一、項目建設介紹

　　(一)項目建設目標

　　

　　2、項目總體規(guī)劃尺寸圖

　　3、系統(tǒng)平面圖

　　(三)項目建設特色

　　以工程教學為背景、以建設大系統(tǒng)為終極目標，提供具有高集成度的、高度開放性的、系統(tǒng)功能完善、先進性和模塊化的實驗室用數(shù)字化柔性加工制造系統(tǒng)解決方案。系統(tǒng)中的單元設備基本涵蓋了工業(yè)領(lǐng)域正在得到廣泛應用的各種先進控制技術(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、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)、機器人、RFID、倉儲系統(tǒng)和數(shù)字信息管理系統(tǒng)進行有機集成、貼近工業(yè)生產(chǎn)流程的教學實訓柔性制造系統(tǒng)。

　　2、適度柔性

　　系統(tǒng)能方便地調(diào)整工藝路線，重設加工流程，能夠適應小批量、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)度程序和單機運行程序，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、機器人上下料、機器人裝配設備等具有“聯(lián)機/單機”兩種操作模式，所有的單元設備均可進行單項教學和部分系統(tǒng)聯(lián)機教學，有利于學生參與和實踐教學。

　　5、工業(yè)化

　　系統(tǒng)雖為教學系統(tǒng)，但所有單元設備乃至整個系統(tǒng)都采用了標準工業(yè)級的裝備和技術(shù)集成，真實貼近工業(yè)化生產(chǎn)。

　　6、多層網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)具有多層網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)(管理層<應用層級>、監(jiān)控層及和設備層級)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)字化設計與生產(chǎn)的緊密關(guān)聯(lián)。

　　7、教學可視化

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

　　(四)項目建設內(nèi)容

　　系統(tǒng)是一個由智能制造生產(chǎn)系統(tǒng)、虛擬仿真教學系統(tǒng)、結(jié)合而組成綜合性教學平臺。智能制造生產(chǎn)線將裝配制造、物料傳輸、信息網(wǎng)絡、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)可承擔數(shù)據(jù)采集與分析、生產(chǎn)任務下發(fā)、生產(chǎn)信息化實時顯示(數(shù)字化生產(chǎn)看板系統(tǒng))、設備狀態(tài)實時監(jiān)控、生產(chǎn)任務詳細進度、可有效實現(xiàn)制造層與計劃層的信息交互等任務。同時在工業(yè)軟件和智能機器設備下，實現(xiàn)了軟硬結(jié)合、相得益彰,本質(zhì)是人機一體化。

　　1、智能制造生產(chǎn)系統(tǒng)

　　智能立體倉儲單元、機器人底蓋裝配單元、機器人法蘭裝配單元、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，每一臺設備均采用網(wǎng)絡形式對外聯(lián)接，由服務器統(tǒng)一管理生產(chǎn)過程中的各種數(shù)字聯(lián)接任務,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用培訓。也是培訓應用手段的虛擬化延伸，對整個生產(chǎn)系統(tǒng)的認知、講解、模擬的操作、模擬加工、模擬運動進行全方位的展示。使每個學生可參與虛擬場景的PLC編程及機器人編程。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的虛實結(jié)合仿真、基于機器人的虛擬方真、基于智能工廠的虛擬仿真與培訓。PLC虛實結(jié)合仿真包括：立體倉儲虛實結(jié)合仿真及培訓、自動上料裝置虛實結(jié)合仿真及培訓、檢測分揀虛實結(jié)合仿真及培訓、電氣控制虛實結(jié)合仿真及培訓。機器人仿真與培訓包括：工業(yè)機器人離線編程仿真與培訓、機器人工作站應用仿真與培訓、工業(yè)機器人拆裝3D軟件仿真與培訓。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，包括機床，機器人，傳輸線，立體倉庫，PLC、AGV仿真。是一個集機、電、控制、編程一體的全方位仿真。使每個學生可參到智能工廠的開發(fā)，如PLC編程，機器人編程，做到不僅會用生產(chǎn)線，還會開發(fā)生產(chǎn)線。

　　二、項目建設配置及生產(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。它由多個獨立工作站鏈組成：機器人裝配工作站、鎖螺絲工作站、光學檢測工作站、激光打標工作站組成。它包含了生產(chǎn)設備硬件部分、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)絡化、智能化生產(chǎn)制造柔性系統(tǒng)，它既可以實現(xiàn)單組設備的獨立運行，也可以組合成一個集成柔性生產(chǎn)線進行協(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)度機器人操作。每個不同物料RFID屬性不同，MES會根據(jù)當前RFID信息更換機器人及數(shù)控機床所使用程序，當每站加工完成后再次由AGV運送至下一個工序。

