ZG-JQRMPS2000生产工厂实训设备

一、系统概述

ZG-JQRMPS2000生产工厂实训设备是一个符合中国制造2025与工业4.0相关技术要求的模拟产品智能化生产工厂及管理系统的综合教学实践系统，利用智能控制技术、网络通讯技术、信息安全技术、信息物联技术、大数据识别应用技术、虚拟仿真技术，实现智能化生产排产、智能化生产过程协同、智能化互联互通、智能化生产资源管理、智能化质量过程管控、智能化决策支等功能。系统集成了模拟汽车的零件加工、组装、检测、包装、物流仓储所有生产工序，同时集成了智能化了排产管理、仓库物料管理、生产协同、客户订单管理等不同生产管理模块MES制造执行系统，实现了从客户下单、虚拟仿真设计、产品生产、质量监控、产品配送等各环节信息化与智能化。同时，作为教学实训实践系统，该系统还配备了技能人才培训所需的完整的课程体系和培训教材，并体现出校企合作、师资培训、产学研开发等特色。

1、实训平台软件关键技术：

物联网技术：实现设备间的互联互通              智能设备数据采集技术

数据分析技术                            数字孪生技术

三维设计与模拟仿真技术                     企业管理ERP

生产执行系统MES                          云平台技术

通讯技术                               互联网技术

2、实训平台硬件智能装备：

工业机器人                             数控机床

智能立库                               RFID

智能工位终端                            视觉检测系统

智能产线                               工业以太网

ＡＧＶ智能小车

3、实训平台面向的对像

科研型高校                             应用型高校

高职院校                               中职学校

培训机构                               工业企业

4、实训平台面向的专业

装备制造                               电子信息

电气自动化                             软件开发

仓储物流                               企业管理

信息技术                               通讯技术

自动化                                工业工程

物联网                                机械制造

5、实训平台特点

1、贴近工业现场的教学设备

是一座完整的数字化工厂。再现了智能制造下的从产品设计、仿真、生产信息管理（MES）、物流物料、质量追溯、可视化、商业决策的全过程。

2、可以对智能制造的各种典型技术进行实践操作，并从中验证所学的知识

3、产品三维设计与过程仿真：体验智能制造场景下的真实设计过程

4、生产过程管理：参与个性化定制、柔性生产过程，并扮演重要角色；

5、参与生产过程的物流物料管理，体验智能制造下的现代物流；

6、参与智能制造下的企业管理：使用ERP进行信息管理；

7、参与生产加工过程：体验智能制造下的生产场景；

8、参与设备运维管理：了解智能制造下的智能设备；

9、参与数字化决策：体验数字驱动的企业决策；

二、系统结构

三、系统特点

1、先进性

智能生产线中的加工生产设备、工业机器人、工业总线、工业柔性传输线、检测系统等设备与控制系统均与工业生产应用相一致，将现代化工业现场的生产制造技术充分融合并展现。系统所涉及的工业机器人、多轴运动控制系统、工业柔性传输线、RFID射频识别系统、物联网数据传输可追溯性管理等技术均要充分体现系统技术应用的先进性。

2、综合性

整套系统从机械传动的精心设计、控制元件类型的选用、数据采集的实时、软件系统的集成、产品的柔性化和控制类型上，均以多元化为出发点，避免重复使用，使学生可以在一套系统中 可能的掌握更多知识点。能够实现的技术实训内容包括：系统集成技术、物流工程技术、PLC控制技术、总线技术、电气控制技术、气动技术、液压技术、伺服控制技术、变频控制技术、电子技术、组装技术、运动控制技术、电机拖动技术、直流调速技术、步进闭环控制技术、机械传动与执行机构技术、故障检测与排除技术、传感技术、测控技术、组态技术、HMI人机交互技术、自动化仓储管理技术、智能仪表控制技术、质量控制技术、图像视觉处理技术、RFID射频识别技术、物联网应用程序开发、物联网系统集成及应用、云计算及大数据应用、移动应用开发。

3、扩展性

系统中的单元设备（具有“联机/单机”两种操作模式。所有的单元设备的都可以独立操作，可以单机设备为平台，进行单项技术的研发。整个系统能够不断的扩展、扩充。网络系统可以紧跟现场技术升级扩展，在原有系统设备的基础上完全兼容扩充部分。系统无论机械结构还是控制，都采用统一标准接口，具有高的兼容和扩展性，随工业现场技术的快速发展。

4、教学性

工业4.0智能制造实训平台即要有生产特性，又要有教学特性，二者缺一不可。在基于模拟汽车生产线的工业4.0智能制造实训平台软硬件的基础上，开发出配套的工业4.0智能工厂课程体系、教材以及实训指导书，并且这些教材与课程体系要针对大学本科、高职高专、中职中专、技工学校等不同层次、不同类型人才需求分别开教材与课程体系，从而真正充分体现智能制造实训平台的功能。

5、工业性

硬件产品配置的标准件均采用目前工业 品牌，非标件的加工和电气配线均符合国际化工业标准，软件系统符合数据实时和协同创新理念， 程度的缩短与工业级设备的差距。

智能生产线以模拟汽车柔性加工项目为设计目标，可全自动化、智能化、 率、高精度的制造工业级产品，并可通过射频技术存储、追踪各工序生产信息。

6、对接性

该项目突破传统的仿真软件教学模式和模拟加工装配模式，实现真实生产线生产真实产品的“实体真做”目标，达到与工厂实际生产过程相对接、与真实产品相对接、与客户个性化需求相对接及与多层次人才培训教学需求相对接。

