·設(shè)備外觀

·設(shè)計簡述

    硬件系統(tǒng)以智能制造行業(yè)基本工序為單位，由12個工位組成，以水晶相框產(chǎn)品為載體，通過水晶相框的上料、機(jī)加、熱處理、噴墨打印、視覺檢測、組裝、激光打標(biāo)、下線入庫，完成一個精致的水晶相框（含參觀者照片）成品，實現(xiàn)個性化生產(chǎn)組裝，本案例可以完成兩種規(guī)格相片的打印和組裝。所涉及到的設(shè)備包含西門子PLC、相關(guān)自動化流水硬件設(shè)備、工控傳輸通訊設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人、RFID賦碼設(shè)備、噴墨打印、視覺檢測系統(tǒng)、AGV智能工程車、自動化倉庫等。
硬件系統(tǒng)以制造工廠的智能化定位需求為參考，通過工業(yè)以太網(wǎng)完成數(shù)據(jù)的快速交換和流程控制，采用PLC實現(xiàn)靈活的現(xiàn)場控制結(jié)構(gòu)和總控設(shè)計邏輯，利用iME系統(tǒng)采集所有設(shè)備的運(yùn)行信息和工作狀態(tài)，實現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控、實施調(diào)配和智能控制。
通過系統(tǒng)的展示和培訓(xùn)，搭建智能制造系統(tǒng)集成技術(shù)研發(fā)、行業(yè)應(yīng)用的公共服務(wù)基地，促進(jìn)智能制造系統(tǒng)集技術(shù)的交流以及制造企業(yè)信息化、智能化升級。

·主要參數(shù)

1.輸入電源：單相三線 ～220V±10% 50Hz
2.工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃  相對濕度≤85%（25℃） 海拔＜4000m
3.裝置容量：＜1.0kVA
4.外形尺寸：10000mm×4000mm×2100mm
5.安全保護(hù)：具有接地、漏電壓、漏電流保護(hù)，安全指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)置電源管理系統(tǒng)，可與互聯(lián)網(wǎng)相連，支持無線網(wǎng)絡(luò)，可方便教師通過WIFI或3G/4G網(wǎng)絡(luò)的智能Android手機(jī)或平板電腦登錄APP隨時隨地控制設(shè)備運(yùn)行情況和監(jiān)控設(shè)備故障信息。
設(shè)備智能管理系統(tǒng)基于云服務(wù)器處理，所有信息實時存儲在云端服務(wù)器（阿里云、百度云或騰訊云等）。軟件安裝支持Windows、Android操作系統(tǒng)。設(shè)備智能管理系統(tǒng)平臺由APP和云端硬件模塊組成。云端硬件模塊由OLED顯示屏、微型按鍵、無線天線等組成。
具有電源鍵管理、設(shè)備信息采集、考核定時、故障報警、切斷電源等功能；一機(jī)一碼，需要填寫設(shè)備碼、學(xué)校名稱、實驗室名稱、教師姓名、聯(lián)系方式完成注冊。
設(shè)備控制模式可選擇遠(yuǎn)程控制或本地控制。本地控制就是設(shè)備單機(jī)可以上電，遠(yuǎn)程即需要手機(jī)登錄設(shè)備智能管理系統(tǒng)進(jìn)行上電控制；
設(shè)備可通過按鍵向服務(wù)器發(fā)出上電請求，教師可在遠(yuǎn)程進(jìn)行審批，確定是否上電，還可實現(xiàn)針對實驗設(shè)備的智能考核，可以設(shè)置考核時間，其中考核時間具有倒計時顯示設(shè)置，可以在倒計時5分鐘時提醒考生按時答卷，考核時間一到設(shè)備智能管理模塊控制設(shè)備電源自動切斷。
能對實驗室內(nèi)設(shè)備的報警歷史可查看，并要求能查看報警類型，報警次數(shù)，最后報警時間和使用時間（設(shè)備的累計使用時間）。
具有設(shè)備報修功能，教師通過在設(shè)備智能管理系統(tǒng)填寫設(shè)備號，聯(lián)系人，聯(lián)系電話，問題描述，故障信息第一時間反饋到廠家技術(shù)服務(wù)部，廠家技術(shù)服務(wù)部能通過從云服務(wù)器提取設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)和云計算結(jié)果，快速處理學(xué)校的設(shè)備故障，保證設(shè)備盡快正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

