航天云網建設Festo工業4.0示教產線

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項目背景

工業互聯網作為新一代信息技術與制造業深度融合的產物,正在推動制造業創新模式、生產方式、組織形式和商業范式的深刻變革。在工業互聯網體驗培訓中心打造工業互聯網培訓技術示范產線和實景體驗產線,是深入貫徹落實國務院《關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》的重要舉措,也是響應《推動企業上云實施指南(2018-2020年)》,形成一批有影響力、帶動力的企業上云體驗中心的有益實踐。

項目背景
項目建設內容

由航天云網江蘇公司建設的Festo工業4.0示教產線采用國際最新的雙元制教育模式教學,階梯式訓練課程由三大核心階段完成,第一階段為機電一體化基礎技術;第二階段為半自動化技術;第三階段為全自動技術。根據智能制造多學科、多系統、多流程的特點,拆解人才培養需求,集合數字化工廠調試及數據采集、ERP系統、MES系統、物聯網技術應用等核心人才培養需求,通過在教學中與學員深度互動,反映出利用工業互聯網實現企業智能制造。

 

(一)第一階段

 

基礎培訓教育平臺,該平臺主要有電子電路半導體、PLC工業控制及氣動技術。直流、交流和半導體技術的所有基礎測試都可以通過該實驗組件實現,并且基本電子電路也可以通過該組件進行檢查。組件存放板的插槽標標有名稱,使存放井然有序、結構清晰。

 

1.電子電路技術部分

 

該平臺一共有四臺臺式電腦一體機用于學習電子電路,每臺電腦學習的內容分別為基本電子電路、直流電、交流電、半導體。并且每臺電腦旁邊配有面包板和電子元件放置臺。

 

2.PLC技術部分

 

該平臺一共有兩臺臺式一體機用于學習PLC工業控制及氣動技術,每臺電腦的學習內容分別為單體PLC與伺服系統協同教學和多種PLC控制邏輯教學。并且每臺電腦旁邊配有PLC仿真箱,其中一臺旁還配有用于模擬產線控制單元的架子。

基礎培訓教育平臺

圖2.1基礎培訓教育平臺

臺式一體機+面包板+電子元件放置板

圖2.2臺式一體機+面包板+電子元件放置板

臺式一體機+PLC仿真箱

圖2.3臺式一體機+PLC仿真箱

 

(二)第二階段

 

半自動化教學平臺,該平臺可以單獨及配合地進行模擬產品的加工和生產等流程。移動機器人作為紐帶,將兩個平臺進行連接,實現物料的傳送。在生產過程中,系統通過WiFi或Ethernet呼叫移動機器人,進行機器人平臺間的物料轉送,移動機器人送至其余工業機器人實訓臺存放點,實現系統的整體演示、教學、技能培訓等功能。

 

1.關于平臺

 

(1)工業機器人技能考核工作站

 

該平臺有機械臂在工作,在機械臂周圍有五個小架子,按順時針方向分別為伺服電機轉向(圖2.4⑤)、碼垛(圖2.4⑥)、模擬激光雕刻(圖2.4⑦)、一步傳送帶(圖2.4⑧)和視覺識別(圖2.4⑨)。該平臺配有控制柜和示教器。控制柜用于控制機器人的運行狀態,示教器用于控制機器人的移動參數,兩者均可以在手動和自動模式下控制機器人。

 

(2)AGV與協作機器人(小車)協同作業系統

 

該平臺包含AGV視覺識別平臺和協作機器人,AGV視覺識別平臺上包含機械視覺實驗臺和兩臺電腦,下面一臺(圖2.5 ⑤)是做視覺識別檢測,上面一臺(圖2.5 ⑥)是協作機器人(小車)調度中心。該AGV與協作機器人(小車)協同作業系統可以實現將工業機器人技能考核工作站的成品通過協作機器人(小車)(圖2.6)的托運至視覺實驗臺并做質量檢測。

工業機器人技能考核工作站

圖2.4 工業機器人技能考核工作站

視覺實驗臺+調度中心

圖2.5 視覺實驗臺+調度中心

AGV與協作機器人協同作業系統

圖2.6 AGV協作機器人(小車)

 

(三)第三階段

 

全自動化實訓平臺有一條模擬手機殼生產的真實產線,這條生產線以工業4.0與智能制造理念和內涵為出發點,運用德國最先進的氣動技術及西門子的PLC控制技術等,此外,這條產線設計有視覺識別等工業中常用的生產動作,通過培訓讓學生們更能貼近實戰。

這條產線主要由八個單元組成,分別為前蓋加料單元、加工單元、檢測單元、后蓋加料單元、肌肉沖壓單元、加熱單元、翻轉單元、物料輸出單元。每個單元都配有小型控制臺,用于監控、操作每個單元的運行狀態。

產線總覽圖

圖3.1產線總覽圖

前蓋料倉加料單元

圖3.2前蓋料倉加料單元

鉆孔加工單元

圖3.3鉆孔加工單元

攝像檢測單元

圖3.4攝像檢測單元

后蓋料倉加料單元

圖3.5后蓋料倉加料單元

肌肉沖壓單元

圖3.6肌肉沖壓單元

工件加熱單元

圖3.7工件加熱單元

工件翻轉單元

圖3.8工件翻轉單元

物料輸出單元

圖3.9物料輸出單元

實施效果
通過工業機器人技能考核實訓臺,學員可以完成多學科多領域的學習和實操,更好的學習和掌握視覺識別、碼垛以及AGV編程調度等多種教學課程。該產線運用德國費斯托最先進的氣動技術以及西門子的PLC工業控制技術等使學生們能更貼近真實的生產。生產線中的MES系統和航天云網INDICS平臺數據已進行順利對接,可以實時監控生產線的運作情況,實現遠程操控下單生產,極大地提高了生產的效率和利用率。還可以根據客戶的需求進行定制化地生產。此外,這條模擬生產線設計有加料,鉆孔,翻轉,分類,圖像識別等工業中常用的生產動作,對于技術工人的培訓十分有利。