);

　　7.帶動方式：防滑皮帶;

　　8.表面氧化鋁型材設(shè)計制造構(gòu)建成貨臺機(jī)架，出貨臺由交流電動機(jī)帶動帶式平移機(jī)構(gòu)，完成出貨動作;

　　9.選用優(yōu)質(zhì)防滑皮帶，可與全自動堆垛機(jī)銜接完成出貨(出貨臺)和入貨功能。

　　4、智能倉儲控制系統(tǒng)

　　采用S7-1200 PLC控制器,OMRON直流電源、IEDC繼電器，配套按鈕：急停按鈕、開始、停止、手/自動控制旋鈕等各一套，均采用IEDC品牌。配套光電開關(guān)用于物品檢測，觸摸屏用于倉庫信息設(shè)定與查看，配套工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)用于觸摸屏與PLC之間數(shù)據(jù)連接。附帶專用通訊電纜、接口和控制軟件包，控制柜安裝于堆垛機(jī)橫移軸上，跟隨堆垛機(jī)移動而移動。

　　智能倉儲物流系統(tǒng)控制系統(tǒng)作用

　　用于整個立體倉庫、出入庫平臺的I/O邏輯控制與安全防護(hù)控制，立體倉庫執(zhí)行運(yùn)轉(zhuǎn)的執(zhí)行控制系統(tǒng)。

　　立體倉庫控制柜主要技術(shù)參數(shù):

　　1.輸入電源：AC220V±10%50Hz;

　　2.控制器：S7-1200 1214C);

　　3.直流電源：DC24V 5A;

　　4.伺服驅(qū)動器：AC220V;

　　5.PLC通訊方式：PROFINET;

　　6.保護(hù)措施：短路保護(hù)、過流保護(hù);

　　7.工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃，相對濕度<85%(25℃);

　　8.消耗功率：3KW;

　　9.具有堆垛機(jī)尋址控制系統(tǒng)、采用現(xiàn)場總線通訊方式與上位機(jī)通信;

　　10.用戶可使用操作面板上相應(yīng)的按鈕直接控制堆垛機(jī)的運(yùn)行;

　　11.可擴(kuò)展：能與基于云服務(wù)器MES系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)進(jìn)行集成與對。

　　5、智能倉儲WMS軟件

　　WMS軟件從FMS平臺獲取立體倉庫執(zhí)行命令，并下達(dá)給立體倉庫PLC，執(zhí)行原料入庫、成品出庫、移庫、原料出料、成品回庫等動作。實(shí)時采集立體倉庫執(zhí)行過程的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，包括立庫狀態(tài)、已抓取信號、已放料信號、原料入庫請求、成品回庫請求以及各種報警信號等。

　　WMS軟件在系統(tǒng)中的作用：

　　WMS系統(tǒng)實(shí)時顯示立體倉庫倉位庫存，實(shí)時顯示當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)及排隊(duì)任務(wù)，出入庫記錄，報警記錄等。B/S架構(gòu)可通過WIFI用手機(jī)、平板電腦等設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程出庫、移庫、出料的操作，并實(shí)時監(jiān)控任務(wù)執(zhí)行情況。所有出入庫、移庫操作自動在倉庫管理系統(tǒng)中生成出入庫單據(jù)。

　　WMS系統(tǒng)與MES軟件、RFID識別系統(tǒng)實(shí)時數(shù)據(jù)交換,隨時處理MES生產(chǎn)執(zhí)行命令。軟件具有多樣倉儲管理法則自定義功能。

　　6、立體倉庫智能觸控終端

　　采用19英寸觸摸操作終端，獨(dú)立于立體倉庫貨架之外，采用TCP/IP以太網(wǎng)方式與立體倉庫主控制器進(jìn)行控制應(yīng)用，與生產(chǎn)管理主控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對接，實(shí)現(xiàn)與ERP系統(tǒng)無縫對接。

　　具有立體倉庫硬件按鈕手動操作(啟動、運(yùn)行、急停、復(fù)位、橫移、上下移、貨叉伸縮)和立體倉庫管理軟件控制兩種功能;該系統(tǒng)具備，實(shí)時顯示智能倉儲的運(yùn)動狀態(tài)、運(yùn)動參數(shù)、狀態(tài)信息、數(shù)據(jù)列表統(tǒng)計、可追溯性管理等功能。