·組成及功能

客戶通過手機(jī)進(jìn)行下單，信息經(jīng)iME系統(tǒng)下達(dá)生產(chǎn)計劃后，系統(tǒng)自動開啟運(yùn)行，開始生產(chǎn)。
(一) OP10:自動化倉庫
主要組成：主要由立體倉庫（相框原材料、包裝盒原材料、成品）、庫位檢測傳感器、堆垛機(jī)等組成。
工作過程：堆垛機(jī)按照需要將原料、配件從倉庫取出，運(yùn)行到待出庫區(qū)域，由上下料工業(yè)機(jī)器人完成出庫、入庫、搬運(yùn)工作。
每個庫位均具有傳感器檢測，物料信息通過RFID掃描，均具有自己的屬性。根據(jù)iME系統(tǒng)提供的訂單信息，自動出庫入庫，并對庫存信息及動作信息在系統(tǒng)看板進(jìn)行實時顯示。
1、系統(tǒng)下單，自動啟動出庫入庫動作；
2、堆垛機(jī)完成和機(jī)器人配套的出庫作業(yè)以及和AGV智能工程車駁接的入庫作業(yè)；
3、如設(shè)備異常，三色燈報警，并傳輸至生產(chǎn)制造系統(tǒng)看板端。
(二) OP11:機(jī)器人上下料/OP12：CNC加工/OP13：3D打印 
主要組成：主要由工業(yè)機(jī)器人、自動快換夾具等組成。
工作過程：工業(yè)機(jī)器人按照需要將相框原材料、包裝盒原材料、配件從堆垛機(jī)上取出并搬運(yùn)至相應(yīng)的工序中。
Ø 原材料需要加工，先送入OP12：CNC加工機(jī)床中進(jìn)行加工，帶加工完成后，在送入輸送線的托盤中；
Ø 原材料不需要加工，直接送入輸送線的托盤中；
Ø 如果有個性化的需求，3D打印機(jī)工作，制作出個性工件，由工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)放入生產(chǎn)輸送線中；
Ø 如果是裝配的原材料，工業(yè)機(jī)器人將其搬運(yùn)到AGV小車上，同時AGV自動運(yùn)行至“組裝”工位的配件中轉(zhuǎn)庫；AVG根據(jù)中轉(zhuǎn)庫的庫存情況自動運(yùn)行補(bǔ)給配料。
Ø 如果是包裝盒原材料，堆垛機(jī)自動運(yùn)行至AGV智能工程車駁接處，將包裝盒送入AGV智能工程車，AGV工程車運(yùn)行至相框下線駁接處，完成相框的裝箱作業(yè)后再次返回。
Ø 如有成品入庫時，堆垛機(jī)自動運(yùn)行至AGV智能工程車駁接處，完成成品的駁接，并入庫到成品庫位。
1、系統(tǒng)下單，自動啟動工業(yè)機(jī)器人動作；
2、工業(yè)機(jī)器人將物料按IME信息自動執(zhí)行搬運(yùn)動作；
3、如設(shè)備異常，三色燈報警，并傳輸至生產(chǎn)制造系統(tǒng)看板端。
(三) OP30:機(jī)加單元 
主要組成：主要由機(jī)加機(jī)構(gòu)外殼、多功能刀塔、升降機(jī)、電磁閥、刀具等組成。
工作過程：檢測到托盤到機(jī)加單元工位時，模擬機(jī)加裝置動作（多功能刀塔），根據(jù)iME系統(tǒng)提供的訂單信息，完成不同動作的加工，并對加工進(jìn)度和結(jié)果在系統(tǒng)看板進(jìn)行實時顯示。
1、機(jī)加單元工位自動感應(yīng)托盤到位后，啟動機(jī)加動作；
2、加蓋完成后，機(jī)加機(jī)構(gòu)恢復(fù)，阻擋電磁閥收縮放行，托盤隨傳送帶至下一個工位；
3、如設(shè)備異常，三色燈報警，并傳輸至生產(chǎn)制造系統(tǒng)看板端。
(四) OP40:熱處理單元 
主要組成：主要由有機(jī)玻璃罩（熱處理箱）、熱處理單元、風(fēng)扇、溫度控制器、電磁閥等組成。
工作過程：檢測到托盤到達(dá)熱處理單元工位時，自動模擬熱處理動作，溫度顯示器顯示溫度變化情況，熱處理的時間的根據(jù)iME系統(tǒng)提供的訂單產(chǎn)品不同而不同，處理完成后，將處理信息反饋給iME系統(tǒng)，同時在系統(tǒng)看板進(jìn)行實時顯示。
1、熱處理工位自動感應(yīng)托盤到位后，啟動熱處理流程；
2、熱處理機(jī)構(gòu)自動進(jìn)行處理，溫度信息通過溫度顯示器自動顯示；
3、處理完成后，阻擋電磁閥收縮放行，托盤隨傳送帶至下一個工位；
4、如設(shè)備異常，三色燈報警，并傳輸至生產(chǎn)制造系統(tǒng)看板端。
(五) OP50:照片打印 
主要組成：主要由2臺彩色相片打印機(jī)、5寸、6寸防水相紙等組成。
工作過程：打印機(jī)接收到iME系統(tǒng)的打印信息后，根據(jù)任務(wù)信息，對于的打印機(jī)自動打印相片，完成后由工業(yè)機(jī)器人取走相片，進(jìn)行視覺檢測和定位；若檢測不合格，進(jìn)行重新打印。并對打印的效果和數(shù)量在系統(tǒng)看板進(jìn)行實時顯示。
1、如設(shè)備異常，三色燈報警，并傳輸至生產(chǎn)制造系統(tǒng)看板端。
(六) OP60:視覺檢測 
主要組成：主要由歐姆龍彩色照相機(jī)、LED光源、控制器、檢測平臺、電源等組成。
工作過程：檢測到照片送至視覺檢測單元工位時，智能視覺進(jìn)行檢測，將檢測結(jié)果傳送給iME系統(tǒng)進(jìn)行信息對比，若不合格，由工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)自動進(jìn)行剔除；若合同，將照片的坐標(biāo)信息傳輸給工業(yè)機(jī)器人，便于工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行組裝定位。并對檢測信息及數(shù)量在系統(tǒng)看板進(jìn)行實時顯示。
