柔性制造系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方案

聯(lián)系方式見右側(cè)懸浮框

【柔性制造系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方案,智能制造實(shí)訓(xùn)室】是根據(jù)客戶需求而寫的，非常具有代表性，在客戶搜索【柔性制造系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方案,智能制造實(shí)訓(xùn)室】時，都能通過我們來了解相關(guān)資訊，而且【柔性制造系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方案,智能制造實(shí)訓(xùn)室】在客戶有需求時提供參考意見。

一、柔性制造系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方案，智能制造實(shí)訓(xùn)室簡介

1.1、柔性制造系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方案，智能制造實(shí)訓(xùn)室概述

模塊化柔性生產(chǎn)線，是以工業(yè)生產(chǎn)中的自動化裝配生產(chǎn)線為原型，開發(fā)的機(jī)電一體化教學(xué)、實(shí)驗、實(shí)訓(xùn)綜合應(yīng)用平臺，使學(xué)生對工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際過程有大體的了解，掌握工業(yè)生產(chǎn)過程一些實(shí)際應(yīng)用技術(shù)。并較好地解決了在學(xué)校期間，只接觸到以單元實(shí)驗或校外參觀實(shí)習(xí)為主，一些大型的自動化控制站只能看不能操作，達(dá)不到理想的教學(xué)效果的這個實(shí)際接觸問題。
該系統(tǒng)是將機(jī)器人技術(shù)、視覺檢測技術(shù)、流水線技術(shù)、液壓技術(shù)，PLC控制技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)RFID和系統(tǒng)工程有機(jī)的融于一體，是現(xiàn)今工業(yè)自動化流水線柔性系統(tǒng)的縮影。整個軟件系統(tǒng)，整合了控制軟件，視覺軟件，MES軟件，機(jī)器人仿真軟件，數(shù)字工廠仿真軟件等。軟件功能充分體現(xiàn)工業(yè)4.0的應(yīng)用功能。它既符合工業(yè)自動化生產(chǎn)實(shí)際又能滿足高校自動化控制、機(jī)器人等專業(yè)創(chuàng)新、實(shí)驗、實(shí)訓(xùn)教學(xué)需要。
系統(tǒng)由6個基本站組成：起始流水線換向工作站、六關(guān)節(jié)機(jī)器人上下料站、四關(guān)節(jié)機(jī)器人組裝站、視覺QC測檢站、倉儲管理工作站、終止流水線換向工作站。涵蓋了多種機(jī)器人：六關(guān)節(jié)機(jī)器人、四關(guān)節(jié)機(jī)器人，直角機(jī)器人等。工件放置在載具上，載具在流水線上循環(huán)流動。載具在每個工站上精確定位，并在載具上完成零件裝配。實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)功能是：按產(chǎn)品的工藝路線，把多個零件從料盤進(jìn)料，并精密裝配成一個完整產(chǎn)品。并對產(chǎn)品視覺檢測，對不合格品移到不良區(qū)，對合格品格存放到智能倉庫里。系統(tǒng)采用工業(yè)級流水線設(shè)計，符合實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)的節(jié)拍與精度要求�？筛鶕�(jù)用戶需求對各種工作站修改定制。采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，每個單元完成特定的工作，并可獨(dú)立運(yùn)行。各工作站組合方便，不僅可以拆開進(jìn)行各類單線技能訓(xùn)練，還可以快速組合，進(jìn)行綜合性項目訓(xùn)練。最大程度的地滿足了實(shí)訓(xùn)教學(xué)、工程訓(xùn)練的需求。
控制系統(tǒng)采用MITSUBISHI公司的Fx3u系列PLC。每個工作站的控制單元由PLC、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、流水線傳送機(jī)構(gòu)組成。PLC根據(jù)輸入信號和用戶程序，執(zhí)行相應(yīng)的計算和控制過程，并輸出各種控制信號，實(shí)現(xiàn)対各單元的自動控制。每個工作單元PLC都裝有組態(tài)監(jiān)控軟件，監(jiān)控本模塊的運(yùn)行。
MES系統(tǒng)集成了數(shù)據(jù)采集模塊，品質(zhì)模塊，定單模塊，設(shè)備維護(hù)模塊，報表模塊，看板模塊。MES系統(tǒng)通過RS485總線，連接每站的PLC。通過Modbus實(shí)現(xiàn)對每部的工作過程數(shù)據(jù)管理，MES實(shí)時采集PLC工作過程數(shù)據(jù)。把生產(chǎn)的進(jìn)展數(shù)據(jù)，通過看板顯示在大屏幕上。并可通過APP實(shí)時查看生產(chǎn)進(jìn)展。
系統(tǒng)配套的機(jī)器人仿真軟件，是一套功能強(qiáng)大的機(jī)器人離線編程仿真軟件。可從CAD模型獲取工件軌跡，優(yōu)化后自動生成機(jī)器人代碼。并可直接倒入目標(biāo)機(jī)器人中運(yùn)行，也支持目標(biāo)機(jī)器人語言直接編程。從模型到執(zhí)行代碼一站式解決。通過集成的3D仿真功能，建立一個與實(shí)際環(huán)境相同的虛擬開發(fā)環(huán)境，并集成了豐富的工藝應(yīng)用工具包。是一套解決機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計、仿真、離線編程的工具，能夠適應(yīng)各種機(jī)器人。

