CN108510866A - 一种智能制造技术的综合实践教学*** - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种智能制造技术的综合实践教学***，其***包括准备机构，实践教学机构与***监控机构，所述准备机构通过***监控机构连接实践教学机构，所述实践教学机构设有立体仓储工作站与产线,所述准备机构设有网络下单区,所述***监控机构设有监控***与监控屏,该***既贴近于智能化工业生产、又立足于教学实践，既节省了成本，又节约了教学***实训室的占地面积；既能满足科研和展示的功能需求、又能充分地体现教师和学生互动和参与性，既具备生产特性，又具有教学特性,而且集众多先进技术于一身，能展现当前智能制造最新发展水平。
Description
技术领域
本发明涉及智能工业领域，具体涉及一种智能制造技术的综合实践教学***。
背景技术
随着科技与经济的高速发展，工业发展日趋蓬勃，各国政府现已纷纷进行新一轮的工业改革，以适应全球新的科技经济环境。科技经济的发展离不开人才，而我国目前迫切需要培养一大批能够适应和支撑智能制造的工程人才，必须把人才培养摆在更加突出的战略位置。因此，在对人才培养、教育理念更新、教学设备投入等方面对教育教学单位提出了更高、更新的目标和要求。建设与工业现实吻合、具备一定技术引领作用，同时满足科研、展示、教学、实训功能需求的智能制造自动化教学***已成当务之急，然而目前市场上并没有发现相应的成熟技术。
而目前所使用的智能制造教学实训***的教学设备数量不足，只能限于示范教学，学生没有动手实践的机会，教学效果不佳，同时现有智能制造教学实训***的基本架构为单条自动化示范产线，产线中虽然包含若干工站，但各个工站的结构、设备和功能不尽相同，这样就不利于单位班级的学生集中授课实训，无法保证教学效果，而增加多条重复产线以满足实训要求，将大大提高教学资金投入成本，占地面积过大，浪费资源，且产线与产线间的没有功能或逻辑关联性，仅仅是数量的重复，不是一个整体解决方案。
再者，即使现有智能制造教学***的单条自动化示范产线中包含的若干结构、设备和功能相同的工站且数量足够，也只能开展该工站所涉及相关技术和设备的教学和实训，难以对智能制造整线技术进行教学实训。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足)，提供一种既能教学示范相结合又能生产实践的综合实践教学***。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种智能制造技术的综合实践教学***，所述智能制造技术的综合实践教学***包括准备机构，实践教学机构与***监控机构，所述准备机构通过***监控机构连接实践教学机构，所述准备机构设有网络下单区，所述实践教学机构设有立体仓储工作站与产线，所述立体仓储工作站通过运输机构与产线相连，所述产线包括主产线与副产线，所述主产线与副产线通过运输机构互相连接，所述主产线设有装配工作站、定制加工工作站、质检工作站、装盒工作站，所述装配工作站、定制加工工作站、质检工作站、装盒工作站依次相连，所述运输机构设有输送线与AGV小车,由运输机构来回穿梭运输材料，方便快捷，而且更加智能，其中主产线负责教学示范或定制生产，当需要进行教学示范时，在主产线上进行，当需要进行特定的生产或单个，少量产品生产时，在主产线上进行；
其中，所述副产线设有装配实训平台，所述装配实训平台设有装配实训区与虚拟实训区，所述装配实训区设有装配实训设备与装配实训机构，装配实训设备与装配实训机构相连，所述装配实训设备设有装配实训机械人，所述装配实训机械人由PLC控制器控制，所述装配实训机构设有产品装配区与实训区，所述装配实训平台至少一个，装配实训设备可应用于产品装配区与实训区，需要配合主产线生产时，装配实训设备工作在产品装配区，需要进行实训时，装配实训设备工作在实训区，装配实训平台可按照实际要求增设，提高了本发明的灵活性，同时通过PLC控制装配实训平台，实现自动化，智能化，而且副产线即能用于辅助主产线生产，作为教学实践，又能让学生自己亲自执行，达到教学的效果，活学活用，当需要进行批量生产时，副产线能辅助主产线生产；