1、視覺檢測工位自動感應(yīng)照片到位后，啟動自動檢測；
2、檢測完成后，給予機(jī)器人信號和坐標(biāo)信息；
3、若檢測不合格，由工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行自動剔除；
4、如設(shè)備異常，三色燈報警，并傳輸至生產(chǎn)制造系統(tǒng)看板端。
(七) OP70:工業(yè)機(jī)器人 
主要組成：主要由工業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人控制柜、示教器、機(jī)器人工裝夾具、配件中轉(zhuǎn)庫、傳感器等組成，完成相框配件的中轉(zhuǎn)庫搬運(yùn)、打印相片的分揀、相框的組裝工作。
Ø AGV智能工程車輸送配件到達(dá)駁接位時，工業(yè)機(jī)器人將配件搬運(yùn)至中轉(zhuǎn)庫，進(jìn)行暫存；
Ø 打印機(jī)打印完成照片后，工業(yè)機(jī)器人將打印的相片搬運(yùn)至視覺相機(jī)處進(jìn)行檢測和定位；
Ø 如果視覺檢測合格，根據(jù)相機(jī)的坐標(biāo)信息，工業(yè)機(jī)器人調(diào)整好照片的姿態(tài)，進(jìn)行精確組裝，分別將相片、水晶相框進(jìn)行組裝；
Ø 如果視覺檢測的照片不合格，工業(yè)機(jī)器人將照片回收到廢品框，打印機(jī)自動重新打印； 
1、裝配完成后，阻擋電磁閥收縮放行，托盤隨傳送帶至下一個工位；
2、如設(shè)備異常，三色燈報警，并傳輸至生產(chǎn)制造系統(tǒng)看板端。
(八) OP80:相框組裝 
主要組成：主要相框組裝平臺、定位機(jī)構(gòu)等組成，提供相框的組裝平臺。
工作過程：檢測到托盤到達(dá)產(chǎn)品組裝單元工位時，工業(yè)機(jī)器人動作，機(jī)器人和iME系統(tǒng)實時通訊，依次將照片（經(jīng)過智能視覺定位，機(jī)器人自動變換照片的位置）、水晶配件進(jìn)行組裝；并對裝配信息及數(shù)量在系統(tǒng)看板進(jìn)行實時顯示。
1、產(chǎn)品組裝工位自動感應(yīng)托盤到位后，啟動機(jī)器裝配流程；
2、裝配完成后，阻擋電磁閥收縮放行，托盤隨傳送帶至下一個工位；
5、如設(shè)備異常，三色燈報警，并傳輸至生產(chǎn)制造系統(tǒng)看板端。
(九) OP90:激光打標(biāo) 
主要組成：主要由激光賦碼機(jī)、光電傳感器、支架等組成。
工作過程：檢測到托盤到達(dá)激光打標(biāo)單元工位時，激光打標(biāo)機(jī)根據(jù)iME系統(tǒng)信息進(jìn)行自動對水晶相框打標(biāo)，可以是姓名、座右銘等內(nèi)容，打標(biāo)完成后，自動輸送到下一個工位，并對打標(biāo)信息及數(shù)量在系統(tǒng)看板進(jìn)行實時顯示。
1、激光打標(biāo)工位自動感應(yīng)托盤到位后，啟動自動打標(biāo)；
2、打標(biāo)完成后，阻擋電磁閥收縮放行，托盤隨傳送帶至下一個工位；
3、如設(shè)備異常，三色燈報警，并傳輸至生產(chǎn)制造系統(tǒng)看板端。
(十) OP100:下線 
主要組成：主要由RFID檢測模塊、AGV智能工程車、裝箱機(jī)械手、自動化倉庫等組成。
工作過程：檢測到托盤到下線工位時，AGV智能工程車自動運(yùn)行至下線駁接處，裝箱機(jī)械手動作，完成相框的裝箱工作，裝箱完畢后AGV智能工程車運(yùn)輸至自動化倉庫堆垛機(jī)搬運(yùn)工位，堆垛機(jī)和AGV智能工程車自動駁接，完成成品的入庫作業(yè)，入庫數(shù)量及產(chǎn)品信息在系統(tǒng)看板進(jìn)行實時顯示。
1、下線工位自動感應(yīng)托盤到位后，啟動AGV工程車、裝箱機(jī)械手進(jìn)行成品裝箱和駁接；
2、AGV工程車和堆垛機(jī)自動駁接，由堆垛機(jī)完成成品的入庫作業(yè)，至此產(chǎn)品生產(chǎn)完成，AGV工程車自動運(yùn)行至駁接等待工位；
3、如設(shè)備異常，三色燈報警，并傳輸至生產(chǎn)制造系統(tǒng)看板端。
(十一) 輸送線
工作過程：輸送線在每個工位均設(shè)有定位裝置，實現(xiàn)各個單元的加工操作，整個輸送裝置采用交流變頻調(diào)速，可以實時控制輸送線的速度，調(diào)節(jié)輸送節(jié)奏。
(十二) 生產(chǎn)線控制和指示
三色燈：綠色（正常）、黃色（停線）、紅色（異常/急停）
流水線整體設(shè)置啟動、停止、復(fù)位、急停、手動/自動四個按鈕。
1、 啟動（綠色）：按下啟動按鈕，流水線進(jìn)入生產(chǎn)狀態(tài)。
2、 停止（黃色）：按下停止按鈕，完成當(dāng)前工位動作后停止。
3、 復(fù)位（藍(lán)色）：在產(chǎn)線停止?fàn)顟B(tài)下，按下復(fù)位按鈕，設(shè)備各機(jī)構(gòu)恢復(fù)到初始位置。
4、 急停（紅色）：按下急停按鈕，設(shè)備立即停止。
5、手動/自動：自動模式下，按啟動，生產(chǎn)線自動循環(huán)工作。如果在手動模式下， 按一次啟動，走一個工位；