1.2、環(huán)線型部署

說明：
該方案包括上料單元（6關(guān)節(jié)）、法蘭安裝單元（直角）、視覺檢測單元（RFID）、液壓單元、分檢單元（氣動直角）、入庫（6關(guān)節(jié)）、總控臺、MES系統(tǒng)。此布局呈口字直線型安裝，每站之間相互連接固定，整體結(jié)構(gòu)簡潔清爽易實(shí)訓(xùn)觀察，更方便維修。
備注：以上示意圖不代表與實(shí)物完全相同。

1.3、氣電系統(tǒng)需求

1.3.1、氣源

空壓機(jī)主要參數(shù)
1）功率≥750W；
2）壓力≥0.7MPa；
3）排氣量≥60L/Min；
4）容量≥18L；
5）外形尺寸：450×210×450mm，長、寬、高偏差在±5mm以內(nèi)。

1.3.2、電源

1）輸入電源：單相三線AC220V ±10% 50Hz，裝置容量：＜5kVA；
2）工作環(huán)境：環(huán)境溫度范圍為-5℃～+40℃ 相對濕度＜85%（25℃）

1.3.3、液壓系統(tǒng)   

   液壓泵主要參數(shù)
1）功率≥550W；
2）電機(jī)：220V加電容；
3）工作壓力≥6.3MPa；
4）油箱容量≥7L；
5）高壓流量≥0.27L/Min;低壓流量≥1L/Min。

二、總體方案介紹

2.1、標(biāo)準(zhǔn)工作臺設(shè)計

模塊化柔性自動化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是一種最為典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，適合相關(guān)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行工程實(shí)踐、課程設(shè)計及初上崗位的工程技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)。本次方案對柔性線進(jìn)行模塊化設(shè)計，由多個獨(dú)立的工作站組成，其中各站的工作臺進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。標(biāo)準(zhǔn)工作臺由標(biāo)準(zhǔn)工作臺機(jī)體、標(biāo)準(zhǔn)上層輸送線、標(biāo)準(zhǔn)下層輸送線三部分組成。

說明：
1)標(biāo)準(zhǔn)工作站臺面采用15MM鋁板；
2)底部焊接機(jī)架采用50X50X3.2方管;
3)抽屜采用三節(jié)導(dǎo)軌，可全部打開，方便實(shí)訓(xùn)時對控制柜的學(xué)習(xí);
4)三聯(lián)件和開關(guān)電源安裝采用內(nèi)藏式; 安全不易被碰撞；
5)上部型材門采用磁性開關(guān)檢測；正常工作開門會觸發(fā)檢測開關(guān)，設(shè)備會報警；
6)控制板采用網(wǎng)孔式，方便電氣元件的安裝，無需配打開孔。
7)標(biāo)準(zhǔn)工作站包括上層輸送線和下層輸送線。上下輸送線可以對換安裝；
8)采用福馬輪做地腳，一體式調(diào)節(jié)方便；
9)人機(jī)界面和開關(guān)按鈕設(shè)計在上部型材門上，方便操作。

2.1.1、標(biāo)準(zhǔn)上層輸送線設(shè)計

該輸送線用于上層載具的輸送，同時可內(nèi)置高精度阻擋定位機(jī)構(gòu)、升降換向機(jī)構(gòu)、阻擋緩存機(jī)構(gòu)等，且能夠內(nèi)部自由調(diào)節(jié)安裝位置。此輸送線是通過異步電機(jī)驅(qū)動同步輪，然后帶動同步帶實(shí)現(xiàn)移載。



說明：
1)采用90W 異步減速調(diào)速電機(jī)驅(qū)動，同步帶傳動，速比10，速度≦30m/Min；
2)可輸送負(fù)載5KG；
3)定位機(jī)構(gòu)可以在線體內(nèi)部移動位置實(shí)現(xiàn)任意調(diào)節(jié)；
4)可以移載寬204mm的載具；
5)采用耐磨帶鋼絲的聚氨酯同步帶輸送；
6)具有等待位功能，當(dāng)上一工位來料太快時，可以增加一個阻擋機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)暫時阻檔；
7)可增加定位機(jī)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)載具定位；
8)采用型材30X30,30X60型材做主體結(jié)構(gòu)；

2.1.2、高精度定位機(jī)構(gòu)設(shè)計

高精度定位機(jī)構(gòu)作為通用型定位組件，安裝于上層輸送線，每個單元的上層輸送線都有安裝此定位機(jī)構(gòu)，通過定位機(jī)構(gòu)的定位銷對載具進(jìn)行精準(zhǔn)定位。被定位的載具會在上面完成本單元的工序。此機(jī)構(gòu)通過氣缸和直線軸承實(shí)現(xiàn)升降動作，通過氣缸和阻擋塊實(shí)現(xiàn)阻擋動作，通過定位銷和載具上的襯套實(shí)現(xiàn)定位。阻擋塊上加裝接近開關(guān)，實(shí)現(xiàn)到位感應(yīng)。