　　假設一個工件需經(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.立體倉庫進行原材料出庫;

　　3.AGV小車按照RFID工藝路徑信息，將工件運輸?shù)綄ぷ髡就ㄟ^AGV接駁平臺進行暫存;

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

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

　　6.AGV小車與平臺對接后將工件傳輸?shù)较乱还ば?，依次完成鎖螺絲、檢測、和打標作業(yè);

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

　　可實現(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RFID路徑信息為(RFID工藝路徑信息=H111111)

　　2.跳步加工:當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)機器人與數(shù)控機床加工所使用程序，系統(tǒng)根據(jù)RFID信息不同

　　MES軟件對各設備進行運行程序自動更換，以適應不同零件加工。

　　(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.立體倉庫進行原材料出庫;

　　3.AGV小車按照RFID工藝路徑信息，將工件運輸?shù)綄ぷ髡緯捍嫫脚_;

　　4.工業(yè)機器人根據(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.裝配工作站通過機器人分別對法蘭底座和法蘭進行上下料、整形然后裝配在一起

　　6.AGV將裝配好的組件運到鎖螺絲工作站，機器人自動取螺絲進行鎖螺絲。

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

　　三、智能化裝備

　　(一)激光打標工作站

　　激光打標工作站用于對加工完成零件進行編碼打印，由機器人將工件放入到打印平臺，通過網(wǎng)絡接收機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編碼進行選擇打印，不同的RFID編號零件打印不同的圖形。

　　運用了世界先進的激光技術(shù)研制而成的激光打標機系統(tǒng)，采用光纖激光器輸出激光，再經(jīng)掃描振鏡系統(tǒng)實現(xiàn)打標功能。光纖激光打標機電光轉(zhuǎn)換效率高，達20%以上(YAG為3%左右)，極大的節(jié)省了電能。采用風冷方式冷卻，散熱性能好，整機體積小巧，輸出光束質(zhì)量好，諧振腔無光學鏡片，具有免調(diào)節(jié)，免維護，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.站點尺寸：1200*800*1800mm

　　激光打標機技術(shù)參數(shù)：

　　平均輸出功率 20W

　　標刻線深 0.1mm-3mm(視材料可調(diào))

　　最小字符高度 0.15mm

　　最大直線打標速度 12000mm/s

　　標準雕刻范圍 108mm×108mm

　　重復定位精度 ±0.001mm

　　冷卻方式 高精度恒溫/閉環(huán)風冷

　　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

　　設備特點：設備配備全球唯一的固定IP，可與其他設備進行無縫連接，實現(xiàn)智能化遠程控制，可實現(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、適合中國特點的智慧工廠管理功能!

　　軟件特點：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)標刻，可以為每層設置不同的標刻參數(shù)。

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

　　激光打標機網(wǎng)絡化接

　　口 針對激光打標機網(wǎng)絡化改造，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)機器人裝配站

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

　　工業(yè)機器人裝配站

　　裝配平臺

　　1、工業(yè)機器人

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

　　機器人

　　工作尺寸

　　動作類型 多關(guān)節(jié)型

　　控制軸 6軸

　　2、快換夾具

　　機器人裝配夾具采用多樣化設計，并采用氣動快換式工具未端組件。采用日本進口EINS品牌OX系列快換工具，該工具9針觸點接觸端，電信號連接通道，氣管通路接口，采用機器人側(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)機器人快速更換各種不同夾具，以適應不同種類工件變化。由多個移動端和一個固定端組成，工業(yè)機器人可以自動選擇需要夾具進行更換，無需人工進行干涉。

　　快換夾具主要技術(shù)參數(shù):

　　1.工業(yè)機器人末端快換陽夾具：1套

　　2.工業(yè)機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)控機床、工業(yè)機器人組成可獨立亦可與系統(tǒng)一體的獨立工作站，便于教學開展。

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

　　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運輸車自動對接的定位裝置。經(jīng)網(wǎng)絡協(xié)議通訊與AGV小車及上下料機器人實現(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

　　各工作站均配置獨立電氣控制柜，電氣控制柜具有獨立PLC控制系統(tǒng)，與其他工作島采用以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通訊，同時與MES系統(tǒng)進行數(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，如站點通訊交換機、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，對整個工作站進行集成應用控制;