　　立體倉庫智能觸控終端

　　7、立體倉庫電子看板系統(tǒng)

　　電子看板系統(tǒng)由MES接口服務(wù)器、43寸液晶顯示看板等配套組成。接口服務(wù)器用于與MES軟件系統(tǒng)進(jìn)行后臺數(shù)據(jù)執(zhí)行交換，它內(nèi)置各種硬件通訊應(yīng)用程序，專門用于服務(wù)立體倉庫電子看板，在MES系統(tǒng)中取得數(shù)據(jù)，通過43寸顯示終端進(jìn)行顯示。具有標(biāo)準(zhǔn)EtherNet-IP接口，直接編程通訊WEB服務(wù)器功能，通訊直接采用PLC通訊端口進(jìn)行編程，不使用第三方通訊接口轉(zhuǎn)換。

　　用于顯示立體倉庫動態(tài)庫存，作業(yè)狀態(tài)信息顯示，可實(shí)時顯示立體倉庫的庫存與作業(yè)信息、倉儲容量、狀態(tài)信息、動態(tài)信息;主要顯示以下信息：當(dāng)前任務(wù)單信息，庫位信息，物料名稱、物料編碼、開始時間、抓取時間、出入庫倉位等。

　　MES接口服務(wù)器主要技術(shù)參數(shù)：

　　1.通訊方式：支持PLC、DCS,EtherNet-IP協(xié)議;

　　2.符合協(xié)議：GB/T 20510-2006：《測量和控制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通訊工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線》：

　　3.硬件接口：RJ45具有與PLC通訊的TCP/IP總線通訊接口;

　　4.支持WEB/FTP訪問，支持自動連接路由功能;

　　5.與智能立體倉儲管理系統(tǒng)無縫對接，安裝于電子看板MES接口服務(wù)器內(nèi);

　　6.用高級編程語言進(jìn)行二次開發(fā)，接口開放，支持HTML、PHP或JAVA編程和二次開發(fā)。

　　8、立體倉儲其它配套裝置

　　(1)智能倉儲安全防護(hù)裝置：

　　立體倉庫在貨架外側(cè)安裝黃色鋼絲網(wǎng)護(hù)欄，在維修出入開關(guān)門處配套門禁裝置，可確保在人員進(jìn)入時的安全，確保維修與操作安全性。

　　(2)鋁合金工裝板：

　　采用360*360*10mm鋁合金加工制造，表面陽極氧化處理，數(shù)量為80塊，兩側(cè)配裝金屬鋁合金把手,中心均布有15層*15列通孔，方便安裝零件固定銷釘。

　　(二)AGV智能小車

　　AGV小車

　　1、主要技術(shù)參數(shù):

　　1.外形尺寸(mm)：1000X600X450

　　2.導(dǎo)航方式：視覺+慣性導(dǎo)航 ;

　　3.驅(qū)動方式：差速驅(qū)動;

　　4.移動模式:單層移栽輥筒

　　5.額定負(fù)載(kg)：100;

　　6.最大載重：100Kg;

　　7.行駛速度(m/s)：1.5;

　　8.停止精度(mm)：±10;

　　9.朝向精度：±1°;

　　10.續(xù)航時間：滿負(fù)載運(yùn)行8小時;

　　11.充電方式;自動充電;

　　12.充電樁：DH-RTP4830-1;

　　13.充放電循環(huán)次數(shù)：完全充放電1500次;

　　14.安全防護(hù)：激光+超聲波+物理避障;

　　15.生產(chǎn)搬運(yùn)場景DH-RTA-RCS-P100;

　　2、AGV的二次開發(fā)接口功能：

　　1、地圖設(shè)置

　　1、設(shè)置基于二維碼的地圖;

　　2、設(shè)置站點(diǎn)位置信息;

　　2、運(yùn)動控制

　　1、AGV運(yùn)行，以程序設(shè)定的位置與姿態(tài)運(yùn)行，直到停止操作;

　　2、AGV指定站點(diǎn)運(yùn)行，以程序設(shè)定的位置與姿態(tài)運(yùn)行，直到找到對應(yīng)的站點(diǎn);

　　3、AGV停止，收到指令，立即停止;

　　3、AGV狀態(tài)查詢;

　　1、獲取工作狀態(tài)與位置;

　　2、反饋運(yùn)行過程中的站點(diǎn)信息;

