一种智能制造技术与应用生产实训系统技术方案

本发明专利技术涉及一种智能制造技术与应用生产实训系统，要解决的技术问题是提供相框产品的智能柔性流水线式生产、实训的技术方案，用于解决传统生产中工序分散、用工多、生产效率低、质量保障不足的问题。设备不但具有直观的产品输出、检测功能，真实的体现工业现场应用，外设接口更便于设备的拓展和升级；具有合理的构造组合，精确的控制，充分体现了智能制造技术的应用，同时，使用了原料托盘和成品托盘共同运送相框组件，将需要装配的相框组件根据所需要进行的加工工艺的不同，放置于两种不同的托盘上，在进行总装之前，各自完成相应的加工处理，最后再进行总装，节省了生产线加工时间，提高了生产效率。

An intelligent manufacturing technology and application production training system

The invention relates to an intelligent manufacturing technology and application production training system. The technical problem to be solved is to provide a technical scheme of intelligent flexible assembly line production and training of picture frame products, which is used to solve the problems of scattered process, more labor, low production efficiency and insufficient quality assurance in traditional production. The equipment not only has the intuitive product output and testing functions, truly reflects the industrial field application, the peripheral interface is more convenient for the expansion and upgrading of the equipment; has a reasonable structure combination, accurate control, fully reflects the application of intelligent manufacturing technology, at the same time, uses the raw material tray and the finished product tray to transport the photo frame components together, according to the needs of the photo frame components to be assembled The different processing technology should be placed on two different pallets. Before the final assembly, the corresponding processing processing should be completed respectively. Finally, the final assembly can save the processing time of the production line and improve the production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种智能制造技术与应用生产实训系统
本专利技术涉及先进制造技术，具体涉及一种可同时应用于工厂制造和教学领域的智能制造技术与应用生产实训系统。
技术介绍
随着科技技术的发展与应用，全自动生产、人工智能、AGV、RFID、MES等技术被逐渐应用于生产制造领域，智能制造技术就是利用计算机模拟制造业领域的专家的分析、判断、推理、构思和决策等智能活动，并将这些智能活动和智能机器融合起来，贯穿应用与整个制造企业的子系统(经营决策、采购、产品设计、生产计划、制造装配、质量保证和市场销售等)，以实现整个制造企业经营运作的高度柔性化和高度集成化，从而完全取代工人体力劳动，或延伸制造环境领域的专家的部分脑力劳动，并对制造业领域专家的智能信息进行收集、存储、完善、共享、继承和发展，是一种极大提高生产效率的先进制造技术。现今各院校等培训机构中，对此技术的学习培训仍存在很大空缺，形成了学员毕业后与实际工厂相脱节，工序不符与及定位不精确，为此，专利文献1提供了一种智能制造技术与应用生产实训系统及方法，其公开了能提高学员智能制造技术分析、推理、判断、构思和决策能力的生产实训系统，但是，该生产实训系统具体针对的是灯头装配，仅采用了一个物料托盘对工件进行运送装配，效率低下，而且专利文献1中并不包括3D打印模块，不能对灯头LOGO进行3D打印，形成外观漂亮的工件；在相框镶片上进行3D打印将LOGO打印上去，为在已成型的工件上继续进行增材工艺，而此类3D打印，存在后续打印的材料不能很好的与已成型的工件结合，从而造成结合强度不够，打印上去的材料很容易脱落的问题，如专利文献2其提供了一种通过光纤激光预热打印区域的3D打印装置，其在3D打印前通过光纤激光预热打印区域，使得挤出的丝料与预热区域粘合接近液体熔融的粘合，提高了粘合强度，但是，若是通过光纤激光作用于已成型的工件，由于激光温度较高，作用面较广，其有可能会将不需要进行LOGO打印的其他区域也融化了，虽然可以提高粘合强度，但是，有可能影响美观；又如，专利文献3其提供了一种3D打印机构，该打印机构中的打印头由于设置了三个伸缩杆和万向铰链，从而使得打印头的角度是可以调节的，但是该打印机构在狭小的打印空间内时，其可能存在空间小无法进行灵活转动的问题，不能很好的对封闭的孔洞进行灵活的打印。专利文献1：CN109615967A；专利文献2：CN206999631U；专利文献3：CN107214954A。综上所述，现有技术中，均未提供一种专门适用于相框装配、使用原料托盘和成品托盘共同放置于生产线以运送工件、包括3D打印机进行LOGO打印、且能很好的解决打印上去的LOGO与相框镶片的结合的能实际应用的智能制造技术与应用生产实训系统，弥补上述现有技术的缺陷。