說明：
1）定位精度±0.05mm；
2）外形尺寸約為：150mmX210mmX90mm;
3）采用球型和棱形定位銷；保證精度；
4）材料采用6061鋁合金和不銹鋼材質(zhì)；
5)定位銷螺絲固定時采用雙疊型墊片或加螺絲膠，防止定位銷松動；
6)定位機(jī)構(gòu)可在上線體內(nèi)部任意調(diào)節(jié)位置；

2.2、PLC

控制系統(tǒng)采用MITSUBISHI公司的Fx3u系列PLC。

2.2.1、FX3U系列PLC介紹

1） 第三代微型可編程控制器 FX3U三菱PLC
2） 內(nèi)置高達(dá)64K大容量的RAM存儲器
3）內(nèi)置業(yè)界最高水平的高速處理0.065μS/基本指令
4）控制規(guī)模:16~384(包括CC-LINK I/O)點(diǎn)
5）內(nèi)置獨(dú)立3軸100kHz定位功能(晶體管輸出型)
6）基本單元左側(cè)均可以連接功能強(qiáng)大簡便易用的適配器

2.2.2、Fx3u系列PLC主要特點(diǎn)

1）最大384點(diǎn)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)
可編程控制器上直接接線的輸入輸出(最大256點(diǎn))和網(wǎng)絡(luò)(CC-Link)上的遠(yuǎn)程I/O(最大256點(diǎn))的合計點(diǎn)數(shù)可以擴(kuò)展到384點(diǎn)。
2）可以連接的擴(kuò)展單元/模塊
輸入輸出的擴(kuò)展設(shè)備可以連接FX2N 系列的輸入輸出擴(kuò)展單元/模塊。此外，F(xiàn)X0N/FX2N/FX3U系列特殊功能單元/模塊最多可以連接8臺。
3）程序內(nèi)存
內(nèi)置了64K步的RAM內(nèi)存。此外， 可以通過使用存儲器盒， 將程序內(nèi)存變?yōu)榭扉W存儲器。
4）運(yùn)算指令
除了浮點(diǎn)數(shù)、字符串處理指令以外， 還具備了定坐標(biāo)指令等豐富的指令。
5）內(nèi)置RUN/STOP開關(guān)
可以通過內(nèi)置開關(guān)進(jìn)行RUN/STOP的操作。此外， 也可以從通用的輸入端子或外圍設(shè)備上發(fā)出RUN/STOP的指令。
6）支持RUN中寫入
通過計算機(jī)用的編程軟件， 可以在可編程控制器RUN時更改程序。
7）內(nèi)置時鐘功能
內(nèi)置了時鐘功能， 可以執(zhí)行時間的控制。
8）支持程序的遠(yuǎn)程調(diào)試
如果使用編程軟件(GX Developer)， 可以通過連接在RS-232C功能擴(kuò)展板， 以及RS-232C通信特殊適配器上的調(diào)制解調(diào)器， 執(zhí)行遠(yuǎn)距離的程序傳送以及可編程控制器的運(yùn)行監(jiān)控

2.3、人機(jī)界面

每個PLC，都配有一臺臺灣威綸通觸摸屏，作為一機(jī)界面HMI。方便對本工作站狀態(tài)的實(shí)時查看與控制。HMI的指標(biāo)如下：

三、單元介紹與節(jié)拍

3.1、上料單元

3.1.1、單元機(jī)構(gòu)設(shè)計

上料單元主要包括標(biāo)準(zhǔn)工作臺、底座料盤、底座工件、法蘭料盤、法蘭工件、6關(guān)節(jié)機(jī)器人、機(jī)械整形組件、真空吸盤機(jī)器人工裝組件等其他機(jī)構(gòu)，主要實(shí)現(xiàn)底座工件整形，上料。具體如下圖：

3.1.2、單元功能介紹

本單元是整個裝配柔性線的起點(diǎn)，主要功能是機(jī)器人從料盤取料，取出工件底座，放入到被定位的載具治具上。上料單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由六關(guān)節(jié)機(jī)器人、機(jī)械整形機(jī)構(gòu)、高精度阻擋定位機(jī)構(gòu)、氣動夾具、同步帶流水線等構(gòu)成。檢測裝置包括：負(fù)壓傳感器、接近開關(guān)、光電漫反射傳感器、磁性開關(guān)。
主要技術(shù)說明：

1）六關(guān)節(jié)機(jī)器人

以便于線體的升級和機(jī)器人的應(yīng)用升級，選用了本公司生產(chǎn)的機(jī)器人。機(jī)器人的特點(diǎn)：采用自主研發(fā)的運(yùn)動控制器，集成各種生產(chǎn)工藝包，特別是集成了視覺功能，使機(jī)器人在帶視覺的應(yīng)用特別方便。 根據(jù)本項目的需求，選用了6Kg級的智能視覺機(jī)器人。


主要參數(shù)如下：

機(jī)器人不僅支持在線示教與在線編程，還支持本地通過U盤Copy程序或通過MES系統(tǒng)下載程序。

2）機(jī)器人工裝設(shè)計

  通過氣動夾具對工件進(jìn)行上下料，結(jié)構(gòu)如下圖：

3）EtherCAT總線

工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT以高性能、靈活、同步和開放等顯著的特點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。保證其研發(fā)的EtherCAT具有良好的兼容性。工業(yè)機(jī)器人就是基于EtherCAT總線系統(tǒng)，能方便的擴(kuò)展EtherCAT外圍設(shè)備。

