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智能制造
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HYZ-MPS小型工业4.0实训系统

为培养符合工业4.0时代需求的人才,需要新型教学设备作为教学平台。小型工业4.0智能制造综合实验装置由一条生产线和一个云生产站组成,不同于传统MPS自动化生产线实训装置,具有如下特点:

(1)配有大量多种类型的传感器,采集生产数据,实现了生产过程的数字化,能够产生一定规模的工业大数据。

(2)包含RFID和机器视觉的工业识别技术,带RFID标签或二维码的物料能够与产线PLC智能交互,能够处理小批量多批次的定制化产品的混线生产。

(3)配有面向智能制造的生产管理信息系统,具有如下功能:

接收定制化订单,完成生产计划,控制生产节拍,将定制化信息传递给产线,指导混线生产;

根据生产计划,自动生成采购计划,原材料与成品库存状态的实时监控与预警,实现智能库存管理;

通过实时采集半成品与成品的质量信息,实现质量监控;

因为采用了工业识别技术,每个产品的生产过程都可以记录,因此可以对任一产品进行实时生产进度查询及历史的生产信息追溯。

(4)具有工业机器人,配合RFID工业识别技术,根据不同产品类型的参数要求自动选择不同的运行轨迹。

(5)提供RFID、机器视觉、各生产单元PLC和上层信息系统之间的实时、可靠和安全的工业级通讯:

采用PROFINET工业以太网技术,提供设备之间的实时通讯;

通过工业级网管型交换机,实现各个生产单元之间的冗余通讯;

采用工业级安全模块,能够将生产网络与管理网络进行防火墙隔离,同时提供生产网络与管理网络数据加密通讯。

(6)生产线内包含多种类型实际生产中使用到的传感器、驱动单元;生产工序抽象于实际生产过程,具有一定的通用性。

(7)提供与生产线一致的三维虚拟仿真平台,能够进行虚拟调试,是一套完整的数字化解决方案。

1.生产线组成

图片1.png

                       图1 小型工业4.0智能制造综合实验装置

 

1.1 供料站

图片4.png

                         图2 供料站俯视图


供料站主要配置如表1所示。


序号

项目

规格

1

RFID系统

1个读写器RF240RRS422 接口

1个适合 PN RFID 通信模块RF180C,可连接2 个读写器

2

工业触摸屏

1个基本型色彩触摸面板SIMATIC KTP700PROFINET接口

3

传感器

传感器种类包括:反射光纤、对射光纤、光电传感器、接近传感器、色标传感器等

4

机械结构及驱动部件

供料筒、二轴机械臂、输送皮带、转站码头;直线推料气缸、二轴机械臂运动驱动电机、皮带传动电机、旋转组合气缸

 

1.2 检测加工站

图片6.png

                       图3 检测加工站俯视图


检测加工站主要配置如表2所示。


序号

项目

规格

1

RFID系统

1个读写器RF240RRS422 接口

1个适合 PN RFID 通信模块RF180C,可连接2 个读写器

2

传感器

传感器种类包括:电阻尺、行程开关、接近传感器、金属材质检测传感器等。

3

机械结构及驱动部件

旋转加工平台、高度检测机构、主件加工机构、废料输送皮带;旋转加工平台驱动电机、电磁铁、主件加工机构驱动电机、皮带传动电机、推出组合气缸、旋转组合气缸等。

1.3 自动装配站

图片8.png

                          图4 自动装配站俯视图

自动装配站主要配置如表3所示。

序号

项目

规格

1

RFID系统

1个读写器RF240RRS422 接口

1个适合 PN RFID 通信模块RF180C,可连接2 个读写器

2

传感器

传感器种类包括:色标传感器、接近传感器、光电传感器。

3

机械结构及驱动部件

六自由度KUKA机器人及其控制器、配件仓库、转站码头、产品装配平台、输送皮带;产品装配旋转电机、皮带传送电机、抓手机构。

1.4物流仓储站

图片10.png

                       图5 物流仓储站俯视图

物流仓储站主要配置如表4所示。


序号

项目

规格

1

RFID系统

2个读写器RF240RRS422 接口

1个适合 PN RFID 通信模块RF180C,可连接2 个读写器

2

机器视觉系统

1个 SIMATIC MV440 HR 读码器,适用于1D/2D 编码和 OCR

1个迷你镜片16 MM, 11.4 PENTAX C1614-M(KP)

1个 D65 镜头保护,金属玻璃,IP67 保护度

3

传感器

传感器种类包括:反射光纤、光电传感器、扭矩传感器、接近传感器、机械式行程开关等

4

机械结构及驱动部件



2 云生产站

云生产站主要由信息系统服务器、工业交换机和安全模块组成。在信息系统服务器中运行生产管理信息系统,包括订单管理系统、生产管理系统(含生产计划、生产执行和生产监视)、库存管理系统、质量管理系统。通过工业以太网交换机,可以将4个工作站组成企业生产环形网络,提高通讯的可靠性;通过安全模块将生产部分与信息管理部分隔离开,防止互联网中计算机对生产系统中的PLC、上位机的非法访问,同时互联网中计算机能够与生产系统中设备之间实现远程、加密的安全信息传输。图11为云生产站与4个工作站联合起来组成的具有与实际企业一致的应用示例。

云生产站提供的功能如下:

(1)配有数据双向传输程序,能够将订单系统中的产品定制信息传输到生产现场的PLC中;同时能够实时采集生产现场PLC中定制变量值到信息系统服务器中。

(2)接收定制化订单,满足客户个性化的定制需求。

(3)自动排产,控制生产节拍。

(4)将定制化信息传递给产线PLC,并指导混线生产。

(5)通过采集到的半成品与成品的质量检测信息,实现质量监控;当出现不良品时自动重新排产。

(6)产线实时生产状态监视。

7)采用PROFINET工业以太网技术,RFID、机器视觉、各个生产单元中的PLC可以实现实时数据传输。

(8)通过工业级网管型交换机,实现各个生产单元之间的冗余通讯。

(9)采用工业级安全模块,能够将生产现场层与企业管理层网络进行防火墙隔离,同时提供数据加密通讯。

 

图片11.png

                              

 
 
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