其中，所述***监控机构设有监控***与监控屏，所述监控***与监控屏相连，所述监控***设有MES***和数字孪生***，其中MSE***(Manufacturing ExecutionSystem生产过程执行***)是对从下达订单任务到生产出最终成品的生产过程进行监督执行、优化的信息***，同时具备物料追溯功能和能耗管理功能，通过与对应的物料托盘下的RFID标签建立了信息关联，实现产品的生产全程管理，而且每个工站均配置有电能采集装置，MES***中能耗管理模块通过现场总线对所有工站相应配电回路自动实时或定时进行采集，方便用户进行能耗管理。
而数字孪生***通过3D建模的方式在虚拟平台软件中搭建主副产线各工站虚拟模型，虚拟模型设备均与物理实体空间中的真实设备一一对应、精确映射，从而模拟其在现实环境中的各种形态和举止。
由监控屏作为MES***和数字孪生***的显示终端，将MES***和数字孪生***的信息一一显示出来，信息显示更加的清晰，更加实用，也增加了整个智能制造技术的综合实践教学***的透明度。
进一步，所述主产线设有生产对象设定，所述生产对象设定包括结构属性，功能属性，定制化属性，其中结构属性包括部件的分类，包括部件1，部件2，部件3等等，功能属性包括功能1，功能2，功能3等等，定制化属性包括定制特性1，定制特性2，定制特性3等等。
进一步，所述立体仓储工作站设有智能制造产线总控制器、立体仓库货架、立库控制***,所述智能制造产线总控制器和立库控制***连接立体仓库货架，所述立体仓库货架设有物料传感器、高速堆垛机、RFID读写卡器、采集装置，立体仓储工作站用于原材料部件、包装盒、成品和不合格品的存储，通过合理区域规划达到有序摆放，通过高速堆垛设备与AGV配合实现物件的快速出库入库，保证生产速度。
进一步，所述装配工作站设有装配机械人，所述装配机械人由PLC控制器控制，所述装配机械人设有机器视觉设备、定位机构、执行机构、RFID读写卡器、采集装置，采用PLC控制器控制装配机械人完成生产对象各部件自动装配工艺，其中机器视觉设备和定位机构能提高装配的可靠性，稳定性，而执行机构负责辅佐装配机械人运作，其中装配机械人可用双臂机械人或协同机械人。
进一步，所述定制加工工作站设有激光雕刻机，所述激光雕刻机由PLC控制器控制，所述激光雕刻机设有机器视觉设备、定位机构、执行机构、RFID读写卡器、采集装置，采用PLC控制器控制激光雕刻机完成对产品外表面的固定标识以及客户个性书写内容的雕刻加工工作，包括视觉检测和激光雕刻，加入了个性化定制，增加了产品的特性，提高了吸引力。
进一步，所述质检工作站设有质检机械人，所述质检机械人由PLC控制器控制，所述质检机械人设有专用检测设备、机器视觉设备、定位机构、执行机构、RFID读写卡器、采集装置，采用专用检测设备包括电气参数检测装置、产品功能检测装置，实现产品质量检测，能确保产品质量，提高了产品的可靠性，所述质检工作站设有暂存缓冲区，所述暂存缓冲区用于存放不合格产品，待暂存缓冲区满后再由AGV小车送回立体仓储工作站，其中所用的质检机械人为三轴工业机械人或SCARA机械人(即水平多关节机械人)。
进一步，所述装盒工作站设有装盒工作区与成品暂存区，所述装盒工作区设有装盒机械人，所述装盒机械人由PLC控制器控制，所述装盒机械人设有自动贴标机、机器视觉设备、定位机构、执行机构、RFID读写卡器、采集装置，采用装盒机械人完成产品装盒，并通过自动贴标机打印二维码及贴标，绑定产品标识与生产过程，加入了二维码及贴标更加能通过MES***对产品的整个生产过程进行监控，更加的可靠，所述成品暂存区用于存放完成装盒的成品，待成品暂存区满后，再由AGV小车送回立体仓储工作站内，其中所用的装盒机械人为并联工业机器人。
进一步，所述产品装配区设有机器视觉设备、定位机构、执行机构、RFID读写卡器、采集装置，其中产品装配区通过运输机构与立体仓储工作站连接，以主产线产品装配功能为基础，通过装配实训设备的机械人完成主产线半成品的装配。