4）高精度整形

為精確組裝，本工作臺設(shè)計一個機(jī)械整型功能。通過機(jī)械整形，精度可達(dá)0.05mm。結(jié)構(gòu)如下圖

3.1.3、實(shí)驗?zāi)康?/span>

1、了解上料單元的工作過程；
2、了解料盤缺料檢測；
3、了解傳動機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理，
4、了解光電傳感器的原理和在此站的作用；
5、了解調(diào)速器對電機(jī)進(jìn)行控制的原理；
6、了解同步帶輸送線（上層輸送線）的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作原理；
7、了解平皮帶輸送線（下層輸送線）的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作原理；
8、了解真空吸盤的原理；
9、了解載具如何被定位，高精度阻擋定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計結(jié)構(gòu)和工作原理；
10、學(xué)習(xí)PLC編程；
11、了解繼電器、電磁閥等電氣元件的應(yīng)用；
12、了解負(fù)壓傳感器的設(shè)置；
13、了解機(jī)械整形機(jī)構(gòu)的工作原理；
14、學(xué)習(xí)6關(guān)節(jié)機(jī)器人基本編程；
15、學(xué)習(xí)6關(guān)節(jié)機(jī)器人的示教上料操作；
16、學(xué)習(xí)6關(guān)節(jié)機(jī)器人通過拖動示教上料操作；
17、PLC與機(jī)器人通訊原理；

3.1.4、人機(jī)界面

3.2、鎖螺絲單元

3.2.1、單元機(jī)構(gòu)定義

鎖螺絲單元主要包括標(biāo)準(zhǔn)工作臺、線軌直角機(jī)器人、開放式螺絲振動盤、真空吸嘴工裝組件、電批組件等結(jié)構(gòu)。主要實(shí)現(xiàn)在工件上自動鎖螺絲。

3.2.2、單元功能介紹

本單元是線軌直角機(jī)器人吸取螺絲自動放到被定位的工件上，并擰緊。開方式螺絲振動盤的功能是對螺絲工件進(jìn)行連續(xù)的排列出料。該單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由三軸線軌直角機(jī)器人、開放式螺絲振動盤、高精度定位機(jī)構(gòu)、帶真空吸嘴的數(shù)控電批、上下層流水線等構(gòu)成。檢測裝置包括：負(fù)壓傳感器、接近開關(guān)、光電漫反射傳感器、磁性開關(guān)、、光纖傳感器、原點(diǎn)開關(guān)，扭矩傳感器。
鎖螺絲是實(shí)際工業(yè)具最基本的應(yīng)用，為了兼容工具的真實(shí)性與實(shí)訓(xùn)的方便性，用銷替代螺絲，用真空吸盤替代數(shù)控電批。在頻繁實(shí)訓(xùn)時，可以降低工件盒的損耗。

主要技術(shù)說明：

1）線軌直角機(jī)器人

絲桿線軌設(shè)計的直角機(jī)器人驅(qū)動采用步進(jìn)電機(jī)，精度可達(dá)0.03mm; 絲桿直徑16mm，導(dǎo)程10mm；X、Y軸采用雙線軌雙滑塊，X、Y行程400mm；Z軸行程200mm。
三軸線軌直角機(jī)器人結(jié)構(gòu)圖如下：

3.2.3、實(shí)驗?zāi)康?/span>

1）了解鎖螺絲單元的工作過程；
2）了解傳動機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理；
3）了解光電傳感器的原理和在此站的作用；
4）了解繼電器、電磁閥的使用方法；
5）了解調(diào)速器對電機(jī)進(jìn)行控制的原理；
6）學(xué)習(xí)用PLC控制編程；
7）了解同步帶輸送線（上層輸送線）的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作原理；
8）了解平皮帶輸送線（下層輸送線）的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作原理；
9）了解真空吸盤的原理及應(yīng)用；
10）了解載具如何被定位，高精度阻擋定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計結(jié)構(gòu)和工作原理；
11）學(xué)習(xí)線軌直角機(jī)器人基本編程；
12）學(xué)習(xí)線軌直角機(jī)器人的結(jié)構(gòu)原理及運(yùn)用；
13）了解步進(jìn)電機(jī)的原理；
14）學(xué)習(xí)電批的運(yùn)用；
15）了解光纖放大器的作用與原理；
16）了解振動盤出料原理；

3.2.4、人機(jī)界面

3.3、視覺檢測單元

3.3.1、單元機(jī)構(gòu)設(shè)計

    視覺檢測單元主要包括標(biāo)準(zhǔn)機(jī)臺、視覺檢測、紅外掃描槍組件等機(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。