　　4、AGV的流水線操作

　　對AGV上的流水線操作

　　(三)RFID識別系統(tǒng)

　　每個傳輸工裝板上都安裝有RFID標(biāo)簽，在每個加工工位物料都需要進(jìn)行識讀操作，與PLC進(jìn)行總線通訊并將信息通過串口網(wǎng)絡(luò)傳輸給服務(wù)器，實(shí)時的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。當(dāng)MES系統(tǒng)生產(chǎn)任務(wù)下發(fā)時物料自動去除放置到傳輸線隨行工裝板上，并由傳輸線輸送到MES指定工位，產(chǎn)品加工或裝配完成并傳輸?shù)轿锪洗鎯ぷ髡具M(jìn)行自動存儲，整個系統(tǒng)均與整線信息系統(tǒng)相互通由同一臺服務(wù)器提供數(shù)據(jù)處理。

　　RFID識別系統(tǒng)作用：

　　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，由電子標(biāo)簽、RFID讀寫器、RFID通訊模塊、連接電纜等組成，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)過的每一個工位上，當(dāng)工件到達(dá)該工位時系統(tǒng)可通過讀寫器，識別到該工件的運(yùn)輸及加工途徑。

　　1、RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)存儲單元

　　RFID電子標(biāo)簽主要技術(shù)參數(shù)

　　1.工作頻率：13.56 Mhz;

　　2.尺寸規(guī)格:30mm;

　　3.工作溫度：-30℃~+85℃;

　　4.數(shù)據(jù)容量：96/512bits;

　　5.可擦寫次數(shù)：10萬次

　　2、RFID讀寫

　　RFID讀寫頭主要技術(shù)參數(shù)：

　　1.讀寫距離:0-20CM;

　　2.外觀形狀：M18螺紋式;

　　3.支持塊寫操作，讀寫方便;

　　4.讀寫卡距離可調(diào)(0-30CM);

　　5.工作模式：R/W可讀寫

　　五、數(shù)字化信息管理系統(tǒng)

　　負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的信息收集、匯總、通訊、監(jiān)控等方面工作，由管理員負(fù)責(zé)操作管理，它帶有電源總控制系統(tǒng)、PLC總控系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)，產(chǎn)線的處有數(shù)據(jù)均可總控制臺收集獲取，可通過總控調(diào)度分配各個模塊的工作職能。電源系統(tǒng)實(shí)施強(qiáng)弱電分開管理，待機(jī)休息及檢修時要求強(qiáng)電關(guān)閉，控制、信號燈弱點(diǎn)部分完全獨(dú)立運(yùn)行。

　　(一)主控系統(tǒng)操作臺

　　采用鋁合金加優(yōu)質(zhì)鈑金進(jìn)行設(shè)計制造，采用高密度木質(zhì)桌面、后部電氣安裝柜、采用前后開門方式設(shè)計，4位組合式，含電源總控柜、管理控制電腦安裝柜、網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜等。

　　(二)主控系統(tǒng)

　　主控系統(tǒng)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(diǎn)供電監(jiān)控、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、緊急停止、故障報警等功能。

　　主要技術(shù)參數(shù)：

　　1.主控制器：S7-1200;

　　2.通訊模式：TCP/IP、PROFINET;

　　3.低壓電器元件：施耐德斷路器、IEDC品牌按鈕、指示燈;

　　4.基本功能：工作島電源控制回路，總輸入電壓顯示、工作站運(yùn)行狀態(tài)顯示、工作站報警顯示等功能。

　　(三)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

　　1、硬盤錄像機(jī)

　　本網(wǎng)絡(luò)硬盤刻錄機(jī)是集圖像處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、存儲技術(shù)、智能化技術(shù)和結(jié)構(gòu)技術(shù)等于一體的監(jiān)控存儲設(shè)備，支持主流品牌網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的接入，可廣泛用于家庭、超市、酒店、商鋪等監(jiān)控領(lǐng)域。

　　2、高清攝像頭

　　本系統(tǒng)中的實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)采用的是最新型的一體化彩色監(jiān)視系統(tǒng)，400萬高清半球攝像頭，系統(tǒng)中的每個細(xì)微環(huán)節(jié)都可以清晰捕獲;可以同Internet以及局域網(wǎng)作無縫銜接，通過嵌入式網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)自帶的以太網(wǎng)接口軟件和編碼系統(tǒng)，可以通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程客戶端實(shí)時監(jiān)控。