　　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準工作臺、6KG機器人、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，對擰緊過程進行精細的控制;

　　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準機臺、視覺檢測、RFID讀卡器組件等機構(gòu)。主要實現(xiàn)對組裝好的工件進行檢測和數(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，工業(yè)相機，鏡頭，光源組成。視覺主機通過千兆網(wǎng)口接入多個網(wǎng)絡接口的工業(yè)相機。視覺主機通過Modbusu接入PLC設備，當被檢測物件到達時，PLC觸發(fā)視覺系統(tǒng)采樣圖像，并進行圖像處理、信號識別等先進技術(shù)。并對法蘭尺寸參數(shù)進行測量，并依據(jù)判別結(jié)果返回到上位機。視覺系統(tǒng)的尺寸測量，配合合適的鏡頭，能達到 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，當檢測到漏安裝后，返回檢測結(jié)果。如圖當檢測到第二個區(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、機器視覺系統(tǒng)

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

　　視覺系統(tǒng)在裝配站中的作用：

　　機器視覺系統(tǒng)

　　用于配合工業(yè)機器人完成物品自動識別、工件座標定位、機器人抓取引導，使工業(yè)機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、堆垛機控制器、一體式觸摸終端系統(tǒng)組成，出入庫輔助設備及巷道堆垛機能夠在計算機管理下，完成貨物的出入庫作業(yè)，實現(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，降低了勞動強度，減少了貨物信息處理的差錯，合理有效的進行庫存控制。

　　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，它通過標準托盤進行統(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;

　　7.每一單元承載重量：50 Kg;

　　8.采用CO2氣體保護焊接、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)運行。貨位尺寸：400mm×500mm×450mm;

　　2、工業(yè)全自動堆垛機

　　全自動堆垛機是一個在立體倉庫貨架內(nèi)搬運物品的專用機械設備，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，從而可以實驗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通信、可與ERP、WMS管理軟件無縫對接，在堆垛機的控制面板上設有自動/單機開關(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的按鈕直接控制堆垛機的水平運行，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

　　工業(yè)堆垛機在立體倉庫中的作用：

　　堆垛機是一個專門用于立體倉庫中物品搬運的機械設備，它負責執(zhí)行整個倉庫中物品的上下搬運工作。

　　立體倉庫自動堆垛機主要技術(shù)參數(shù)：

　　1.包含內(nèi)容：地軌、天軌、立柱、雙向貨叉、提升機構(gòu)和水平行走機構(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，伸縮方向為AC交流減速電機驅(qū)動;

　　4.采用操作方式：手動、HMI人機界面、智能手機、遠程控制等;

　　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.運行精度：運行停準±3mm，起升停準±3mm，貨叉停準±3mm;

　　8.堆垛機自重：500Kg;

　　9.運行噪音：56dB;

　　10.限位保護措施：堆垛機兩端采用行程開關(guān)作軟限位，并仍備有機械撞塊做硬件保護;

　　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，可實現(xiàn)巷道中雙向取貨;

　　16.操作方式：手動操作、單機自動和聯(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出庫產(chǎn)品進行輸送，它由傳送電機、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(運輸設備與倉庫)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行取/放,運輸設備需要接/送貨物從自動出入庫存平臺進行取/放。

　　主要技術(shù)參數(shù)：

　　1.全機總負荷：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;

　　7.帶動方式：防滑皮帶;

　　8.表面氧化鋁型材設計制造構(gòu)建成貨臺機架，出貨臺由交流電動機帶動帶式平移機構(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定與查看，配套工業(yè)以太網(wǎng)交換機用于觸摸屏與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橫移軸上，跟隨堆垛機移動而移動。

　　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控制，立體倉庫執(zhí)行運轉(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.保護措施：短路保護、過流保護;

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

　　8.消耗功率：3KW;

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

　　10.用戶可使用操作面板上相應的按鈕直接控制堆垛機的運行;

