微型智慧工厂实验与研究平台制造技术

本实用新型专利技术属于机械加工领域，尤其是一种微型智慧工厂实验与研究平台；包括加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统、AGV送料系统，本方案提供的微型智慧工厂实验与研究平台通过运用工业物联网、工业服务网和智能控制等相关技术，微型智慧工厂实验与研究平台实现了制造的智能化和无人化。与传统制造模式相比具有更透彻的感知、更广泛的互联互通和更深入的智能化。微型智慧工厂实验与研究平台是以印章、象棋、纪念品等工艺品为加工对象，可实现工件的智能仓储、智能加工、智能检测和智能装配的全过程加工生产，更加符合工业4.0时代的生产制造模式。

Micro intelligent factory experiment and research platform

【技术实现步骤摘要】
微型智慧工厂实验与研究平台
本技术属于机械加工领域，尤其是一种微型智慧工厂实验与研究平台。
技术介绍
随着《中国制造2025》发展规划的提出，制造业开始从当前工业2.0和工业3.0并存的发展现状向工业4.0发展过渡，当前立体仓库、AGV小车、机床、机器人等设备技术发展多年，均已实现自动化，ZIGBEE、RFID等物联网技术应用普及，工业以太网技术日臻完善。企业往往根据自身产品会设计不同的制造系统。在教育教学中，将企业的整条生产线搬入高校教学不切实际。高校教学及科研考虑到场地、价格及维护等因素往往首选微型或者小型的生产系统，从而导致当前高校有些配置工业级的立库、机器人等几个独立设备，搭建不成系统；有些高校配置的小型生产系统往往是环形线设计，系统依据环形输送线而设计，工艺简单，智能化程度不高。此外，现有平台普遍存在者以下问题。1、系统输送线多采用环形结构设计，各设备围绕环形线布置，工作模式固定，工艺简单固定，不具备柔性化，无法实现产品的定制化生产。2、环形流水线的设计导致只能实现串行工序，无法实现并形工序。3、系统中鲜有配置智能信息采集传感器及工业以太网通讯，导致一些生产加工过程数据无法实时的采集及上传，从而无法实现让客户实时查询生产加工进度及后续产品的追踪溯源，更加不能实现后续大数据的统计分析优化生产。4、系统大多为串行生产，无法实现多订单的混流生产。5、不同的设备类型，不同的通讯接口（如RS232\RS485、CAN、MODBUS和PROFINET）及通讯协议导致系统集成困难。6、系统需要人工参与生产作业的工序较多，无法实现类似无人工厂的生产模式，智能化程度不高。为此，有必要设计一种新型的生产系统平台，能够实现全自动化、小型化的生产平台。
技术实现思路
本技术的主要目的是提供一种微型智慧工厂实验与研究平台，用来克服现有制造平台自动化程度低，过于复杂的问题。本技术是这样实现的，一种微型智慧工厂实验与研究平台，包括加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统、AGV送料系统，所述加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统分别与所述AGV送料系统相连；所述加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统分别设有工作台，所述工作台包括台面和设置在所述台面以下的柜体，所述柜体内部设有电路控制板；所述加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统之间通过OPC通讯协议相互电连；所述加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统分别设有PLC控制器。通过有机的将这些系统组合形成平台，能够大大节约空间金钱，完成设备组装。各模块之间通过AGV进行物料的输送，模块之间的流程控制通过智能制造控制系统软件来调度控制。平台各个模块有独立的控制系统，除AGV小车外其他模块均通过工业以太网连接至交换机组成局域网。智能仓储系统、自动分拣系统、生产装配单元及智能加工单元的柔性线采用PLC控制器控制，采用OPC协议，通过工业以太网口与上位机通讯；上下料机器人、装配机器人、数控铣床、电子标签辅助拣选系统及视觉检测仪均直接通过工业以太网接口与上位机通讯。本技术的进一步技术方案是：所述立体仓库系统设有设置在所述台面上的货架、入货台输送线、出货台输送线、RFID读写器、货叉和天门立柱；所述天门立柱设置在所述货架侧边；所述货叉设置在所述天门立柱上，所述入货台输送线和所述出货台输送线分别与所述货架相连。立体仓库系统主要用于物料（原材料、半成品及成品）仓储。由堆垛机、前后排货架、出入货台、输送线及RFID读写器组成。前排货架4行5列，后排货架4行7列。控制器采用PLC控制器，配有触摸屏，可方便实现物料的出入库、移库、调库及盘点作业。系统可以单独使用，也可以通过OPC协议来实现调度控制。本技术的进一步技术方案是：所述加工线系统包括设置在所述台面上的移动控制盒、六轴机器人、铣床、直线模组和输送线，所述移动控制盒、所述六轴机器人和所述铣床依次沿所述输送线形进方向设置。加工线系统主要用于物料智能加工。由多输入多输出的柔性输送线、YASKAWA机器人、机器人行走机构、2台数控铣床及多个RFID读写器组成。柔性输送线控制器采用PLC控制器，配有触摸屏，系统可以单独使用，也可以通过OPC协议来实现调度控制；机器人可以通过以太网远程控制；数控铣床支持以太网远程上传/下载和切换加工代码等控制。智能制造单元各模块可以独立运行，也可以采用智能制造调度控制软件来进行智能调度控制。本技术的进一步技术方案是：所述加工线系统还设有视觉检测仪，所述视觉检测仪设有相互电连的光源和高精度相机。视觉测量仪主要用于对加工的物料进行测量，对加工质量进行检测。由高精度相机、光源及软件组成。系统可以自动实现对工件的测量并将数据保存后台服务器，可在3秒里实现多到100个数据的快速测量，测量精度高达3um。系统可以单独使用，也可以通过以太网来实现调度控制。本技术的进一步技术方案是：所述分拣系统设有设置在所述台面之上的一条输送线、RFID读写器和4个分拣口，所述分拣口配有相互连接的顶升装置。自动分拣系统主要用于成品的分拣作业。由一条输送线、4条分拣线、4个顶升平移机构及RFID读写器组成。控制器采用PLC控制器，配有触摸屏，实现分拣口的设置及分拣作业控制。系统可以单独使用，也可以通过OPC协议来实现调度控制。本技术的进一步技术方案是：所述人工装配系统设有设置在所述台面上的输送线、多个触摸屏和顶升装置，所述触摸屏沿所述输送线平行设置，所述顶升装置与所述触摸屏相电连。人工装配系统主要用于模拟真实工厂中的人工生产装配线。由两条并形输送线、6个带有显示触摸屏工位、主触摸屏及RFID读写器组成。工位上的显示触摸屏可以显示SOP和装配动画等信息；控制器采用PLC控制器，通过主触摸屏系统可以方便设置不同的装配任务，实现对装配线的控制。系统可以单独使用，也可以通过OPC协议来实现调度控制。本技术的进一步技术方案是：所述输送分流系统设有设置在所述台面上的输送线、左流利货架、右流利货架，所述左流利货架和所述右流利货架分别设置在所述输送线形进方向的左、右两侧，所述左流利货架、右流利货架上分别设有电子标签。输送分流系统主要用于物料（原材料、半成品及成品，主要是针对成品）的拣选作业，是人机交互的单元模块。由左右两排重力式流利货架、无动力输送线及RFID读写器组成。每排货架均设计成两层，每层3个仓位，每个仓位配有中文电子标签。系统还配置有一个订单显示器及订单完成器。控制器采用433M无线网关控制器，支持以太网连接。系统可以单独使用，也可以通过以太网来实现调度控制。本技术的进一步技术方案是：所述AGV送料系统设有分别与所述加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统相连的车轨，所述车轨上设有AGV车，所述AGV车上设有ZIGBEE无线通讯网卡。AGV小车送立库出货口自动接收托盘(托盘中有物料)，自动运行到对应设备的入货口，将托盘自动输送到入货口，这个过程称为AGV送料。AGV小车轨道由1050*500*30mm规格的木板组成，木板通过两根100mm长的铝型材固定在桌子两边。AG本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微型智慧工厂实验与研究平台，其特征在于：包括加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统、AGV送料系统，所述加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统分别与所述AGV送料系统相连；所述加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统分别设有工作台，所述工作台包括台面和设置在所述台面以下的柜体，所述柜体内部设有电路控制板；所述加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统之间通过OPC通讯协议相互电连；所述加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统分别设有PLC控制器。