进一步，所述实训区设有机器视觉设备、执行机构、夹具、实训物料块、采集装置，实训区各执行机构、装置、零部件均采用模块化设计，具有模块性、独立性、兼容性等特点，也能在实训区内使用装配实训设备的机械人延伸教学，高级应用实训，拓展实验等。
一种智能制造技术的综合实践教学***的实训方法，其方法包括以下步骤：
S1.用户在网络下单区通过终端设备新建生产对象订单，输入生产对象种类、数量、个性化属性；
S2.MES***从网络收到用户的订单任务并进行生产排单；
S3.立体仓储工作站中的立库控制***收到工单命令，物料出库；
S4.出库物料放至对应物料托盘上,各物料托盘下均绑定有可追溯生产各环节的RFID标签；
S5.由AGV小车来到立体仓储工作站将物料托盘推送至主产线的装配工作站或者副产线装配实训平台；
当进行定制生产或教学示范时，AGV小车将原材料部件送达主产线的装配工作站中的，加工得到半成品1，再将半成品1传输至下一工位，进行生产对象的下一加工工序；
当进行批量生产或教学实践时，AGV小车将原材料部件送达主产线的装配工作站中和副产线装配实训平台中，加工得到半成品1，再将半成品1传输至下一工位，进行生产对象的下一加工工序；
S6.半成品1进入定制加工工作站中，加工得到半成品2，再将半成品2传输至下一工位；
S7.半成品2质量检测工作站进行质检；
S8.对合格品进行包装，并将包装成品运回至立体仓储的成品区域，完成一轮生产对象的成品制造。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
(1)本发明提出的一种智能制造技术的综合实践教学***不仅仅作为教学示范使用，本发明在生产线上分为主产线与副产线，能在教学的同时又能让学生及时进行实践，大大提高了教学的效果。
(2)副产线可以作为主产线某个重要工站或功能的拓展，副产线的虚实结合实训平台具备对整个智能制造产线进行虚实结合仿真实训的功能，通过拓扑架构的改进，该***既贴近于智能化工业生产、又立足于教学实践，既节省了成本，又节约了教学***实训室的占地面积；既能满足科研和展示的功能需求、又能充分地体现教师和学生互动和参与性，既具备生产特性，又具有教学特性。
(3)同时副产线的装配实训平台包含虚实结合实训模块，该模块将本智能制造教学***主生产线的内容(包括所有工站)通过3D建模的方式在虚拟平台软件中搭建虚拟实训环境，并提供智能通讯接口与物理实训平台的真实PLC进行通信对接，用户可以编辑程序在真实PLC中运行，通过智能通讯接口对虚拟实训环境中各工作站的电气设备、执行机构、机械人、传感器等进行调试，从而完成对智能制造主产线整线技术的实训，这种虚实结合的学习和训练方式填补了高等院校电气、自动化学科虚实结合教学方法的空白。
(4)副产线的装配实训平台配置有PLC控制器和机械人，用来配合完成主生产线生产对象装配工作或作为实训区的实训设备，装配区和实训区共用PLC控制器和机械人，通过该种架构创新，实现了装配，实训平台生产和教学功能的复用，大大降低了成本。
(5)本发明使用MES***实现软件关联，通过多路装配路径实现应用和功能关联，通过副生产线装配实训平台的虚实结合实训模块和数字孪生***实现虚拟现实映射关联，大大增加了各条产线之间关联性，因此主副产线并非简单的数量重复或合并，而是逻辑上不可分割的一个整体应用案例，而现有智能制造教学***技术方案，即便存在多条产线，也只是多条独立的自动化示范产线，各条产线间也没有必然关联性，仅仅是数量的重复。该***拓扑结构无论在工业生产领域还是教学设备领域尚无先例。
(6)所用MES***还具备物料追溯功能和能耗管理功能，能一一追溯整个产品的生产流程，产品的质量受到严格的监管，也能迅速查找问题根源，同时能实时监控个个工站中的耗能情况，并进行反馈，用户可以方便的在***中选择将其中一个或多个看板投射于监控大屏中以展示本智能制造产线的实时运行状态，大大提高了稳定性与透明度。
