CN111047936A - 一种可变式智能产线实训方法及*** - Google Patents

一种可变式智能产线实训方法及*** Download PDF

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陈锦琪
陈晓语
丁煜
方书平
马健
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Shanghai Yingying Robot Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提出了一种可变式智能产线实训方法及***，该方法包括：沿着设置有立体仓库的环形输送线布置多个虚拟工种站，从而构建智能产线；利用MES***向智能产线下达生产指令；智能产线获取生产指令后在各虚拟工作站完成产品的模拟加工过程，以完成教学演示。该***包括：沿着输送环线布置的N个工作站，各工作站设置有虚拟机，所述输送环线位于各工种站处均设置有RFID检测装置、桁架机器人，各工种站设置有从控单元；设置于输送环线的立体仓库，其设置有立体仓库从控单元；用于下达生产指令的MES***；总控单元，其连接于所述MES***、从控单元以及立体仓库从控单元。

Description

一种可变式智能产线实训方法及***
技术领域
本发明涉及智能制造虚拟仿真技术领域，尤其涉及一种可变式智能产线实训方法及***。
背景技术
领先的智能产线集成商和研究机构已经对“智能产线”进行了多年的工作，该虚拟产线的关键方面是与制造过程及工艺相结全，其中，虚拟产线的模块之间加工工艺过程被模拟，且可以通过3D模型形象的展示出来。
迄今为止，智能产线的操作技能的学习，一般只能通过真实的产线来完成。在这些智能产线上，模块相关固定，无法完成不同产线状态的变化。
在许多智能制造的虚拟产线中，只有智能产线部分功能被实现，例如产线的仿真规划和搭建以及虚拟产线的设备动作仿真，而无法通过***控制虚拟产线按照定单虚拟生产。
目前，由于硬件本身的功能限制，一条产线只能生产某几种特定工艺限制的产品，产线内加工设备无法变换加工功能，因此，作为教学培训使用，无法让学生体验不同生产工艺过程产线。
本发明提供的产线旨在解决这一问题，操作者可以改变虚拟产线各加工功能模块的加工功能属性(例如：数控车床改成数控铣床)，从而使整个产线的加工生产工艺过程变的变化多样。
智能产线的控制核心是MES***，而市面现有MES***都是用来控制真实的产线，使学习智能产线的操作知识变得大为不便，而且真实产线运行的成本非常高昂，使得教学成本大辐升高，本发明提供了一种***和方法，以用于模拟智能产线生产的全部过程，包括MES***向智能产线下达生产指令的过程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可变式智能产线实训方法及***，用于模拟智能产线生产的全部过程，包括MES***向智能产线下达生产指令的过程。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种可变式智能产线实训方法，该方法包括：沿着设置有立体仓库的环形输送线布置多个虚拟工种站，从而构建智能产线；利用MES***向智能产线下达生产指令；智能产线获取生产指令后在各虚拟工作站完成产品的模拟加工过程，以完成教学演示。
沿着输送环线(100-1)布置的N个工作站(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10)，各工作站设置有虚拟机(10,20,30,40,50,60,70,80,90,100)，所述输送环线位于各工种站处均设置有RFID检测装置(11,21,31,41,51,61,71,81,91,101)、桁架机器人(12,22,32,42,52,62,72,82,92,102)，各工种站设置有从控单元；
设置于输送环线的立体仓库(100-2)，其设置有立体仓库从控单元；
用于下达生产指令的MES***(100-3)；
总控单元，其连接于所述MES***、从控单元以及立体仓库从控单元。
与现有技术相比，本发明的优点为：在一次建设的投入下，可以自由变换成多种形态的智能产线，为不同企业生产情况培养特定的技能人才。
附图说明
图1为本发明实施例中虚拟产线实现流程图。
图2为本发明实施例中虚拟产线结构图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明所采用的技术方案作进一步的说明。
本发明提供了一种可变式智能产线实训方法，该方法包括：沿着设置有立体仓库的环形输送线布置多个虚拟工种站，从而构建智能产线；利用MES***向智能产线下达生产指令；智能产线获取生产指令后在各虚拟工作站完成产品的模拟加工过程，以完成教学演示。
下面结合图1对可变式智能产线教学方法进行详细说明：
步骤1：企业产线组成信息。
步骤2：SMES仿真搭建。
步骤3：现场模拟机切换机型。
步骤4：SMES企业订单下单。
步骤5：立体库出库。
步骤6：加工站桁架机器人取坯料。
步骤7：虚拟机仿真加工。
步骤8：成品放入输送环线。
步骤10：成品入库。