【技术特征摘要】
1.一种微型智慧工厂实验与研究平台，其特征在于：包括加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统、AGV送料系统，所述加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统分别与所述AGV送料系统相连；所述加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统分别设有工作台，所述工作台包括台面和设置在所述台面以下的柜体，所述柜体内部设有电路控制板；所述加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统之间通过OPC通讯协议相互电连；所述加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统分别设有PLC控制器。2.根据权利要求1所述的微型智慧工厂实验与研究平台，其特征在于：所述立体仓库系统设有设置在所述台面上的货架、入货台输送线、出货台输送线、RFID读写器、货叉和天门立柱；所述天门立柱设置在所述货架侧边；所述货叉设置在所述天门立柱上，所述入货台输送线和所述出货台输送线分别与所述货架相连。3.根据权利要求1所述的微型智慧工厂实验与研究平台，其特征在于：所述加工线系统包括设置在所述台面上的移动控制盒、六轴机器人、铣床、直线模组和输送线，所述移动控制盒、所述六轴机器人和所述铣床依次沿所述输送线形进方向设置。4.根据权利要求3所述的微型智慧工厂实验与研究平台，其特征在于：所述加工线系统还设有视觉检测仪，所述视觉...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨伽利，曹博，
申请(专利权)人：深圳市元创兴科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44