　　3、大顯示屏

　　提供1臺高清大電視覺機(jī)，用于顯示監(jiān)控。采用創(chuàng)維的coocaa/酷開5A電視機(jī)。其配置為55英寸4K超高清智能網(wǎng)絡(luò)平板液晶電視機(jī)。

　　(四)數(shù)字化看板系統(tǒng)

　　本次方案分為2種類型數(shù)字化看板，各離散工作站電子看板和整個系統(tǒng)電子看板，它們分別由后臺服務(wù)器提供數(shù)據(jù)。功能說明如下：

　　1、離散工作站電子看板

　　離散工作站電子看板是安裝在離散工作島護(hù)欄上的工位信息顯示終端，用于實(shí)時顯示機(jī)床或工作站的加工狀態(tài)、內(nèi)部動作動態(tài)視頻、加工或作業(yè)工藝卡等信息?？窗褰K端均采用43寸液晶面板智能電視作為顯示終端，它與監(jiān)控系統(tǒng)中工位攝像頭、工位攝像頭服務(wù)電腦進(jìn)行連接，顯示數(shù)據(jù)與服務(wù)來自于工位攝像頭服務(wù)電腦。五個工作站均有獨(dú)立的看板系統(tǒng)，均可實(shí)現(xiàn)各工作站的生產(chǎn)統(tǒng)計、狀態(tài)監(jiān)控、設(shè)備利用率等功能。

　　2、系統(tǒng)電子看板

　　整個系統(tǒng)電子看板采用65英寸高清液晶屏。采用TPC/IP協(xié)議與軟件服務(wù)器進(jìn)行通訊,與MES系統(tǒng)軟件進(jìn)行對接，用于顯示離散工作島及機(jī)床狀態(tài)、進(jìn)度等信息。本次項(xiàng)目數(shù)字化看板系統(tǒng)安裝于實(shí)驗(yàn)室柔性制造區(qū)正前方。

　　(五)文化建設(shè)

　　在設(shè)備放置場地內(nèi)文化建設(shè)內(nèi)容，包含實(shí)驗(yàn)掛圖、實(shí)驗(yàn)室門楣、實(shí)驗(yàn)室文化背景墻內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)室掛圖采用鋼化玻璃材料制作，實(shí)驗(yàn)室門楣采用亞克力板材料制作，實(shí)驗(yàn)室文化背景墻采用貼紙或KT板材料制作。文化建設(shè)內(nèi)容由巨林公司提稿，由使用客戶確認(rèn)后進(jìn)行制作，并包含安裝服務(wù)工作。

　　六、智能制造MES系統(tǒng)

　　智能制造MES系統(tǒng)

　　1、系統(tǒng)簡介

　　該軟件作為智能制造生產(chǎn)系統(tǒng)組成的核心組成部分，與系統(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(shí)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，展示智能制造網(wǎng)絡(luò)化、信息化和智能化的核心軟件。同時該軟件與生產(chǎn)線、數(shù)字化看板系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、一體化智能管控系統(tǒng)無縫對接，充分體現(xiàn)系統(tǒng)的完整性。同時系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，易于擴(kuò)展和升級維護(hù)。

　　2、工藝設(shè)計模塊

　　數(shù)字化工藝設(shè)計模塊，無縫導(dǎo)入第三方CAD等設(shè)計軟件的設(shè)計文檔和數(shù)據(jù)，自動對接物料，物料清單，工序卡，工藝路徑，生成的工藝路線直接控制生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)，生產(chǎn)線自動安裝工藝路徑規(guī)劃進(jìn)行傳輸與生產(chǎn)，包括工藝數(shù)據(jù)、物料清單與維護(hù)三大項(xiàng)，工藝數(shù)據(jù)項(xiàng)包括工序管理、工藝路線、工藝參數(shù)、設(shè)備參數(shù)，物料清單包括物料清單維護(hù)、物料低階碼推算、無物料清單物料查詢，維護(hù)項(xiàng)包括車間維護(hù)、工作中心維護(hù)、導(dǎo)入工藝數(shù)據(jù)、生產(chǎn)加工設(shè)備維護(hù)、物流設(shè)備數(shù)據(jù)維護(hù)等功能。教師教學(xué)設(shè)計軟件：系統(tǒng)可以導(dǎo)入3DS、STL文件。并支持通過系統(tǒng)對此文件進(jìn)行重新編輯，支持AC設(shè)置、CA設(shè)置、TA設(shè)置，將“AC設(shè)置”和“CA設(shè)置”中的動作進(jìn)行串聯(lián)，并可以設(shè)置每個動作的啟停時間，同時還具備全部重置和全部刪除功能?？梢酝ㄟ^平臺配套control將模型動畫文件加載到課件上進(jìn)行三維動畫教學(xué)，實(shí)現(xiàn)課件中完全三維交互。該文件可支持PPT播放。