本发明还提供了一种可变式智能产线实训***，参见图2，其包括：沿着输送环线100-1布置的N个工作站，本实施例中以10个工作站加以说明，将10个工作站分别界定为第一工作站1、第二工作站2、第三工作站3、第四工作站4、第五工作站5、第六工作站6、第七工作站7、第八工作站8、第九工作站9、第十工作站10，各工作站设置有虚拟机，将布置于各对应工作站的虚拟机分别界定为第一虚拟机10、第二虚拟机20、第三虚拟机30、第四虚拟机40、第五虚拟机50、第六虚拟机60、第七虚拟机70、第八虚拟机80、第九虚拟机90、第十虚拟机100，所述输送环线位于各工种站处均设置有RFID检测装置、桁架机器人，将布置于各对应工作站的FRID检测装置分别界定为第一RFID检测装置11,第二RFID检测装置21,第三RFID检测装置31,第四RFID检测装置41,第五RFID检测装置51,第六RFID检测装置61,第七RFID检测装置71,第八RFID检测装置81,第九RFID检测装置91,第十RFID检测装置101，将布置于各对应工作站的桁架机器人分别界定为第一桁架机器人12、第二桁架机器人22、第三桁架机器人32、第四桁架机器人42、第五桁架机器人52、第六桁架机器人62、第七桁架机器人72、第八桁架机器人82、第九桁架机器人92、第十桁架机器人102，各工种站设置有从控单元，即在第一工作站设置有第一从控单元，第二工作站设置有第二从控单元，第三工作站设置有第三从控单元，第四工作站设置有第四从控单元，第五工作站设置有第五从控单元，第六工作站设置有第六从控单元，第七工作站设置有第七从控单元，第八工作站设置有第八从控单元，第九工作站设置有第九从控单元，第十工作站设置有第十从控单元，各工作站设置的从控单元均为从控PLC，而MES***则负责向智能产线下达生产指令。
设置于输送环线的立体仓库100-2，其设置有立体仓库从控单元，例如立体仓库从控PLC。
该***中总控单元采用总控PLC，总控PLC连接于所述MES***、各从控单元立体仓库从控单元。
该实施例中输送环线、立体仓库、桁架机器人均采用现有技术，在此不加以赘述，由于输送环线为真实的流水线、立体仓库为真实的物料仓储模块、桁架机器人也为真实的桁架式机器人，这样在整个***教学过程中，在MES下达指令后，立体仓库会从物料仓储模块真实的进行取料(待加工坯料)并放入输送环线，通过输送环线将待加工坯料输送至各工作站，通过各工作站的虚拟机床完成，该模拟环境以虚实结合的形式，可以完整的模拟智能产线的整个生产过程。
这里的MES***作为制造执行模块，用于向智能产线下达指令。
而位于各工作站的计算机安装有可变生产工艺模式的虚拟机床，通过虚拟机床完成不同的生产工艺。
该***可以导入外部CAM软件编定的NC程序，并将多段NC程序按生产工艺需要下发到各个相关加工单元(即各个工作站)。
该***可以根据不同零件的不同生产加工工艺，切换虚拟产线上依次各加工单元的生产加工功能(例如，先车再铣再钻)，使虚拟产线成为该产品定制的专用产线，从而可以针对不同企业的不同生产工艺，培养相应的技能人才。
本发明可以根据某企业产品生产产线特有的生产工艺过程，在虚拟产线组态模块中按企业产品进行产线仿真搭建，再导入到制造执行模块，并将各生产加工单元按生产工艺调整到对应的生产加工功能状态，此时可以通过制造执行模块下发生产指令给各生产单元，并控制各生产单元协调生产。
本发明的智能产线还可以设置快速模拟生产的功能，可以加快仿真的速度，并快速得出虚拟产线完成某订单任务生产的各项指标数据(如生产时间、节拍、甘特图、合格率、能耗情况等)。
该虚拟智能产线被设置根据产品数据和PLC控制数据，使用NC控制数据、定单数据、工艺数据以及排程数据模拟不同智能产线的生产过程。根据本发明，智能产线的工作过程在一***中被模拟，该平台包括多个处理核心，所述工作过程被不同处理核心上并行运行的局部模拟所模拟，多个处理核心可以变换成形态模拟不同的加工工艺。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种可变式智能产线实训方法，其特征在于，该方法包括：
沿着设置有立体仓库的环形输送线布置多个虚拟工种站，从而构建智能产线；
利用MES***向智能产线下达生产指令；
智能产线获取生产指令后在各虚拟工作站完成产品的模拟加工过程，以完成教学演示。
2.一种可变式智能产线实训***，其特征在于，其包括：
沿着输送环线(100-1)布置的N个工作站(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10)，各工作站设置有虚拟机(10,20,30,40,50,60,70,80,90,100)，所述输送环线位于各工种站处均设置有RFID检测装置(11,21,31,41,51,61,71,81,91,101)、桁架机器人(12,22,32,42,52,62,72,82,92,102)，各工种站设置有从控单元；
设置于输送环线的立体仓库(100-2)，其设置有立体仓库从控单元；
用于下达生产指令的MES***(100-3)；
总控单元，其连接于所述MES***、从控单元以及立体仓库从控单元。
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