(7)本发明使用的运输机构包括AGV小车与输送线实现物流关联，AGV小车具有自动调度***，能自动调配空闲AGV小车完成物料运输任务，能自动调配AGV小车按最优规划路线行驶，同时避免AGV小车之间发生冲突或碰撞，这种AGV应用模式在智能制造教学设备领域尚无先例。
(8)本发明集众多先进技术于一身，以展现当前智能制造最新发展水平，适应科研、教学和展示的要求。
附图说明
图1为智能制造综合实践教学***拓扑结构图。
图2为生产对象模型结构图。
图3为装配实训平台拓扑结构图。
图4为虚实结合实训模块拓扑结构图。
图5为物料追溯流程图。
图6为***控制流程图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。实施例1
本发明提供了一种智能制造技术的综合实践教学***，如图1所示，该智能制造技术的综合实践教学***包括准备机构，实践教学机构与***监控机构；
其中准备机构设有网络下单区，网络下单区包括一体化机、PC机、平板电脑、手机等终端设备，可以通过现场一体化机、PC机、平板电脑、手机等终端设备新建生产对象订单；
实践教学机构包括立体仓储工作站与产线，立体仓储工作站通过运输机构与产线相连，其中产线包括主产线与副产线，主产线与副产线通过运输机构互相连接，运输机构包括AGV小车与输送线，AGV小车配有自动调度***，能自动调配空闲AGV小车完成物料运输任务，能自动调配AGV小车按最优规划路线行驶，同时避免AGV小车之间发生冲突或碰撞；
主产线包括装配工作站、定制加工工作站、质检工作站、装盒工作站，其中由装配工作站加工，然后运输到定制加工工作站做二次加工，再运送到质检工作站进行检查，合格后在运输到装盒工作站进行包装，完成后运输到立体仓储工作站存放；
其中立体仓储工作站，该工站设有智能制造产线总控制器、立体仓库货架、立库控制***、物料传感器、高速堆垛机、RFID读写卡器，电能采集装置，本工站用于原材料部件、包装盒、成品和不合格品的存储，通过合理区域规划达到有序摆放，通过高速堆垛设备与AGV配合实现物件的快速出库入库，保证生产速度，其中立体仓储工作站中的立库控制***收到工单命令，首先通过各库位的物料传感器检测库位状态,判断生产原材料和包装盒是否足够，足够就出库，不足够就取消生产任务并发出报警，并将“原料不足，无法生产”消息反馈给网络下单区。
出库由高速堆垛机从立库原料区取出所需生产物料放至对应物料托盘上,各物料托盘下均绑定有RFID标签，收到物料时便通过RFID读写卡器写入物料数字信息,以绑定物料全过程生产信息，实现生产各环节追溯功能，出库时发令召唤AGV小车来到立体仓储工作站，并将物料托盘推送至AGV小车上；AGV小车根据指令，将相应原料送到主产线装配工作站或者副产线装配实训平台。
装配工作站设有工业控制器PLC、机器视觉设备、定位机构、电气机械执行机构、RFID读写卡器、电能采集装置、装配机械人，其中所用装配机械人为双臂机械人或协同机械人，优选方案为双臂机械人，采用双臂机械人完成生产对象各部件自动装配工艺，当AGV小车将原材料部件送达装配工作站中，定位机构将原材料从物料托盘取出，调整原材料位置并定位于装配准备就绪位置，由双臂机械人在执行机构和机器视觉设备配合下通过机械手依次完成部件装配工作，得到主产线半成品1，机械人回待机位置，然后主产线半成品1被送回至物料托盘上，RFID读写卡器向托盘下RFID标签写入本站工艺数字信息，并下发完工信号给输送线，输送线接收到完工信号后将装有主产线半成品1的物料托盘传输至下一工位，进行生产对象的下一加工工序；
定制加工工作站，该工站设有工业控制器PLC、激光雕刻机、机器视觉设备、定位机构、电气机械执行机构、RFID读写卡器、电能采集装置，采用激光雕刻机完成对半成品外表面的固定标识以及客户个性书写内容的雕刻加工工作，当半成品1进入定制加工工作站中后，定位机构将半成品1从物料托盘中取出，调整半成品1位置并定位于加工准备就绪位置,然后激光雕刻机在执行机构和机器视觉设备配合下在半成品1外表面进行固定标识以及客户个性书写内容的雕刻加工工作，得到半成品2，然后半成品2被送回至物料托盘上，RFID读写卡器向托盘下RFID标签写入本站工艺数字信息，并下发完工信号给输送线，输送线接收到完工信号后将装有半成品2的物料托盘传输至下一工位，进行生产对象的下一质检工序；