3.3.2、單元功能介紹

當(dāng)載具到達(dá)本工位時，開啟檢測功能。包括檢測法蘭的尺寸是否合格，是否少螺絲（標(biāo)準(zhǔn)為4顆），以及法蘭是否是金屬材料。該單元的部件主要由金屬傳感器、工業(yè)相機(jī)、環(huán)形光源、紅外掃描槍、高精度定位機(jī)構(gòu)、上下層流水線等構(gòu)成。檢測裝置包括：工業(yè)相機(jī)、接近開關(guān)、光電漫反射傳感器、磁性開關(guān)。
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。
本案的配置如下：
視覺主機(jī)：10寸屏一體機(jī)
工業(yè)相機(jī)：大華A5501MG20，用500W像素，分辨率2590*2048；
相機(jī)鏡頭：16mm焦距鏡頭。工作距離：200mm；

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4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。
如下圖：

檢測原理：測量兩條線段距離，檢測工件是否合格；

2）金屬檢測

本工位帶的電容式傳感器，用于檢測法蘭蓋是否為金屬。通過HMI，可以檢測金屬是良品，還是非金屬是良品，或者二者都為良品。

3.3.3、實(shí)驗?zāi)康?/span>

1）了解視覺檢測單元的工作過程 ；
2）了解傳動機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理，光電傳感器功能和在此站的作用以及繼電器的使用方法；
3）了解調(diào)速器對電機(jī)進(jìn)行控制的原理 ；
5）學(xué)習(xí)用PLC控制編程；
6）了解同步帶輸送線（上層輸送線）的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作原理；
7）了解平皮帶輸送線（下層輸送線）的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作原理；
8）了解工業(yè)視覺的工作原理及應(yīng)用，學(xué)習(xí)視覺主機(jī)的操作；
9）了解載具如何被定位，高精度阻擋定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計結(jié)構(gòu)和工作原理；
10）了解光電傳感器的工作原理及運(yùn)用；
11）學(xué)習(xí)掃描槍的功能，了解與上位機(jī)通訊功能，把掃描的ID，與檢測的結(jié)果上傳到上位機(jī)；
12）了解金屬檢測原理；
13）學(xué)習(xí)PLC的檢測結(jié)果與MES系統(tǒng)通訊；

3.3.4、人機(jī)界面

3.4.液壓單元

3.4.1、單元機(jī)構(gòu)設(shè)計

液壓單元主要包括標(biāo)準(zhǔn)機(jī)臺、液壓組件、貼標(biāo)簽機(jī)等機(jī)構(gòu)，主要實(shí)現(xiàn)載具自動貼標(biāo)簽。

3.4.2、單元功能介紹

貼標(biāo)簽機(jī)安裝在液壓結(jié)構(gòu)上。當(dāng)傳感器檢測到工件到達(dá)到本工位時，控制系統(tǒng)觸發(fā)液壓機(jī)構(gòu)蓋章。
該單元主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)由油缸、氣缸等構(gòu)成，檢測裝置包括磁性開關(guān)、光電傳感器、油壓檢測。
效果圖如下圖：

3.4.3、實(shí)驗?zāi)康?/span>

1）了解液壓元件的工作原理及其應(yīng)用；
2）了解液壓技術(shù)的基本物理知識；
3）了解液壓系統(tǒng)控制回路的設(shè)計；
4）學(xué)習(xí)系統(tǒng)的安裝調(diào)試、故障診斷及排除；
5）了解油閥以及其他油路元器件的基本知識；
6）編寫繪制該站原理圖
7）用PLC控制該站全過程操作并編寫程序
8）了解連桿傳動機(jī)構(gòu)
液壓系統(tǒng)主要包括動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件、液壓油，液壓系統(tǒng)圖如下:

3.4.4、人機(jī)界面

3.5分揀單元

3.5.1、單元機(jī)構(gòu)設(shè)計

分檢單元主要包括標(biāo)準(zhǔn)機(jī)臺、氣動直角機(jī)器人、廢料盒、紅外掃描槍、真空吸盤組件等機(jī)構(gòu)。主要實(shí)現(xiàn)對安裝好的工件進(jìn)行分檢，合格的通過，不合格的挑出。

3.5.2、單元功能介紹

分揀單元執(zhí)行機(jī)構(gòu)由XZ軸氣缸，夾爪氣缸等構(gòu)成。檢測裝置包括：RFID、工業(yè)相機(jī)、接近開關(guān)、光電漫反射傳感器、磁性開關(guān)。該站主要功能是：對待分檢的工件進(jìn)行掃描，讀到產(chǎn)品的ID號。用產(chǎn)品的ID號，向MES請求該產(chǎn)品在檢測單元的檢測結(jié)果。合格產(chǎn)品進(jìn)入下一站即升降梯立體倉庫單元，不合格產(chǎn)品則抓取并丟入廢料盒。
主要技術(shù)說明

1）氣動直角機(jī)器人

該氣動直角機(jī)器人把不合格品從流水線放置到廢料盒。X軸氣動有效行程700mm；Z軸氣動有效行程400mm;氣壓≥0.6MPa。

3.5.3、實(shí)訓(xùn)目的

1）了解分檢單元動作：
2）了解氣動機(jī)械手的氣動原理；
3）了解無桿氣缸的原理；
4）了解氣動直角機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計；
5）了解異步電機(jī)的工作原理和實(shí)際應(yīng)用；
6）了解磁性開關(guān)和光電開關(guān)的實(shí)際應(yīng)用；
7）了解電機(jī)調(diào)速器的控制方式；
8）了解電磁閥、繼電器的工作原理和應(yīng)用；
9）了解紅外掃描槍的應(yīng)用；
10）學(xué)習(xí)掃描槍的功能，了解與上位機(jī)通訊功能，把掃描的ID，與檢測的結(jié)果上傳到上位機(jī)；
11）學(xué)習(xí)編寫繪制該站氣路圖；
12）用PLC控制該站全過程操作并編寫程序；
13）了解該站與廢品單元、倉庫單元的通訊和編程；