　　3、生產(chǎn)計劃模塊

　　該模塊需要包括基礎(chǔ)參數(shù)、需求訂單預(yù)測、主生產(chǎn)計劃(MPS)和物料需求計劃(MRP)等大項(xiàng)目組成。其中基礎(chǔ)參數(shù)項(xiàng)包括時柵參數(shù)配置、時格參數(shù)配置、預(yù)測版本配置、計劃版本配置、累計提前期推算和工作日歷維護(hù);需求訂單預(yù)測項(xiàng)包括產(chǎn)品預(yù)測訂單的輸入;主生產(chǎn)計劃(MPS)項(xiàng)包括主生產(chǎn)計劃運(yùn)算和主生產(chǎn)計劃維護(hù);物料需求計劃(MRP)包括MRP運(yùn)算、MRP維護(hù)和MRP下達(dá)等功能。

　　4、生產(chǎn)執(zhí)行模塊

　　生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)旨在加強(qiáng)MRP計劃的執(zhí)行功能，把MRP計劃通過執(zhí)行系統(tǒng)同車間作業(yè)現(xiàn)場控制系統(tǒng)聯(lián)生產(chǎn)計劃下達(dá)的生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行確認(rèn)，下達(dá)車間任務(wù)單，對車間代碼、計劃開工時間、工藝路線、優(yōu)先級等進(jìn)行維護(hù)。下達(dá)車間任務(wù)單后自動通過自動化立體倉庫實(shí)時管控系統(tǒng)，下達(dá)批量出料命令，并自動給參與生產(chǎn)的工位下發(fā)派工單，對設(shè)備下達(dá)程序命令、工藝參數(shù) 等生產(chǎn)條件與生產(chǎn)指示，相應(yīng)工位信息終端自動更新該派工單信息，實(shí)時顯示加工指南，生產(chǎn)進(jìn)度與所需原材料信息。

　　生產(chǎn)過程中，緊密結(jié)合RFID系統(tǒng)，實(shí)時跟蹤生產(chǎn)進(jìn)度，并進(jìn)行生產(chǎn)進(jìn)度管理(WIP)，通過每個工位的信息終端實(shí)時采集并上傳作業(yè)時間和狀態(tài)，實(shí)時監(jiān)控生產(chǎn)進(jìn)度和作業(yè)狀態(tài)，并與系統(tǒng)配置的標(biāo)準(zhǔn)工藝參數(shù)實(shí)時比對，及時發(fā)現(xiàn)故障和問題。質(zhì)檢工位可建立工序報檢單或成品報檢單，進(jìn)入質(zhì)量管理模塊，進(jìn)行質(zhì)檢工作。對生產(chǎn)異常、設(shè)備異常的發(fā)生，透過監(jiān)控畫面的指示，立即提出告警，避免問題持續(xù)發(fā)生。

　　工程變更的控制, 透過MES監(jiān)控程序能及時下發(fā)到設(shè)備, 控制設(shè)備以正確的指令進(jìn)行生產(chǎn), 實(shí)時影響現(xiàn)場生產(chǎn)的活動，減少重工的發(fā)生

　　5、可追溯性查詢模塊

　　1)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品跟蹤的數(shù)字化追溯管理，通過軟件可查詢生產(chǎn)對象的生產(chǎn)日志及追溯。

　　2)輸入生產(chǎn)批號及RFID號，點(diǎn)擊查詢，查詢所對應(yīng)的生產(chǎn)加工流程信息, 包括各工序的生產(chǎn)時間、生產(chǎn)條件及工藝參數(shù)、設(shè)備、用料批號及來源、作業(yè)方法..等, 以追溯生產(chǎn)的問題原因, 加強(qiáng)質(zhì)量改善。