质量检测工作站，该工站主要设备有工业控制器PLC、质检机械人、专用检测设备、机器视觉设备、定位机构、电气机械执行机构、RFID读写卡器、电能采集装置、暂存缓冲区，采用专用检测设备，所用质检机械人为三轴工业机械人或SCARA机器人，优选方案为三轴工业机械人，半成品2到达质量检测工作站后，定位机构将半成品2从物料托盘中取出，调整半成品2位置并定位于质检准备就绪位置，然后依次进行产品三项质检：
1.电气参数检测装置检测半成品2的电气参数如电流、电阻等是否合格；
2.三轴工业机械人和产品功能检测装置配合检查半成品2的功能1和功能2是否合格；
3.三轴工业机械人和机器视觉设备配合检查半成品2的外观是否合格。
有一项或以上不合格的为不合格品，不合格品被送回至物料托盘上，RFID读写卡器向托盘下RFID标签写入质检数字信息，并下发完工信号给输送线，输送线将物料托盘传输至暂存缓冲区，待暂存缓冲区满后发命令召唤AGV到来，随后将所有不合格品推送至AGV中，AGV将所有不合格品运回至立体仓储的不合格品区域；
通过三项检测并都合格的为合格品，然后合格品被送回至物料托盘上，RFID读写卡器向托盘下RFID标签写入质检数字信息，并下发完工信号给输送线，输送线接收到完工信号后将装有合格品的物料托盘传输至下一工位，进行生产对象的下一装盒工序；
装盒工作站，该工站设有工业控制器PLC、装盒机械人、自动贴标机、机器视觉设备、定位机构、电气机械执行机构、RFID读写卡器、暂存缓冲区、电能采集装置，所用的装盒机械人为并联工业机械人，采用并联工业机械人完成产品装盒，并通过自动贴标机打印二维码及贴标，绑定产品标识与生产过程，当合格品进入装盒工作站后，定位机构将合格品和包装盒从物料托盘中取出，调整位置并定位于装盒准备就绪位置，然后自动贴标机打印标签并粘贴至包装盒上，并联工业机械人在执行机构和机器视觉设备配合下将合格品装入包装盒内，然后成品被送回至物料托盘上，RFID读写卡器向托盘下RFID标签写入本站工艺数字信息，并下发完工信号给输送线，输送线接收到完工信号后将装有成品的物料托盘传输至成品缓冲区，待成品缓冲区满后发命令召唤AGV到来，随后将所有成品推送至AGV中，AGV将所有成品运回至立体仓储的成品区域，完成生产；
主产线生产对象应具备一定的柔性化和定制化特征，且具备一定的实用功能和观赏性，在本实施例中，生产对象以抽象模型进行阐述如图2所示，生产对象按种类可以分为生产对象1、生产对象2。生产对象模型包含结构属性、功能属性和个性化属性三类属性，结构属性包括部件1或部件2、部件3、部件4、部件5；功能属性包括功能1、功能2；定制化属性包括定制特征1，如个性签名，文字编辑等；不同种类生产对象的区别是结构属性不同，生产对象1结构属性包括部件1、部件3、部件4、部件5的，而生产对象2的结构属性包括部件2、部件3、部件4、部件5；
副产线包括装配实训平台，装配实训平台设有装配实训区与虚拟实训区，如图3所示，装配实训区设有装配实训设备与装配实训机构，装配实训设备与装配实训机构相连，装配实训设备设有装配实训机械人，装配实训机械人由PLC控制器控制，所用的装配实训机械人为六轴工业机械人，装配实训机构设有产品装配区与实训区，装配实训设备可应用于产品装配区与实训区，需要配合主产线生产时，装配实训设备工作在产品装配区，需要进行实训时，装配实训设备工作在实训区，装配实训平台设有8个，可以根据实际需要进行调整；
其中虚拟实训区将本智能制造教学***主生产线的内容，包括所有工站，通过3D建模的方式在虚拟平台软件中搭建虚拟实训环境，并提供智能通讯接口与物理实训平台的真实PLC进行通信对接，如4图所示，用户可以编辑程序在真实PLC中运行，通过智能通讯接口对虚拟实训环境中各工作站的电气设备、执行机构、机械人、传感器等进行调试，从而完成对智能制造主产线整线技术的实训，当进行批量生产或教学实践时，AGV小车将原材料部件送达副产线装配实训平台中，给学生进行实践学习，原材料送达之后，定位机构将原材料从物料托盘取出，调整原材料位置并定位于装配准备就绪位置，由装配实训机械人在执行机构和机器视觉设备配合下依次完成部件的装配工作，得到副产线半成品1，装配实训机械人回待机位置，然后副产线半成品1被送回至物料托盘上，RFID读写卡器向托盘下RFID标签写入本站工艺数字信息，并发命令召唤AGV到来，随后将装有副产线半成品1的物料托盘推送至AGV中，AGV将半成品1运送至定制加工工作站进行下一加工工序；