3.5.4、人機(jī)界面

3.6、電梯式立體倉庫單元

3.6.1、單元機(jī)構(gòu)設(shè)計

  電梯式立體倉庫單元由標(biāo)準(zhǔn)工作臺、電梯式立體倉庫構(gòu)成，主要實(shí)現(xiàn)工件自動入庫及在線顯示倉庫信息。

3.6.2、單元功能介紹

升降梯立體倉庫單元執(zhí)行機(jī)構(gòu)由氣缸、步進(jìn)電機(jī)等構(gòu)成。檢測裝置包括：RFID、接近開關(guān)、光電漫反射傳感器、磁性開關(guān)，該站的主要功能是：根據(jù)檢測單元的法蘭是不為金屬的檢測結(jié)果，對工件進(jìn)行分類，將金屬法蘭和尼龍法蘭分別放入不同的倉庫。該單元的部件主要由高精度定位機(jī)構(gòu)、上下層流水線等構(gòu)成。
主要技術(shù)說明

1）立體倉庫設(shè)計

支持4×4的16格庫位；總寬900~1000mm、負(fù)載12Kg。每個庫位都有傳感器，能檢測是否有料，可在線知道庫位狀態(tài)，是否空閑。工作原理：X軸是線軌模組，Y軸是氣動無桿缸，Z軸是鏈條式升降模組，工件夾取采用氣動手指，旋轉(zhuǎn)采用擺動氣缸。通過XZ的聯(lián)動，氣動手指到達(dá)對應(yīng)的庫位，通過Y軸的移動和擺動氣缸以及氣動手指實(shí)現(xiàn)工件的進(jìn)出倉。

2）立體倉庫管理軟件

在MES系統(tǒng)里，本工位的PLC與MES系統(tǒng)配合，實(shí)現(xiàn)立體倉庫管理，具有以下功能：
1、倉庫管理，定義存儲區(qū)和倉位。用以下存儲類型來表示實(shí)際的倉庫結(jié)構(gòu):
收貨區(qū)，發(fā)貨區(qū)，不良區(qū)，退貨區(qū)等不同的區(qū)；
2、從MES軟件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。
3、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)及排隊任務(wù)，出入庫記錄，報警記錄等。
4、在HMI與看板上。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;主要顯示信息：當(dāng)前任務(wù)單信息，庫位信息，物料名稱、物料編碼、出入庫倉位等。
3.6.3、實(shí)驗?zāi)康?br /> 1）了解氣動機(jī)械手的氣動原理及應(yīng)用；
2）了解無桿氣缸的原理及應(yīng)用；
3）了解擺動氣缸的功能及應(yīng)用；
4）了解真空皮碗的工作原理和功能；
5）學(xué)習(xí)編寫繪制該站氣路圖；
6）用PLC控制該站全過程操作并編寫程序；
7）了解改站與廢品單元、倉庫單元的通訊和編程；
8）立體倉庫操作原理；
10）學(xué)習(xí)鏈條式升降的工作原理；
11）學(xué)習(xí)立體倉庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計；
12）了解步進(jìn)電機(jī)的原理和編程應(yīng)用；
13）了解光電傳感器、磁性開關(guān)、原點(diǎn)開關(guān)的工作原理和實(shí)際應(yīng)用；
14）學(xué)習(xí)查看庫位信息；
15）了解電磁閥、繼電器的工作原理及應(yīng)用；

3.6.4、人機(jī)界面

3.7 轉(zhuǎn)角換向單元

3.7.1、單元機(jī)構(gòu)定義

轉(zhuǎn)角換向單元主要包括2個內(nèi)置換向組件的輸送線（和上層輸送線一樣）和2個線體換向組件。效果圖如下：


主要技術(shù)說明
1）轉(zhuǎn)角換向機(jī)體采用50X50X3.2的方管焊接。
2）可內(nèi)置換向組件的輸送線（和上層輸送線一樣），技術(shù)參數(shù)和上層輸送線一致。
3）線體換向組件采用25W異步電機(jī)，速比10，可調(diào)速，速度≦30M/min;采用耐磨帶鋼絲的傳輸帶輸送。
3.7.2、實(shí)驗?zāi)康?br /> 1）了解本單元動作；
2）了解氣缸的原理及應(yīng)用；
3）了解傳輸線結(jié)構(gòu)和傳動原理
4）了解換向組件的結(jié)構(gòu)及動作；
5）學(xué)習(xí)異步電機(jī)控制方式；
6）學(xué)習(xí)電磁閥、繼電器的應(yīng)用；
6）學(xué)習(xí)本單元PLC控制編程；
7）用PLC控制該站全過程操作并編寫程序；
8）學(xué)習(xí)光電傳感器、磁性開關(guān)、接近開關(guān)的應(yīng)用；