　　6、數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計分析模塊

　　數(shù)據(jù)報表根據(jù)生產(chǎn)訂單等一系列信息，可追溯查詢各工作中心派工信息，便于及時查看管理。同時根據(jù)任務(wù)單號、工作重心編號、工序信息等一系列數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計分析，作為生產(chǎn)線精益生產(chǎn)、工序優(yōu)化、生產(chǎn)線平衡等提供數(shù)據(jù)報表，以便于進(jìn)行生產(chǎn)優(yōu)化及相關(guān)精益生產(chǎn)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

　　七、智能制造系統(tǒng) 數(shù)字化虛擬仿真系統(tǒng)

　　智能制造系統(tǒng)數(shù)字化虛擬仿真系統(tǒng)

　　PLC虛實(shí)給合仿真軟件

　　1、SFC概述

　　SFC(SmartFactory Controller)是一款“PLC虛實(shí)交互3D仿真軟件”，通過真實(shí)的PLC控制各種虛擬的3D工業(yè)場景。SFC通過計算機(jī)提供的可視化虛擬環(huán)境，它充當(dāng)一個實(shí)時自動化沙盒，在實(shí)際產(chǎn)品制造之前實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的仿真、分析與優(yōu)化過程。SFC包含了工業(yè)3D場景搭建、PLC編程、PLC控制系統(tǒng)調(diào)試等功能。

　　SFC支持用戶拖拽的方式快速創(chuàng)立自己的3D工業(yè)場景，并可通過內(nèi)部軟件，或外部PLC實(shí)時控制3D工業(yè)場景。SFC在工業(yè)自動化、機(jī)電一體化、電氣工程、機(jī)械工程、等課程中具有較高的教學(xué)價值。

　　SFC是基于數(shù)字和運(yùn)動控制建模、仿真、信息管理、交互式用戶界面和虛擬現(xiàn)實(shí)的綜合應(yīng)用技術(shù)。在智能工廠設(shè)計的初級概念階段就可以對整個系統(tǒng)進(jìn)行完整的分析，觀察并實(shí)驗(yàn)各組件的相互運(yùn)動情況。通過系統(tǒng)虛擬仿真軟件在相應(yīng)虛擬環(huán)境中真實(shí)地模擬生產(chǎn)線的運(yùn)動和節(jié)拍，在計算機(jī)上可方便地修改設(shè)計缺陷，仿真不同的布局方案，對生產(chǎn)線系統(tǒng)進(jìn)行不斷的改進(jìn)，直至獲得最優(yōu)的智能生產(chǎn)線設(shè)計方案。SFC與傳統(tǒng)方法相比具有諸多優(yōu)勢，即在智能工廠設(shè)計時期即確定關(guān)鍵的參數(shù)，更新產(chǎn)品開發(fā)過程，縮短開發(fā)周期、降低成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量。具有以下優(yōu)勢：

　　真實(shí)工業(yè)場景仿真

　　SFC軟件提供了不少于20個3D工業(yè)場景，使用者可以使用已有的場景，也可以根據(jù)自己的需求創(chuàng)建3D工業(yè)系統(tǒng)。

　　豐富3D模型庫

　　SFC包含一個完整且具有典型工業(yè)設(shè)備的部件庫，并對庫里組件提供對應(yīng)的運(yùn)動仿真與效果渲染，可根據(jù)工程需求選擇相對應(yīng)的組件進(jìn)行設(shè)計。如各種傳送帶、氣動缸、液壓缸、伺服電機(jī)、絲桿、型材、按鈕、開關(guān)、傳感器、數(shù)控機(jī)床，加工中心、立體倉庫、AGV等工業(yè)元素。

　　用戶定制模型

　　SFC開放通用接口進(jìn)行CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入，為組件庫中沒有的非標(biāo)機(jī)建立模型組件，并賦予其參數(shù)和運(yùn)動等

　　IO驅(qū)動

　　SFC內(nèi)部仿真工業(yè)系統(tǒng)的輸入輸出控制，通過IO采集盒，與各種外部設(shè)備通訊(如PLC)。PLC輸出信號(如執(zhí)行機(jī)構(gòu))通過IO采集盒由SFC讀取，PLC輸入信號(如傳感器)則SFC通過IO采集盒輸出。