技术实现思路
为了克服现有技术中的智能制造技术与应用生产实训系统的不足，本专利技术提供了一种技术方案，本专利技术采用如下技术方案实现专利技术目的：本专利技术包括自动立体库、上料机械手、下料机械手、自动输送线、七轴工业机器人、数控加工中心、激光打标机、紫外线打标机、3D打印机、六轴组装机器人、组装检测单元、工业摄像头检测系统、包装单元、四轴机器人、自动标签机、AGV小车、MES系统看板、工业铝型材台体、安全围栏。管理员或客户可通过手机、电脑向MES系统下单，下单后三轴机械手从原料库依次取原料托盘、成品托盘，放置在原料暂放架和成品周转平台上，上料机械手取原料托盘至自动化输送线的原料输送起点，下料机械手由成品周转台上取成品托盘通过成品AGV小车运送至自动化输送线上的成品托盘输送起点；自动输送线带动原料托盘行走至数控加工中心取料点，而成品托盘做则由导向装置转至3D打印单元；七轴机器人取原料工件转至数控加工中心进行机加工，加工完毕的的工件再由七轴机器人转至打标单元，激光打标机进行打标，紫外线打标机进行图像打印；完成的工件再由七轴机器人转至自动化输送线上，输送至组装单元。而同时，所述的成品托盘的配件经由3D打印机完成打印，也由自动化输送线转至组装取料工位，四轴机器人将成品托盘上的包装箱转至装箱工位；所述的六轴组装机器人取待组装的工件至相框组装夹具、相片组装夹具台，组装完并经工业摄像头质量检测合格的成品由六轴组装机器人放入包装箱中，包装箱开闭由包装夹具台上的摆动气缸及翻盖吸盘抓手完成；四轴机器人将包装箱放置于成品托盘上，通过自动输送线转至成品下料工位。下料机械手取成品托盘至成品周转平台上，成品托盘转至自动化立体库取料位置，三轴机械手将包装好的成品及托盘转至成品库料架上，或下料机械手将成品托盘放置于成品AGV小车上，AGV小车将其转至展示位置，客户可直接从AGV小车上取走包装好的成品工件。所述的原料AGV小车可沿导向标识从备料库取原料补充至自动化立体库。所述的打标单元留有打磨头，七轴机器人可夹持加工完的工件在在打磨位完成工件的打磨作业。具体的，一种智能制造技术与应用生产实训系统，包括自动化立体库、上料机械手、下料机械手、自动化输送线、七轴机器人、数控加工中心、打标单元、3D打印单元、组装检测单元、包装单元、贴标单元、配电柜、MES看板、短焦投影仪、工艺看板、安全围栏和备料库，自动化立体库、数控加工中心、七轴机器人、打标单元、3D打印单元、组装检测单元、包装单元和贴标单元依次围绕自动化输送线布置，原料托盘通过上料机械手从自动化立体库放置于自动化输送线上，同时，成品托盘经下料机械手从自动化立体库装运出后，经过成品AGV小车运送至自动化输送线上的3D打印初始位置上。优选地，原料库、成品库、三轴机械手、原料周转架、成品周转台、原料AGV小车、成品AGV小车、立体库PLC控制台、立体库悬臂箱共同组成自动化立体库；所述的原料托盘、成品托盘作为原料、成品工件的载具，三轴机械手从原料库、成品库搬运工件及托盘，原料周转架和成品周转台分别作为原料及成品转运的一个过渡机构；原料AGV小车可从备料库向原料库补料，成品AGV小车可从备料库转运包装箱或向展示位的客户转运包装成品；成品托盘设计有3D打印板，同时也可放置包装箱；原料托盘、成品托盘自带电子标签，便于各工序信息写入读取，作为MES信息采集点。优选地，3D打印单元包括3D打印机，3D打印机包括支架、滑动座A、滑动座B、滑动座C、喷头和打孔加热棒，支架横跨于导向装置上部，滑动座A和滑动座B滑动设置于支架上的横梁上，滑动座C滑动设置于滑动座A上，且滑动座A、滑动座B和滑动座C中设置有驱动它们滑动的动力机构，打孔加热棒设置于滑动座B内、喷头设置于滑动座C内，喷头仅可沿着滑动座C上下滑动，不可以发生相对转动，打孔加热棒设置于滑动座B内。优选地，喷头包括喷头主体、上封闭板、引导辊、加热模块、阀安装座、喷嘴调节阀组件和可拆喷头，上封闭板设置于喷头主体上端，上封闭板内仅设置有供进料管材进入的孔，引导辊设置于上封闭板上端，用于引导进料管材，且设置有两个，位于进料管材的两端，可拆喷头螺纹连接于喷头主体的下端，由上封闭板、喷头主体和可拆喷头共同形成了料仓，加热模块设置于料仓内用于对进入料仓内的进料管材进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能制造技术与应用生产实训系统，包括自动化立体库(1)、上料机械手(2)、下料机械手(3)、自动化输送线(4)、七轴机器人(5)、数控加工中心(6)、打标单元(7)、3D打印单元(8)、组装检测单元(9)、包装单元(10)、贴标单元(11)、配电柜(12)、MES看板(13)、短焦投影仪(14)、工艺看板(15)、安全围栏(16)和备料库(17)，其特征在于：自动化立体库(1)、数控加工中心(6)、七轴机器人(5)、打标单元(7)、3D打印单元(8)、组装检测单元(9)、包装单元(10)和贴标单元(11)依次围绕自动化输送线(4)布置，原料托盘(30)通过上料机械手(2)从自动化立体库(1)放置于自动化输送线(4)上，同时，成品托盘(32)经下料机械手(3)从自动化立体库(1)装运出后，经过成品AGV小车(24)运送至自动化输送线(4)上的3D打印初始位置上。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能制造技术与应用生产实训系统，包括自动化立体库(1)、上料机械手(2)、下料机械手(3)、自动化输送线(4)、七轴机器人(5)、数控加工中心(6)、打标单元(7)、3D打印单元(8)、组装检测单元(9)、包装单元(10)、贴标单元(11)、配电柜(12)、MES看板(13)、短焦投影仪(14)、工艺看板(15)、安全围栏(16)和备料库(17)，其特征在于：自动化立体库(1)、数控加工中心(6)、七轴机器人(5)、打标单元(7)、3D打印单元(8)、组装检测单元(9)、包装单元(10)和贴标单元(11)依次围绕自动化输送线(4)布置，原料托盘(30)通过上料机械手(2)从自动化立体库(1)放置于自动化输送线(4)上，同时，成品托盘(32)经下料机械手(3)从自动化立体库(1)装运出后，经过成品AGV小车(24)运送至自动化输送线(4)上的3D打印初始位置上。