四、數(shù)字化信息總控系統(tǒng)

數(shù)字化信息主控系統(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，它帶電源總控、MES軟件系統(tǒng)、生產(chǎn)電子看板、視頻監(jiān)控系統(tǒng)，產(chǎn)線處的有數(shù)據(jù)均可從總控制臺收集獲取。
數(shù)字化信息監(jiān)控系統(tǒng)由以下組成：

序號	物料名稱	主要技術(shù)參數(shù)	數(shù)量
1	主控臺	2位組合，琴臺式操作臺	1套
2	MES系統(tǒng)服務(wù)器	Dell服務(wù)器	1套
3	無線路由器	300M無線路由器，2.4G/5G 雙頻段	1套
4	生產(chǎn)電子看板	42寸高清顯示器，分辨率:1920x1080	1套
5	單元攝像頭	紅外線、低照度網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)	7只
6	硬盤錄像機(jī)	8路1TB硬盤錄像機(jī)	1只

4.1、主控系統(tǒng)操作臺

琴臺式操作臺，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，2位組合式，第1柜為電源總控柜與視頻監(jiān)控系統(tǒng)、第2柜為MES系統(tǒng)服務(wù)器與MES系統(tǒng)顯示器。

4.2、生產(chǎn)電子看板

生產(chǎn)電子看板，采用42寸大顯示屏，通過立式支架。顯示4部分內(nèi)容：生產(chǎn)任務(wù)看板、工位狀態(tài)看板、質(zhì)量看板。如下

4.3、單元攝像頭

在每個單元上增加攝像裝置，可以遠(yuǎn)程實(shí)施監(jiān)控到單元運(yùn)行等實(shí)時狀態(tài)，視頻錄像機(jī)實(shí)時對單元運(yùn)行視頻進(jìn)行錄制存貯，形成在線教材或視頻教材內(nèi)容；老師或管理人員可以遠(yuǎn)程監(jiān)測到實(shí)時加工狀態(tài)，并且可以實(shí)時指導(dǎo)學(xué)生教學(xué)。
主要技術(shù)說明
1.產(chǎn)品類型：網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)
2.產(chǎn)品功能：紅外線、低照度
3.有效像素：1305水平x1049垂直
4.鏡頭參數(shù)：3.6mm
5.最低照度：0.1Lux@(F1.2，AGC ON)，0Lux with IR
6.水平清晰度：950TVL
7.電子快門：1/25秒至1/15,000秒
8.視頻輸出：1Vp-p Composite Output（75Ω/BNC）
9.產(chǎn)品電源：DC 12V±10%
10.電源功率：7W MAX
11.紅外照射距離：50-80米

4.4、硬盤錄像機(jī)

本網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(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。

主要技術(shù)參數(shù)
1.視頻輸入:16路BNC
2.視頻輸出:VGA輸出
4.視頻幀率:PAL：25Fps，NTSC：30Fps
6.存儲:SATA接口
7.硬盤個數(shù):2個(最大支持2T)
11.網(wǎng)絡(luò)管理:以太網(wǎng)10M/100M自適應(yīng)
12.工作溫度:-10℃～+55℃
13.工作濕度:10%～90%
14.電源: DC12V
監(jiān)控畫面通過一個，接在網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)接22寸顯示器，可多畫面顯示監(jiān)控畫面。顯示器嵌入在1號控制臺里。 

五、MES管理系統(tǒng)

5.1、MES系統(tǒng)概述

MES系統(tǒng)（制造執(zhí)行系統(tǒng)）是數(shù)字化柔性加工制造的核心組成部分，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。系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，可通過電腦、平板電腦、手機(jī)等終端隨時隨地遠(yuǎn)程登錄系統(tǒng)；提供豐富的二次開發(fā)接口和個性化訂制服務(wù)。

5.2、MES系統(tǒng)構(gòu)架

5.2.2、MES系統(tǒng)模塊圖

MES帶有很強(qiáng)的行業(yè)特性，每行業(yè)應(yīng)用差別大。本方案是以生產(chǎn)組裝，測試，倉儲為主的生產(chǎn)流程。結(jié)合柔性生產(chǎn)線功能，MES系統(tǒng)如下：
 

5.2.3、MES業(yè)務(wù)流程

本方案部署的MES系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)從APP下單，到生產(chǎn)計劃，資源調(diào)配，生產(chǎn)組裝，產(chǎn)品檢測，成品入庫。完成整個產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。