　　11.可擴展：能與基于云服務器MES系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)進行集成與對。

　　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。

　　WMS軟件在系統(tǒng)中的作用：

　　WMS系統(tǒng)實時顯示立體倉庫倉位庫存，實時顯示當前執(zhí)行任務及排隊任務，出入庫記錄，報警記錄等。B/S架構(gòu)可通過WIFI用手機、平板電腦等設備進行遠程出庫、移庫、出料的操作，并實時監(jiān)控任務執(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行控制應用，與生產(chǎn)管理主控系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)對接，實現(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、運行、急停、復位、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，實時顯示智能倉儲的運動狀態(tài)、運動參數(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接口服務器、43寸液晶顯示看板等配套組成。接口服務器用于與MES軟件系統(tǒng)進行后臺數(shù)據(jù)執(zhí)行交換，它內(nèi)置各種硬件通訊應用程序，專門用于服務立體倉庫電子看板，在MES系統(tǒng)中取得數(shù)據(jù)，通過43寸顯示終端進行顯示。具有標準EtherNet-IP接口，直接編程通訊WEB服務器功能，通訊直接采用PLC通訊端口進行編程，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：當前任務單信息，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)字數(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接口服務器內(nèi);

　　6.用高級編程語言進行二次開發(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)智能倉儲安全防護裝置：

　　立體倉庫在貨架外側(cè)安裝黃色鋼絲網(wǎng)護欄，在維修出入開關(guān)門處配套門禁裝置，可確保在人員進入時的安全，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.導航方式：視覺+慣性導航 ;

　　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：滿負載運行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：激光+超聲波+物理避障;

　　15.生產(chǎn)搬運場景DH-RTA-RCS-P100;

　　2、AGV的二次開發(fā)接口功能：

　　1、地圖設置

　　1、設置基于二維碼的地圖;

　　2、設置站點位置信息;

　　2、運動控制

　　1、AGV運行，以程序設定的位置與姿態(tài)運行，直到停止操作;

　　2、AGV指定站點運行，以程序設定的位置與姿態(tài)運行，直到找到對應的站點;

　　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、反饋運行過程中的站點信息;

　　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標簽，在每個加工工位物料都需要進行識讀操作，與PLC進行總線通訊并將信息通過串口網(wǎng)絡傳輸給服務器，實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MES系統(tǒng)生產(chǎn)任務下發(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，由電子標簽、RFID讀寫器、RFID通訊模塊、連接電纜等組成，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讀寫器安裝在工裝板經(jīng)過的每一個工位上，當工件到達該工位時系統(tǒng)可通過讀寫器，識別到該工件的運輸及加工途徑。

　　1、RFID標簽數(shù)據(jù)存儲單元

　　RFID電子標簽主要技術(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)

　　負責整個系統(tǒng)的信息收集、匯總、通訊、監(jiān)控等方面工作，由管理員負責操作管理，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)實施強弱電分開管理，待機休息及檢修時要求強電關(guān)閉，控制、信號燈弱點部分完全獨立運行。

　　(一)主控系統(tǒng)操作臺

　　采用鋁合金加優(yōu)質(zhì)鈑金進行設計制造，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計，4位組合式，含電源總控柜、管理控制電腦安裝柜、網(wǎng)絡機柜等。

　　(二)主控系統(tǒng)

　　主控系統(tǒng)負責整套系統(tǒng)的電源供電、總輸入電壓監(jiān)測、各站點供電監(jiān)控、運行狀態(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

　　本網(wǎng)絡硬盤刻錄機是集圖像處理技術(shù)、網(wǎng)絡技術(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)控存儲設備，支持主流品牌網(wǎng)絡攝像機的接入，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)絡硬盤錄像機自帶的以太網(wǎng)接口軟件和編碼系統(tǒng)，可以通過以太網(wǎng)實現(xiàn)遠程客戶端實時監(jiān)控。

　　3、大顯示屏

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

　　(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欄上的工位信息顯示終端，用于實時顯示機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、工位攝像頭服務電腦進行連接，顯示數(shù)據(jù)與服務來自于工位攝像頭服務電腦。五個工作站均有獨立的看板系統(tǒng)，均可實現(xiàn)各工作站的生產(chǎn)統(tǒng)計、狀態(tài)監(jiān)控、設備利用率等功能。

　　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)議與軟件服務器進行通訊,與MES系統(tǒng)軟件進行對接，用于顯示離散工作島及機床狀態(tài)、進度等信息。本次項目數(shù)字化看板系統(tǒng)安裝于實驗室柔性制造區(qū)正前方。