***监控机构包括MES***(Manufacturing Execution System生产过程执行***)与数字孪生***，其中MES***从网络收到用户的订单任务并进行生产排单，将订单任务派发到实践教学机构中，将工单派送到立体仓储工作站中的智能制造产线总控制器，智能制造产线总控制器收到MES***的工单安排后，将工单下发至各工站的控制器，控制工站各生产单元按用户要求协同工作完成生产对象的柔性化生产，MES***是对从下达订单任务到生产出最终成品的生产过程进行监督执行、优化的信息***，实时在线获取和存储各个物理工站设备的生产进度、生产质量、生产时间、自身故障状态参数等数据，实现对整条生产线各个物理设备的所有数据管理，通过先进的MES***帮助学生理解智能制造管理信息***的理念；
同时MES***具备物料追溯功能和能耗管理功能，其中生产对象从立体仓储工作站出库后，MES***通过与对应的物料托盘下的RFID标签建立了信息关联，并在整个生产过程中不断更新RFID标签信息，而MES***记录了RFID中所有信息，包括各工站工艺数字信息和质检数字信息，以实现产品的生产全过程管理，于是所有成品都可以通过MES***进行物料追溯，如图5所示；
MES***中的能耗管理模块通过每个工站配置有采集装置在现场总线对所有工站相应配电回路自动实时或定时进行采集，所用的采集装置为电能采集装置，在对配电线路的电压、电流、频率、功率、电能等参数采集后，能自动生成各种报表，如运行报表、能耗管理报表、日报表、月报表、年报表、事件记录报表等，方便用户进行能耗管理；
而数字孪生***通过3D建模的方式在虚拟平台软件中搭建主副产线各工站虚拟模型，虚拟模型设备均与物理实体空间中的真实设备一一对应、精确映射，从而模拟其在现实环境中的各种形态和举止；
由监控屏作为MES***和数字孪生***的显示终端，将MES***和数字孪生***的信息一一显示出来，信息显示更加的清晰，更加实用，也增加了整个智能制造技术的综合实践教学***的透明度。
一种智能制造技术的综合实践教学***的实训方法，其方法运行流程如图6所示，包括以下步骤：
S1.用户在网络下单区通过终端设备新建生产对象订单，输入生产对象种类、数量、个性化属性；
S2.MES***从网络收到用户的订单任务并进行生产排单；
S3.立体仓储工作站中的立库控制***收到工单命令，物料出库；
S4.出库物料放至对应物料托盘上,各物料托盘下均绑定有可追溯生产各环节的RFID标签；
S5.由AGV小车来到立体仓储工作站将物料托盘推送至主产线的装配工作站或者副产线装配实训平台；
当进行定制生产或教学示范时，AGV小车将原材料部件送达主产线的装配工作站中的，加工得到半成品1，再将半成品1传输至下一工位，进行生产对象的下一加工工序；
当进行批量生产或教学实践时，AGV小车将原材料部件送达主产线的装配工作站中和副产线装配实训平台中，加工得到半成品1，再将半成品1传输至下一工位，进行生产对象的下一加工工序；
S6.半成品1进入定制加工工作站中，加工得到半成品2，再将半成品2传输至下一工位；
S7.半成品2质量检测工作站进行质检；
S8.对合格品进行包装，并将包装成品运回至立体仓储的成品区域，完成一轮生产对象的成品制造。
Claims (10)
1.一种智能制造技术的综合实践教学***，其特征在于，所述智能制造技术的综合实践教学***包括准备机构，实践教学机构与***监控机构，所述准备机构通过***监控机构连接实践教学机构，所述准备机构设有网络下单区，所述实践教学机构设有立体仓储工作站与产线，所述立体仓储工作站通过运输机构与产线相连，所述产线包括主产线与副产线，所述主产线与副产线通过运输机构互相连接，所述主产线设有装配工作站、定制加工工作站、质检工作站、装盒工作站，所述装配工作站、定制加工工作站、质检工作站、装盒工作站依次相连，所述运输机构设有输送线与AGV小车；