5.3、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控

MES最大的價值就是數(shù)據(jù)和信息的轉(zhuǎn)換。如果把MES比喻為人，那么生產(chǎn)數(shù)據(jù)就相當(dāng)于人的血液系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集和通訊功能保證了信息集成化的實(shí)施。MES不單是面向生產(chǎn)現(xiàn)場的系統(tǒng)，而是作為上、下兩個層次之間雙方信息的傳遞系統(tǒng)，連結(jié)現(xiàn)場層和經(jīng)營層，通過實(shí)時數(shù)據(jù)庫傳輸基本信息系統(tǒng)的理論數(shù)據(jù)和工廠的實(shí)際數(shù)據(jù)，并提供企業(yè)計劃系統(tǒng)與過程控制系統(tǒng)之間的通信功能，是應(yīng)用于企業(yè)的重要信息系統(tǒng)。離開生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集，生產(chǎn)管理部門不能及時、準(zhǔn)確地得到工件生產(chǎn)數(shù)量；不能準(zhǔn)確分析設(shè)備利用率等瓶頸問題；無法準(zhǔn)確、科學(xué)地制定生產(chǎn)計劃；無法實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理協(xié)同。可見，只有有效地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集，才能使得MES系統(tǒng)從根本上解決車間管理中計劃跟蹤遲滯、設(shè)備利用率低、產(chǎn)品質(zhì)量難以提升等問題。
本系統(tǒng)MES的數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)了PLC數(shù)據(jù)采集與機(jī)器人數(shù)據(jù)采集。PLC通過RS485總線，Modbus協(xié)議與MES服務(wù)器通訊。PLC作為單元主控系統(tǒng)，所有外投，如I/O，掃描槍，視覺相機(jī)等，由PLC入數(shù)據(jù)處理后，再上傳給MES系統(tǒng)。

5.4、工藝設(shè)計模塊

數(shù)字化工藝設(shè)計模塊，可方便導(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)。
本模塊具有產(chǎn)品基礎(chǔ)信息、物料清單、工藝數(shù)據(jù)三大功能。產(chǎn)品基礎(chǔ)信息包含產(chǎn)品規(guī)格信息，產(chǎn)品編碼管理；物料清單包括物料清單維護(hù)、物料清單物料查詢；工藝數(shù)據(jù)項包括工序管理和工藝路線。

5.5、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）等項目組成。主生產(chǎn)計劃（MPS）項包括主生產(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。通過生產(chǎn)計劃排單后，將生成生產(chǎn)工單，交給生產(chǎn)執(zhí)行模塊執(zhí)行。

5.6、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。把生產(chǎn)單通過執(zhí)行系統(tǒng)，同車間作業(yè)現(xiàn)場控制系統(tǒng)聯(lián)動。下達(dá)到車間的生產(chǎn)單，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，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)，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。

5.7、生產(chǎn)看板

MES看板包括四個部分:生產(chǎn)任務(wù)看板、工位狀態(tài)看板、質(zhì)量看板。其中生產(chǎn)任務(wù)看板包括生產(chǎn)任務(wù)號、班組、線體等元素。通過該看板，我們可以及時了解生產(chǎn)任務(wù)的生產(chǎn)計劃及產(chǎn)成數(shù)量，以及生產(chǎn)節(jié)拍計時等。該看板也為生產(chǎn)的前期準(zhǔn)備提供了信息，比如當(dāng)天需要生產(chǎn)什么。質(zhì)量看板顯示設(shè)備異常和生產(chǎn)異常信息的提示。設(shè)備看板可視化的顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

5.8、報表管理

根據(jù)任務(wù)單號、工序信息、產(chǎn)品質(zhì)量，設(shè)備運(yùn)動行情況，分析并生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)報表統(tǒng)，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)項目。包含：
1、生產(chǎn)日報表：生產(chǎn)的每日統(tǒng)計報表；
2、生產(chǎn)月報表：生產(chǎn)數(shù)據(jù)的每月統(tǒng)計報表；
3、不良品報表：分類統(tǒng)計不良品類型和數(shù)據(jù)；
4、設(shè)備運(yùn)行報表：自動生成設(shè)備相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)報表；
5、設(shè)備運(yùn)維報表：分類展現(xiàn)設(shè)備的運(yùn)維信息；

5.9、立庫實(shí)時管理

立庫實(shí)時模塊，具有以下功能：
1、管理倉庫管理，定義存儲區(qū)和倉位。用以下存儲類型來表示實(shí)際的倉庫結(jié)構(gòu):收貨區(qū)，發(fā)貨區(qū)，不良區(qū)，退貨區(qū)，等不同的區(qū)；
2、從生產(chǎn)執(zhí)行模塊獲取立體倉庫執(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。
3、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)及排隊任務(wù)，出入庫記錄，報警記錄等
4、倉庫看板顯示。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;主要顯示信息：當(dāng)前任務(wù)單信息，庫位信息，物料名稱、物料編碼、出入庫倉位等。

---

如對本產(chǎn)品/文章：柔性制造系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方案,智能制造實(shí)訓(xùn)室有任何疑問請隨時聯(lián)系我們，我們將盡力為您提供最全的實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方案和最優(yōu)質(zhì)的服務(wù)

本文關(guān)鍵詞：柔性制造系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方案,智能制造實(shí)訓(xùn)室

【柔性制造系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方案,智能制造實(shí)訓(xùn)室】是上海中人原創(chuàng)，如果您在了解產(chǎn)品的過程中受到啟發(fā)，想要咨詢相關(guān)設(shè)備的問題，我們將派專員為您解決疑問，或者您在閱讀【柔性制造系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方案,智能制造實(shí)訓(xùn)室】中有想不通的問題，也可以咨詢我們，我們將為您提供快速解決【柔性制造系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方案,智能制造實(shí)訓(xùn)室】問題的方案