一种柔性智能制造生产教学实训系统技术方案

本发明专利技术公开了一种柔性智能制造生产教学实训系统，包括智能立体仓储单元、智能物料输送单元、智能数控车削加工单元、智能数控铣削加工单元、智能数控雕刻加工单元、柔性自动装配工作站、智能总控系统；所述智能立体仓储单元布置在整个实训系统的初始工位，所述智能物料输送单元放置在智能立体仓储单元后，所述智能物料输送单元将从智能立体仓储单元取出的物料送至实训系统其他单元，所述智能数控车削加工单元、智能数控铣削加工单元、智能数控雕刻加工单元、柔性自动装配工作站依次布置。本发明专利技术既可用于实际生产制造，又可作为整线实训设备或分单元实训设备承担实训教学任务并培养智能制造、工业自动化等方面的专业人才。工业自动化等方面的专业人才。工业自动化等方面的专业人才。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性智能制造生产教学实训系统


[0001]本专利技术涉及智能制造生产教学实训领域，具体涉及一种柔性智能制造生产教学实训系统。

技术介绍

[0002]智能制造是基于新一代信息技术，贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节，具有信息深度自感知、智能优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。
[0003]智能制造已是中国制造业发展的必然趋势。随着中国制造能力的提升，制造业的转型，急需一批掌握PLC控制技术、上位机控制技术、伺服驱动技术、变频控制技术、工业机器人应用技术、气动应用技术、传感器应用技术、RFID应用技术、网络应用技术、数字化信息采集技术等相结合的高技能技术型人才，目前掌握智能制造技术的相关人员需求缺口仍很大，而传统的实训设备无法满足人才培养的需求。
[0004]传统的教学实训系统，设备自动化程度不高，无法自主完成由原材料到合格品的全加工流程生产制造实训任务，无法实现自动化、信息化生产，无法对不同型号产品进行柔性化定制，也无法同时完成智能制造相关人才的技术培训，因此不能满足当前智能制造实训设备的市场需求。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种柔性智能制造生产教学实训系统，该柔性智能制造生产教学实训系统为模块化设计、可自主完成由原材料到合格品的全智能化生产制造、并满足智能制造工业现场应用场景培训的教学需求、解决智能制造和工业4.0应用场景下的复合人才培养问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种柔性智能制造生产教学实训系统，其特征在于：该柔性智能制造生产教学实训系统包括智能立体仓储单元、智能物料输送单元、智能数控车削加工单元、智能数控铣削加工单元、智能数控雕刻加工单元、柔性自动装配工作站、智能总控系统。所述智能制造生产教学实训系统可实现物料存储、物流料运输、物料加工、零部件组装、产品质量追溯的全流程自动化运行。所述智能立体仓储单元用于物料存储，所述智能物料输送单元用于将物料从智能立体仓储单元取出自动运送至智能实训系统的各个工作站接料工位，所述智能数控车削加工单元、数控智能铣削加工单元、智能数控雕刻加工单元可以将毛坯物料快速自动加工为成品零件，所述柔性自动装配工作站可同时用于电机转子轴部件自动压装和精密模具部件自动合装、并能实现同类型不同尺寸部件的柔性快速自动装配，所述智能总控系统包括整线PLC控制系统、MES系统、智能数据采集系统、物料追溯系统，作为整个实训系统的核心控制调度系统连接所有设备并向各设备发送工作指令、收集所有设备及物料的信息并进行分析处理，从而实现柔性智能制造生产教学实训系统自动运行。
[0007]进一步地，所述智能立体仓储单元包括立体仓库存储系统、智能看板系统、柔性工装托盘、托盘出入库平台、物料追溯RFID系统、智能仓储管理系统。所述智能立体仓库存储系统由堆垛机、货架组成。所述智能立体仓库存储系统由堆垛机、货架组成，所述堆垛机竖直轴结构为单立柱结构、导向方式采用侧面直线滑轨导向、驱动方式采用伺服电机、减速机、链条驱动，所述堆垛机水平轴结构设计采用型钢焊接后加工方式、导向方式采用双直线滑轨导向，驱动方式采用伺服电机、减速机、齿轮齿条传动，所述堆垛机货叉采用三节双向升伸货叉，所述堆垛机控制系统采用具有PROFINET通信功能的控制器，所述立体仓库存储系统的堆垛机具有与AGV小车直接上下货应用能力，所述堆垛机可以直接向AGV小车进行物货取放；所述智能看板系统与智能立体仓储管理系统无缝对接、带MES接口服务器、基于TCP/IP与生产管理主控系统进行数据对接、可以显示库存、仓储容量、状态信息及动态信息等。所述柔性工装托盘为可切换不同种类工装的铝合金托盘、且每个托盘上均有固定安装孔可实现快速换型拆装，所述柔性工装托盘上有RFID电子标签用于记录工件信息。所述托盘出入库平台为型材焊接结构、可用于托盘临时存储，其上下料工位均设置有光电传感器用于识别是否有料盘，所述托盘出入库平台，其配备的物料信息录入一体机可以实现物料信息人工录入，所述托盘出入库平台设置有控制面板且控制面板上的按钮可以手动控制智能立体仓储单元的启停。所述智能仓储管理系统集成于整个自动化生产线MES系统里、该管理系统即可以独立运行，也可以联机运行，同时可以实现立体仓库任务下发、库存统计、信息采集。