　　(五)文化建設

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

　　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)，易于擴展和升級維護。

　　2、工藝設計模塊

　　數(shù)字化工藝設計模塊，無縫導入第三方CAD等設計軟件的設計文檔和數(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)劃進行傳輸與生產(chǎn)，包括工藝數(shù)據(jù)、物料清單與維護三大項，工藝數(shù)據(jù)項包括工序管理、工藝路線、工藝參數(shù)、設備參數(shù)，物料清單包括物料清單維護、物料低階碼推算、無物料清單物料查詢，維護項包括車間維護、工作中心維護、導入工藝數(shù)據(jù)、生產(chǎn)加工設備維護、物流設備數(shù)據(jù)維護等功能。教師教學設計軟件：系統(tǒng)可以導入3DS、STL文件。并支持通過系統(tǒng)對此文件進行重新編輯，支持AC設置、CA設置、TA設置，將“AC設置”和“CA設置”中的動作進行串聯(lián)，并可以設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。可以通過平臺配套control將模型動畫文件加載到課件上進行三維動畫教學，實現(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)、需求訂單預測、主生產(chǎn)計劃(MPS)和物料需求計劃(MRP)等大項目組成。其中基礎(chǔ)參數(shù)項包括時柵參數(shù)配置、時格參數(shù)配置、預測版本配置、計劃版本配置、累計提前期推算和工作日歷維護;需求訂單預測項包括產(chǎn)品預測訂單的輸入;主生產(chǎn)計劃(MPS)項包括主生產(chǎn)計劃運算和主生產(chǎn)計劃維護;物料需求計劃(MRP)包括MRP運算、MRP維護和MRP下達等功能。

　　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)計劃下達的生產(chǎn)任務進行確認，下達車間任務單，對車間代碼、計劃開工時間、工藝路線、優(yōu)先級等進行維護。下達車間任務單后自動通過自動化立體倉庫實時管控系統(tǒng)，下達批量出料命令，并自動給參與生產(chǎn)的工位下發(fā)派工單，對設備下達程序命令、工藝參數(shù) 等生產(chǎn)條件與生產(chǎn)指示，相應工位信息終端自動更新該派工單信息，實時顯示加工指南，生產(chǎn)進度與所需原材料信息。

　　生產(chǎn)過程中，緊密結(jié)合RFID系統(tǒng)，實時跟蹤生產(chǎn)進度，并進行生產(chǎn)進度管理(WIP)，通過每個工位的信息終端實時采集并上傳作業(yè)時間和狀態(tài)，實時監(jiān)控生產(chǎn)進度和作業(yè)狀態(tài)，并與系統(tǒng)配置的標準工藝參數(shù)實時比對，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，進入質(zhì)量管理模塊，進行質(zhì)檢工作。對生產(chǎn)異常、設備異常的發(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)到設備, 控制設備以正確的指令進行生產(chǎn), 實時影響現(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，點擊查詢，查詢所對應的生產(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，以便于進行生產(chǎn)優(yōu)化及相關(guān)精益生產(chǎn)的實訓項目。

　　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虛實給合仿真軟件

　　1、SFC概述

　　SFC(SmartFactory Controller)是一款“PLC虛實交互3D仿真軟件”，通過真實的PLC控制各種虛擬的3D工業(yè)場景。SFC通過計算機提供的可視化虛擬環(huán)境，它充當一個實時自動化沙盒，在實際產(chǎn)品制造之前實現(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實時控制3D工業(yè)場景。SFC在工業(yè)自動化、機電一體化、電氣工程、機械工程、等課程中具有較高的教學價值。

　　SFC是基于數(shù)字和運動控制建模、仿真、信息管理、交互式用戶界面和虛擬現(xiàn)實的綜合應用技術(shù)。在智能工廠設計的初級概念階段就可以對整個系統(tǒng)進行完整的分析，觀察并實驗各組件的相互運動情況。通過系統(tǒng)虛擬仿真軟件在相應虛擬環(huán)境中真實地模擬生產(chǎn)線的運動和節(jié)拍，在計算機上可方便地修改設計缺陷，仿真不同的布局方案，對生產(chǎn)線系統(tǒng)進行不斷的改進，直至獲得最優(yōu)的智能生產(chǎn)線設計方案。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)設備的部件庫，并對庫里組件提供對應的運動仿真與效果渲染，可根據(jù)工程需求選擇相對應的組件進行設計。如各種傳送帶、氣動缸、液壓缸、伺服電機、絲桿、型材、按鈕、開關(guān)、傳感器、數(shù)控機床，加工中心、立體倉庫、AGV等工業(yè)元素。

