智能制造生产线运营与维护大赛方案

智能制造生产线运营与维护

大赛方案

武汉华中数控股份有限公司

2017年5月

1.智能制造公共实训基地

1.1智能制造公共实训基地项目价值

智能制造公共实训基地项目紧扣“中国制造2025”的主攻方向，具有鲜明的特色和先进性，建成后可提升学校的专业实

力，有利于吸引更优秀的学生资源和教师队伍，可提升学校

的整体“品牌形象”；

智能制造公共实训基地项目涵盖了数控、机器人、机械、电子、电气、自动化、控制、计算机、软件、信息系统、统计、管

理等多学科领域的知识，可作为学校跨专业的综合教学实训

平台；

智能制造公共实训基地项目可以用于日常教学，也可用于实际生产加工，可使学生的能力与企业对智能制造人才的需求相

吻合；

智能制造公共实训基地项目各个软、硬件模块具备良好的开放性，基于此平台，相关专业师生可进行更深入的自主科研工

作。

2.智能制造公共实训基地项目硬件方案

2.1硬件总方案及布局

本项目智能制造实训平台包括数字化立体料仓、六关节机器人、加工中心、在线检测系统、智能产线控制系统组成；参赛选手团队协作完成机器人示教编程、成品件在线检测、切削加工大数据采集和工艺优化等基本工作任务，并通过RFID系统，完成成品件的归类入库，智能产线控制系统下发生产任务单等一系列混合智能生产线的任务。

2.1.1立体效果图

图2.1智能制造公共实训基地布局图

2.2加工工件

图2.2加工工件示意图

本工件是由轴类毛坯件加工而成，加工过程中，数控车床和加工中心根据任务的要求调用不同的加工程序，从而完成工件的加工，加工中心加工完成后，进行工件的在线检测，最后根据检测结果将成品件放入对应的仓位。

2.3工艺流程图

图2.3工艺流程图

2.4主要设备介绍

2.4.1工业机器人

（1）设备概述

为了能适应狭小、多点位、高灵活性工作要求，需要配置高性能六关节机器人，以适应不同场合的复杂工况要求。

图2.46关节工业机器人

表2-1HSR-JR612工业机器人参数

（2）可开展的实训项目

◆机器人示教编程操作

◆机器人离线编程仿真

◆机器人故障诊断处理

◆机器人与其它设备的联调

2.4.2数字化料仓

（1）方案概述

数字化立体化设置3层4列，每个仓库设有仓位传感器，并将物料信息传送至智能产线控制系统，实现数字化立体仓库的数字化管理。

图2.5数字化料仓（2）可开展的实训

●学习数字化立体仓库基本原理

●与ＡＧＶ小车、机器人实现物料周转联调

●数字化立体仓库系统故障诊断与处理

2.4.3在线检测系统

（1）方案概述

图2.6在线检测系统

本产品中数控机床在线测量系统的运用有利于提高生产效率，控制产品质量，降低生产成本，提高企业竞争力。主要用于加工结束后：工件尺寸的自动检测、加工超差报警。

高精度测头安装到机床内部，可自动建立工件坐标系，自动进行测头标定，自动检测并设置工件在机床坐标系中的的工艺基准，对刀具磨损实现自动补偿，提高加工精度。

本检测系统通过总线连接到智能产线控制系统上，实时采集检测结果和检测数据，根据检测结果对高速钻攻中心进行刀具磨损补偿，确保工件的加工质量，形成了一个质量控制的闭环系统。

（2）可开展的实训

●学习检测系统的组成和工作原理

●学习检测系统的安装和调试方法

●了解检测系统在工业现场的实际应用

2.4.4RFID系统

（1）方案概述

图2.7RFID系统

RFID是一项利用射频信号实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术，具有精度高、适应环境能力强、抗干扰强、操作快捷等优点，当电子标签进入磁场后，如果接到读写器发出的射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量，发出存储在电子标签中的信息，读写器读取信息并解码后，送至智能产线控制系统进行有关数据处理。

在本智能加工单元平台中，读写器安装在信息读写台上，电子标签固定在料盘上，工件每完成一道工序，读写器都会将相应的加工信息写入电子标签中，实现对物料加工过程和仓库存储的数字化管理。（2）可开展的实训

学习RFID电子标签系统的工作原理

●学习RFID电子标签系统的安装和调试方法

●了解RFID电子标签系统在工业现场的实际应用

2.4.5机器人夹具

（1）方案概述

图2.8机器人夹具

根据所加工产品本身的属性、加工工艺、机器人的动作的要求，制作一套专用型的机器人夹具，该夹具由两个工位组成，一个工位采用三爪卡盘夹取的方式夹取工件，另一个工位由一个平行移动气缸的开闭进行料盘的夹取。

（2）可开展的实训

●学习机器人夹具的工作原理

●学习机器人夹具的安装和调试方法

●了解机器人夹具在工业现场的实际应用

2.4.6机器人第七轴

（1）方案概述

图2.9机器人第七轴

为了提高机器人利用率，加大机器人运行范围，在机器人原有六个轴基础上增加多一个可移动的第七轴，使机器人能够适应多工位、多机台、大跨度的复杂性的工作场所。

（2）可开展的实训

●学习机器人第七轴的工作原理

●学习机器人第七轴的安装和调试方法

●了解机器人第七轴在工业现场的实际应用

2.4.7加工中心

（1）方案概述

（2）可开展的实训

●学习加工中心的工作原理

●学习加工中心程序调试方法