　　IO采集盒支持?jǐn)?shù)字信號，脈沖信號，模擬信號的輸入輸出。并可擴(kuò)展到128點(diǎn)輸出，128點(diǎn)輸入。

　　仿真驗(yàn)證、故障排查

　　在3D工業(yè)場景仿真中，可通過外部PLC實(shí)現(xiàn)PLC邏輯驗(yàn)證問題。也可以人為的設(shè)置執(zhí)行機(jī)構(gòu)或傳感器的故障，測試系統(tǒng)的健全性，提高使用者查找故障的能力。

　　可視化方案導(dǎo)出功能

　　把3D場景的運(yùn)動過程，可實(shí)時錄制成視頻。方便操作回看，或進(jìn)行方案的展示與溝通;

　　2、典型場景

　　1、工件從流水線A到B

　　一條流水線的起點(diǎn)A，終點(diǎn)B，在B點(diǎn)安裝激光傳感器。工件從A點(diǎn)流到B點(diǎn)，觸發(fā)激光傳感器。PLC收到傳感器信號，停止流水線;

　　2、工件從流水線A到B(帶復(fù)位)

　　由二條流水線組成，A在第二條流水線的起始位置，B在第二條流水線上終點(diǎn)上。在A與B點(diǎn)都安裝激光傳感器。當(dāng)工件從第一流水線進(jìn)入第二流水線的A點(diǎn)時，A激光傳感器觸發(fā)PLC，PLC啟動第二條流水線。當(dāng)工件到達(dá)B點(diǎn)時，PLC停止第二條流水線;

　　3、工件從流水線A到B(帶復(fù)位)

　　由二條流水線組成，A在第二條流水線的起始位置，B在第二條流水線上終點(diǎn)上。在A與B點(diǎn)都安裝激光傳感器。當(dāng)三個工件由第一流水線進(jìn)入第二流水線的A點(diǎn)時，A激光傳感器觸發(fā)PLC，PLC啟動第二條流水線。當(dāng)工件到達(dá)B點(diǎn)時，PLC停止第二條流水線;

　　4、產(chǎn)品裝配

　　從第一條流水線抓取工件，安裝到第二條流水線的盒子上。裝配前，先要把工件固定起來。爪取通過一個XY的吸盤去爪取;

　　5、流水線組

　　把多條流水線通過90度串在一起，轉(zhuǎn)角的地方增加轉(zhuǎn)輪，工件沿著流水線轉(zhuǎn)動

　　6、自動立體倉庫

　　入庫操作：工件通過進(jìn)料流水線進(jìn)入巷道叉車，巷道叉車根據(jù)PLC指令把工件放到指定的料倉;

　　出庫操作：巷道叉車根據(jù)PLC指令，把工件從料倉移到出料流水線上;

　　7、工件搬運(yùn)

　　共有2條流水線，不同的工件從第一條流水線進(jìn)入，通過傳感器PLC檢測到工件進(jìn)入，XY機(jī)構(gòu)帶到吸盤吸起工件，放到第二條流水線流出。

　　(五)智能工廠虛擬仿真軟件

　　一、簡介

　　SFB(SmartFactory Builder)是一款“智能工廠虛擬仿真軟件”，通過計算機(jī)提供的可視化虛擬環(huán)境，它充當(dāng)一個實(shí)時自動化沙盒，在實(shí)際產(chǎn)品制造之前實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的仿真、分析與優(yōu)化過程。SFB是國際領(lǐng)先的全方位工業(yè)智能制造虛擬仿真系統(tǒng)。集成了各種品牌機(jī)器人模型、虛擬PLC、AGV、數(shù)控機(jī)床、傳送帶、傳感器、各執(zhí)行機(jī)構(gòu)等仿真模型，且還在不斷增加。根據(jù)用戶需求快速的建立智能生產(chǎn)線的三維仿真場景。結(jié)合機(jī)器人與PLC，可對整個工廠的邏輯功能進(jìn)行仿真，邏輯驗(yàn)證，生產(chǎn)優(yōu)化。

　　SFB包多種實(shí)訓(xùn)教學(xué)案例仿真組件，以工業(yè)應(yīng)用典型案例為基礎(chǔ)，將大量真實(shí)的智能工廠的規(guī)劃案例轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，包含工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動控制編程、離線仿真編程、PLC仿真驗(yàn)證等核心教學(xué)內(nèi)容。

　　SFB不僅能對智能工廠虛擬仿真，還能對仿真后的程序直接導(dǎo)出至工業(yè)機(jī)器人或PLC中進(jìn)行終端驗(yàn)證。

　　二、技術(shù)特點(diǎn)