所述副产线设有装配实训平台，所述装配实训平台设有装配实训区与虚拟实训区，所述装配实训区设有装配实训设备与装配实训机构，装配实训设备与装配实训机构相连，所述装配实训设备设有装配实训机械人，所述装配实训机械人由PLC控制器控制，所述装配实训机构设有产品装配区与实训区，所述装配实训平台至少一个；
所述***监控机构设有监控***与监控屏，所述监控***与监控屏相连，所述监控***设有MES***和数字孪生***。
2.根据权利要求1所述智能制造技术的综合实践教学***，其特征在于，所述主产线的生产对象设有属性选择，包括结构属性，功能属性，定制化属性。
3.根据权利要求1所述智能制造技术的综合实践教学***，其特征在于，所述立体仓储工作站设有智能制造产线总控制器、立体仓库货架、立库控制***、所述智能制造产线总控制器和立库控制***连接立体仓库货架，所述立体仓库货架设有物料传感器、高速堆垛机、RFID读写卡器，采集装置。
4.根据权利要求1所述智能制造技术的综合实践教学***，其特征在于，所述装配工作站设有装配机械人，所述装配机械人由PLC控制器控制，所述装配机械人设有机器视觉设备、定位机构、执行机构、RFID读写卡器，采集装置。
5.根据权利要求1所述智能制造技术的综合实践教学***，其特征在于，所述定制加工工作站设有激光雕刻机，所述激光雕刻机由PLC控制器控制，所述激光雕刻机设有机器视觉设备、定位机构、执行机构、RFID读写卡器，采集装置。
6.根据权利要求1所述智能制造技术的综合实践教学***，其特征在于，所述质检工作站设有质检机械人，所述质检机械人由PLC控制器控制，所述质检机械人设有专用检测设备、机器视觉设备、定位机构、执行机构、RFID读写卡器，采集装置。
7.根据权利要求1所述智能制造技术的综合实践教学***，其特征在于，所述装盒工作站设有装盒工作区与成品暂存区，所述装盒工作区设有装盒机械人，所述装盒机械人由PLC控制器控制，所述装盒机械人设有自动贴标机、机器视觉设备、定位机构、执行机构、RFID读写卡器，采集装置。
8.根据权利要求1所述智能制造技术的综合实践教学***，其特征在于，所述产品装配区设有机器视觉设备、定位机构、执行机构、RFID读写卡器，采集装置。
9.根据权利要求1所述智能制造技术的综合实践教学***，其特征在于，所述实训区设有机器视觉设备、执行机构、夹具、实训物料块，采集装置。
10.一种智能制造技术的综合实践教学***的实训方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.用户在网络下单区通过终端设备新建生产对象订单，输入生产对象种类、数量、个性化属性；
S2.MES***从网络收到用户的订单任务并进行生产排单；
S3.立体仓储工作站中的立库控制***收到工单命令，物料出库；
S4.出库物料放至对应物料托盘上,各物料托盘下均绑定有可追溯生产各环节的RFID标签；
S5.由AGV小车来到立体仓储工作站将物料托盘推送至主产线的装配工作站或者副产线装配实训平台；
当进行定制生产或教学示范时，AGV小车将原材料部件送达主产线的装配工作站中的，加工得到半成品1，再将半成品1传输至下一工位，进行生产对象的下一加工工序；
当进行批量生产或教学实践时，AGV小车将原材料部件送达主产线的装配工作站中和副产线装配实训平台中，加工得到半成品1，再将半成品1传输至下一工位，进行生产对象的下一加工工序；
S6.半成品1进入定制加工工作站中，加工得到半成品2，再将半成品2传输至下一工位；
S7.半成品2质量检测工作站进行质检；
S8.对合格品进行包装，并将包装成品运回至立体仓储的成品区域，完成一轮生产对象的成品制造。
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