　　用戶定制模型

　　SFC開放通用接口進行CAD數(shù)據(jù)導入，為組件庫中沒有的非標機建立模型組件，并賦予其參數(shù)和運動等

　　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，與各種外部設備通訊(如PLC)。PLC輸出信號(如執(zhí)行機構(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采集盒支持數(shù)字信號，脈沖信號，模擬信號的輸入輸出。并可擴展到128點輸出，128點輸入。

　　仿真驗證、故障排查

　　在3D工業(yè)場景仿真中，可通過外部PLC實現(xiàn)PLC邏輯驗證問題。也可以人為的設置執(zhí)行機構(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。

　　可視化方案導出功能

　　把3D場景的運動過程，可實時錄制成視頻。方便操作回看，或進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A，終點B，在B點安裝激光傳感器。工件從A點流到B點，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上。在A與B點都安裝激光傳感器。當工件從第一流水線進入第二流水線的A點時，A激光傳感器觸發(fā)PLC，PLC啟動第二條流水線。當工件到達B點時，PLC停止第二條流水線;

　　3、工件從流水線A到B(帶復位)

　　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上。在A與B點都安裝激光傳感器。當三個工件由第一流水線進入第二流水線的A點時，A激光傳感器觸發(fā)PLC，PLC啟動第二條流水線。當工件到達B點時，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：工件通過進料流水線進入巷道叉車，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

　　共有2條流水線，不同的工件從第一條流水線進入，通過傳感器PLC檢測到工件進入，XY機構(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”，通過計算機提供的可視化虛擬環(huán)境，它充當一個實時自動化沙盒，在實際產(chǎn)品制造之前實現(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)。集成了各種品牌機器人模型、虛擬PLC、AGV、數(shù)控機床、傳送帶、傳感器、各執(zhí)行機構(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)合機器人與PLC，可對整個工廠的邏輯功能進行仿真，邏輯驗證，生產(chǎn)優(yōu)化。

　　SFB包多種實訓教學案例仿真組件，以工業(yè)應用典型案例為基礎(chǔ)，將大量真實的智能工廠的規(guī)劃案例轉(zhuǎn)化為教學資源，包含工業(yè)機器人運動控制編程、離線仿真編程、PLC仿真驗證等核心教學內(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出至工業(yè)機器人或PLC中進行終端驗證。

　　二、技術(shù)特點

　　1、品牌眾多，組件豐富

　　SFB提供各種機器人品牌的工業(yè)機器人虛擬仿真組件，并提供對應的運動仿真與效果渲染，可根據(jù)工程需求選擇相對應的組件進行設計;

　　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)實生活中的物理現(xiàn)象，如：重力、彈性碰撞等。仿真運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)實的物理動力學屬性。在發(fā)生碰撞、摩擦、受力的運動模擬中，不同的動力學屬性能得到不同的運動效果;

　　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，可以快速進行復雜的大型智能工廠或智能生產(chǎn)線的虛擬仿真設計;

　　4、優(yōu)化設計，海量仿真

　　智能工廠重復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)機器人及物流線的海量仿真數(shù)據(jù)操作;

　　5、仿真驗證，虛擬調(diào)試

　　在工業(yè)應用中，通常使用PLC實現(xiàn)機器人周邊設備的自動運行。一般PLC邏輯驗證軟件只是單純對PLC程序本身的邏輯關(guān)系進行驗證，缺失PLC程序與設備綜合運用時的邏輯關(guān)系驗證，即PLC程序是否能正確的驅(qū)動設備完成相應的設計功能。

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

　　5、智能干涉及檢測功能

　　當布局出現(xiàn)干涉或錯誤設置(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的位置，并及時修改故障點的布局設計;

　　6、可視化方案導出功能

　　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覽布局，進行方案的展示與溝通;

　　7、機器人運動路徑智能規(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行機器人路徑規(guī)劃編程操作，降低繁瑣的路徑規(guī)劃編程工作;

　　8、建立獨有的模型組件庫

　　SFB開放通用接口進行CAD數(shù)據(jù)導入，為組件庫中沒有的非標機建立模型組件，并賦予其參數(shù)和運動等;

　　9、機器人運動路徑智能規(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行機器人路徑規(guī)劃編程操作，降低繁瑣的路徑規(guī)劃編程工作;

　　10、建立獨有的模型組件庫

　　VISUAL COMPONENTS開放通用接口進行CAD數(shù)據(jù)導入，為組件庫中沒有的非標機建立模型組件，并賦予其參數(shù)和運動等;