　　1、品牌眾多，組件豐富

　　SFB提供各種機(jī)器人品牌的工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真組件，并提供對應(yīng)的運(yùn)動仿真與效果渲染，可根據(jù)工程需求選擇相對應(yīng)的組件進(jìn)行設(shè)計;

　　2、物理引擎功能

　　SFB內(nèi)建物理引擎，創(chuàng)建的虛擬模型具有物理效果，能模擬仿真現(xiàn)實(shí)生活中的物理現(xiàn)象，如：重力、彈性碰撞等。仿真運(yùn)動物體所具有的密度、質(zhì)量、速度、加速度、旋轉(zhuǎn)角速度、沖量等各種現(xiàn)實(shí)的物理動力學(xué)屬性。在發(fā)生碰撞、摩擦、受力的運(yùn)動模擬中，不同的動力學(xué)屬性能得到不同的運(yùn)動效果;

　　3、操作靈活，使用便捷

　　SFB通過簡單的拖曳操作即可輕松布局，可以快速進(jìn)行復(fù)雜的大型智能工廠或智能生產(chǎn)線的虛擬仿真設(shè)計;

　　4、優(yōu)化設(shè)計，海量仿真

　　智能工廠重復(fù)使用的模型可以參數(shù)化并形成組件庫，可以更快捷的變更組件和規(guī)劃布局，大幅減少3D建模時間。SFB優(yōu)化虛擬仿真模式，可同時提供上百臺加工中心、工業(yè)機(jī)器人及物流線的海量仿真數(shù)據(jù)操作;

　　5、仿真驗(yàn)證，虛擬調(diào)試

　　在工業(yè)應(yīng)用中，通常使用PLC實(shí)現(xiàn)機(jī)器人周邊設(shè)備的自動運(yùn)行。一般PLC邏輯驗(yàn)證軟件只是單純對PLC程序本身的邏輯關(guān)系進(jìn)行驗(yàn)證，缺失PLC程序與設(shè)備綜合運(yùn)用時的邏輯關(guān)系驗(yàn)證，即PLC程序是否能正確的驅(qū)動設(shè)備完成相應(yīng)的設(shè)計功能。

　　SFB內(nèi)建一個虛擬PLC(vPLC)。vPLC有與實(shí)際PLC相同的功能，能程序?qū)嶋H的PLC程序，與能被上位機(jī)監(jiān)控。SFB利用vPLC驅(qū)動場景中的3D模型，仿真PLC與外部設(shè)備的邏輯關(guān)系。SFB也允許外接真實(shí)PLC，由實(shí)際的PLC驅(qū)動3D虛擬場景中的模型。

　　5、智能干涉及檢測功能

　　當(dāng)布局出現(xiàn)干涉或錯誤設(shè)置(參數(shù)和位置等)，邏輯檢查功能會發(fā)出提示，讓你快速了解故障點(diǎn)的位置，并及時修改故障點(diǎn)的布局設(shè)計;

　　6、可視化方案導(dǎo)出功能

　　通過視頻錄制作功能，可錄下所有的仿真與過程操作，保證為通用格式的視頻文件，便于通過電子郵件預(yù)覽布局，進(jìn)行方案的展示與溝通;

　　7、機(jī)器人運(yùn)動路徑智能規(guī)劃

　　SFB包含基本的示教功能外，可以通過選擇路徑或者直接生成路徑進(jìn)行機(jī)器人路徑規(guī)劃編程操作，降低繁瑣的路徑規(guī)劃編程工作;

　　8、建立獨(dú)有的模型組件庫

　　SFB開放通用接口進(jìn)行CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入，為組件庫中沒有的非標(biāo)機(jī)建立模型組件，并賦予其參數(shù)和運(yùn)動等;

　　9、機(jī)器人運(yùn)動路徑智能規(guī)劃

　　VISUAL COMPONENTS包含基本的示教功能外，可以通過選擇路徑或者直接生成路徑進(jìn)行機(jī)器人路徑規(guī)劃編程操作，降低繁瑣的路徑規(guī)劃編程工作;

　　10、建立獨(dú)有的模型組件庫

　　VISUAL COMPONENTS開放通用接口進(jìn)行CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入，為組件庫中沒有的非標(biāo)機(jī)建立模型組件，并賦予其參數(shù)和運(yùn)動等;