[0008]进一步地，所述智能物料输送单元包括自动上下料接驳台、AGV小车、工业机器人及其工装卡具。所述自动上下料接驳台采用气动顶升的定位方式、用光电传感器进行物料检测、可与AGV小车实现托盘输送对接并对输入托盘进行二次定位，有翻转平台可以实现零部件翻转功能。所述AGV小车采用SLAM激光导航并采用视觉二次定位，所述AGV小车车体底部采用差动式车体，小车上部安装传输线装置，所述AGV小车具有障碍物检测功能、碰撞功能检测，所述AGV小车车身具有警示色涂装以便提醒行人。所述AGV小车用WIFI以太网通讯方式且具有PROFINET通讯协议、安装有PLC控制器，所述AGV小车具有直接与搬运机器人、总控PLC、及设备其它站点直接通讯能力，所述AGV小车可以进行单机调度使用进行设备与设备之间直接通讯调度，所述AGV小车具有与立体仓库直接通讯交互能力，通过激光导航定位可以进入立体仓库堆垛机取放位置，所述AGV小车可以直接接收智能立体仓库存储系统堆垛机和自动上下料接驳台运送的料盘。
[0009]进一步地，所述智能数控车削加工单元包括至少一台平床身数控车床、一台斜床身数控车床、一台桁架机械手、一套上下料接驳台。所述数控车削加工工作岛前方设置有红外报警装置以保证设备运行时用于感应是否有人员进去工作区域，所述数控车床设置自动门系统、自动液压卡具系统。所述智能数控车削加工单元可实现自动加工、数控程序自动上传下载、并且满足设备在线监控要求。
[0010]进一步地，所述智能数控铣削加工单元包括立式加工中心、工业机器人、上下料缓存台，所述立式加工中心设置自动门系统、第四轴转台、自动液压卡具系统。所述智能数控铣削加工单元可实现自动加工、数控程序自动上传下载、并可以实现设备在线监控功能。
[0011]进一步地，所述智能数控雕刻加工单元包括三轴雕刻加工中心、六轴工业机器人、上下料缓存台，所述数控雕刻加工中心设置自动门系统、自动气动卡具系统。所述智能数控
雕刻加工中心单元实现自动加工、数控程序自动上传下载、并可以实现设备在线监控功能。
[0012]进一步地，所述柔性自动装配工作站包括压装工作台、压装自动送料机构、轴类零件压装专机、SCARA机器人压装专机、自动上下料接驳台、六轴工业机器人、同时有适用于不同产品的快换手爪卡具。
[0013]进一步地，所述智能总控系统包括整线PLC控制系统、电子看板系统、MES系统、智能数据采集系统、物料追溯系统。所述整线PLC控制系统硬件部分由弱电控制柜、动力柜、主控工作站、触摸屏显示器、控制台、控制线缆组成；所述电子看板系统由整线系统电子看板、各单元数字化看板、主控触摸终端、主控服务器组成。所述M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性智能制造生产教学实训系统，其特征在于：包括智能立体仓储单元、智能物料输送单元、智能数控车削加工单元、智能数控铣削加工单元、智能数控雕刻加工单元、柔性自动装配工作站、智能总控系统；所述智能立体仓储单元布置在整个实训系统的初始工位，所述智能物料输送单元放置在智能立体仓储单元后，所述智能物料输送单元将从智能立体仓储单元取出的物料送至实训系统其他单元，所述智能数控车削加工单元、智能数控铣削加工单元、智能数控雕刻加工单元、柔性自动装配工作站依次布置。2.根据权利要求1所述的一种柔性智能制造生产教学实训系统，其特征在于：所述智能立体仓储单元包括立体仓库存储系统、智能看板系统、柔性工装托盘、托盘出入库平台、智能仓储管理系统；所述立体仓库存储系统包括堆垛机、货架，所述堆垛机的竖直轴结构为单立柱结构，侧面直线滑轨导向，所述堆垛机的水平轴结构采用双直线滑轨导向，所述堆垛机的货叉采用三节双向升伸货叉；所述智能看板系统与智能仓储管理系统无缝对接、带MES接口服务器、基于TCP/IP与生产管理主控系统进行数据对接；所述柔性工装托盘为可切换不同种类工装的铝合金托盘、且每个托盘上均有固定安装孔，所述柔性工装托盘上有RFID电子标签；所述托盘出入库平台为型材焊接结构，其上下料工位均设置有光电传感器，所述托盘出入库平台，其配备的物料信息录入一体机可以实现物料信息人工录入，所述托盘出入库平台设置有控制面板且控制面板上的按钮可以手动控制智能立体仓储单元的启停；所述智能仓储管理系统集成于整个自动化生产线MES系统里、该管理系统即可以独立运行，也可以联机运行，同时可以实现立体仓库任务下发、库存统计、信息采集。3.根据权利要求1所述的一种柔性智能制造生产教学实训系统，其特征在于：所述智能物料输送单元包括自动上下料接驳台、AGV小车、工业机器人及其工装卡具；所述AGV小车采用SLAM激光导航并采用视觉二次定位，所述AGV小车车体底部采用差动式车体，小车上部安装传输线装置，所述AGV小车具有障碍物检测功能、碰撞功能检测，所述AGV小车车身具有警示色涂装以便提醒行人，所述AGV小车用WIFI以太网通讯方式且具有PROFINET通讯协议、安装有PLC控制器，所述AGV小车具有直接与搬运机器人、总控PLC、及设备其它站点直接通讯能力，所述AGV小车可以进行单机调度使用进行设备与设备之间直接通讯调度，所述AGV小车具有与立体仓库直接通讯交互能力，通过激光导航定位可以进入立体仓库堆垛机取放位置，所述AGV小车可以直接接收智能立体仓库存储系统堆垛机和自动上下料接驳台运送的料盘。4.根据权利要求1所述的一种柔性智能制造生产教学实训系...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，王奎，杨亮，崔广立，杨吕图，
申请(专利权)人：徐工汉云技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：