·實訓(xùn)項目

1、iME系統(tǒng)需求分析
2、iME系統(tǒng)框架設(shè)計
3、iME系統(tǒng)實施
4、iME系統(tǒng)維護(hù)
5、客戶下單
6、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集
7、生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控和分析
8、PLC系統(tǒng)和iME系統(tǒng)對接調(diào)試
9、PLC編程與仿真
10、工控組態(tài)軟件編程
11、PLC控制線路安裝與接線
12、系統(tǒng)配電安裝與調(diào)試
13、多個單元的安裝與接線
14、變頻電機(jī)安裝與接線
15、變頻器參數(shù)設(shè)置與調(diào)試
16、直流電機(jī)的安裝與接線
17、直流電機(jī)的調(diào)試
18、氣動回路的安裝與調(diào)試
19、工業(yè)機(jī)器人安裝與接線
20、工業(yè)機(jī)器人參數(shù)設(shè)置與基本操作
21、工業(yè)機(jī)器人機(jī)出入庫應(yīng)用編程
22、工業(yè)機(jī)器人的維護(hù)與保養(yǎng)
23、制造系統(tǒng)維護(hù)與保養(yǎng)

·配置清單

制造系統(tǒng)主要由主控臺、單元實訓(xùn)桌、輸送線、自動化倉庫、CNC機(jī)床、3D打印裝置、模擬機(jī)加機(jī)構(gòu)、熱處理機(jī)構(gòu)、相片打印、相框組裝、視覺檢測、激光打標(biāo)、下線裝箱、自動化倉儲等組成，所涉及到的設(shè)備包含西門子PLC、相關(guān)自動化流水硬件設(shè)備、工控傳輸通訊設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人、RFID賦碼設(shè)備、視覺檢測系統(tǒng)、AGV傳送小車、電氣控制單元、iME智能工廠系統(tǒng)、數(shù)字化看板組成。