2.根据权利要求1所述的智能制造技术与应用生产实训系统，其特征在于：原料库(18)、成品库(19)、三轴机械手(20)、原料周转架(21)、成品周转台(22)、原料AGV小车(23)、成品AGV小车(24)、立体库PLC控制台(25)、立体库悬臂箱(26)共同组成自动化立体库(1)；
所述的原料托盘(30)、成品托盘(32)作为原料、成品工件的载具，三轴机械手(20)从原料库、成品库搬运工件及托盘，原料周转架(21)和成品周转台(22)分别作为原料及成品转运的一个过渡机构；
原料AGV小车(23)可从备料库向原料库补料，成品AGV小车(24)可从备料库转运包装箱或向展示位的客户转运包装成品；
成品托盘(30)设计有3D打印板，同时也可放置包装箱；
原料托盘(30)、成品托盘(32)自带电子标签(29)，便于各工序信息写入读取，作为MES信息采集点。


3.根据权利要求1或2所述的智能制造技术与应用生产实训系统，其特征在于：3D打印单元(8)包括3D打印机(60)，3D打印机(60)包括支架(81)、滑动座A(82)、滑动座B(83)、滑动座C(106)、喷头(61)和打孔加热棒(84)，支架(81)横跨于导向装置(79)上部，滑动座A(82)和滑动座B(83)滑动设置于支架(81)上的横梁上，滑动座C滑动设置于滑动座A(82)上，且滑动座A(82)、滑动座B(83)和滑动座C(106)中设置有驱动它们滑动的动力机构，打孔加热棒(84)设置于滑动座B(83)内、喷头(61)设置于滑动座C(106)内，喷头(61)仅可沿着滑动座C(106)上下滑动，不可以发生相对转动，打孔加热棒(84)设置于滑动座B(83)内。


4.根据权利要求3所述的智能制造技术与应用生产实训系统，其特征在于：喷头(61)包括喷头主体(89)、上封闭板(93)、引导辊(92)、加热模块(96)、阀安装座(97)、喷嘴调节阀组件(98)和可拆喷头(94)，上封闭板(93)设置于喷头主体(89)上端，上封闭板(93)内仅设置有供进料管材(91)进入的孔，引导辊(92)设置于上封闭板(93)上端，用于引导进料管材(91)，且设置有两个，位于进料管材(91)的两端，可拆喷头(94)螺纹连接于喷头主体(89)的下端，由上封闭板(93)、喷头主体(89)和可拆喷头(94)共同形成了料仓(95)，加热模块(96)设置于料仓(95)内用于对进入料仓(95)内的进料管材(91)进行加热，形成熔融状态的3D打印材料，阀安装座(97)设置于加热模型(96)下部，内部设置有用于安装喷嘴调节阀组件(98)的内螺纹，喷嘴调节阀组件(98)螺纹连接于阀安装座(97)内，且安装于可拆喷头(94)的喷嘴内，用于改变从喷嘴内喷射出的流体的喷射角度。


5.根据权利要求4所述的智能制造技术与应用生产实训系统，其特征在于：喷嘴调节阀组件(98)包括竖杆(99)、连杆A(101)、连杆B(102)、滑动套(100)和柔性遮挡件(103)，竖杆(99)上部设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：马林旭，王利强，李成营，王启祥，张世辉，
申请(专利权)人：天津中德应用技术大学，天津巨来科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12