四、系统图纸

1、平面布局效果图

智能制造实验系统

一、技术要求

1、智能加工系统（2套）

1）机器床身、台面、立柱、横梁均为铸铁，回火处理与二次精密加工。

2）X.Y.Z三轴进口直线方轨,采用步进电机驱动，丝杆传动结构；机床尺寸约：800mmX800mmX870mm；

3）工作行程（X*Y*Z）：300mm*300mm*150mm；

4）运动速度：300mm/min；

5）重复定位精度：0.01mm；

★6）主轴转速：24000RPM.750W，水冷，变频调速；

7）嵌入式平台的专业三轴运动控制器，独立运行；

8）配20寸显示器，配有手轮；

★9）封闭设计，电动推拉门

★10）系统具有 程序、机床控制、加工进度上传及机床加工时间统计功能；

★11）含气动夹具一套，实现工件夹紧定位，2组气缸，配电磁阀；由数控系统I/O控制。

★12、投标文件中提供设备图片。

2、细胞生产线（9套）

细胞式生产线广泛应用于智能制造，可以组装成不同形态，实现物料输送、装配及分拣作业。

1）输送线采用直流减速电机驱动，滚筒传动结构，模块化设计；

2）线体长度不低于220mm；

★3）滚筒直径≤15mm，表面红色包胶；

4）运动速度为：0.1m/S；

5）配光电传感器、阻挡器等配件；

6）可选配侧向定位装置；

7）可组装形成"一字"型、L型、U型及H型结构。

3、旋转平移机（3套）

平移旋转输送机可实现物料输送的输送方向，可以与细胞式生产线组合使用，实现物料的柔性化输送，提高产品的复用率和柔性化，符合未来智能制造的发展方向。

1）实现功能：平移+旋转；

2）平移采用直流电机驱动控制，皮带式传动结构；

3）旋转采用旋转气缸控制；

4）旋转角度：+90°~ -90；

5）配置4个阻挡块，实现物料的阻挡及姿态控制；

6）阻挡块采用电磁铁控制，可独立控制及具有导向功能。

7）配置红外传感器检测功能；

4、智能上下料系统（1套）

1）结构：垂直关节型六自由度机器；

2）载荷：3KG；

★3）作业半径：580mm；

★4.重复定位精度：±0.01 mm；

5）运动范围：轴1旋转 +165°~ -165°，轴2手臂 +110°~ -110°，轴3手臂 +70°~ -90°，轴4手腕 +160°~ -160°，轴5弯曲 +120°~ -120°，轴6翻转 +400°~ -400°

6） 运动速度轴1旋转  250°/s轴2手臂  250°/s轴3手臂  250°/s轴4手腕  320°/s轴5弯曲  320°/s轴6翻转  420°/s

7）重量约：25kg;

8）防护等级：IP30；

9）电控柜：IRC5紧凑型控制柜；

10）配有6.5寸彩色触摸屏手持示教盒；

11）特性：集成信号源，手腕设10路信号，集成气源，手腕设4路空气（5 bar），集成以太网，1个100/10 Base-TX以太网端口；

★12）通讯接口：开通PC Interface通讯接口。

5、工业级静音气泵（1套）

1）储气罐容量：55L;

2）流量：64L/min

3）压力：0.7MPa；

4）功率：1100W;

5）转速：1380r/min;

6）包含三联件及气管。

6、可移动工作台（4套）

1）功能：用于安装线体设备等；

2）外形尺寸约：1200mm×1050mm×750mm铝合金；

3）为T型槽铝型材板；

4）支架采用6060铝型材，四脚支撑，高度可调。

7、基于智能制造运动控制系统（1套）

功能：系统电气控制，实现系统智能控制功能；包括：PLC、HMI、直流电源及继电器组成；控制系统全部集成安装，采用抽拉式安装方式；

★1）配备S7系列PLC，配I/O模块；触摸屏采用7寸电容屏；

2）控制模块安装在可抽拉式的背板上，前面装有有机玻璃罩；

★3）程序包括：逻辑控制及通讯功能，支持电气调试、单机操作及联机运行三种工作模式；

★4）采用OPC通讯协议进行通讯；

5）软件功能：根据调度层信息实现线体模块判读及控制执行，把输入点信息上传调度层。

8、智能制造调动控制系统节点（30节点）

智能制造调度控制系统是智慧工厂设备层的控制中心，实现各单元设备的智能调度、状态读取、数据采集等功能。

★1）系统具备30个节点，采用MVC框架设计，开发语言采用QT和C++；

2）运行核心机制采用状态反馈驱动机制；

★3）采用调度层、策略层及设备层三层控制模式，降低设备间的耦合性，逻辑更加清晰；

★4）支持定制化加工、柔性化调度、并行生产及混流生产；

5）系统界面人机交互友好、设备及订单可视化管理。

★6）智能制造调度控制系统核心功能模块有：

（1）订单管理模块：具有订单管理功能，实现订单的简单排产，可根据实际需要将订单提前或者推后加工，支持智能模糊搜索订单，实现订单的可视化管理。

（2）状态显示模块：系统可实时掌握每个单元设备的工作状态，能实时查看订单生产进度，细化到每一个工步开始时间及结束时间，哪个单元设备加工的，为后续产品的追踪溯源提供数据支撑。

（3）调度控制模块：系统具有智能调度控制算法，可以根据生产实际情况智能调度单元设备执行任务，实现系统的优化控制。

（4）通讯管理模块：系统支持以太网、串口及USB等多种工业常用接口通讯方法。系统对控制器为PLC的单元设备如流水线等通讯采用工业以太网接口，采用广泛使用的工业现场过程控制通讯标准OPC通讯协议，支持不同厂家不同品牌的PLC控制器，使得系统适用性更广。

（5）设备控制模块：智能制造调度控制系统支持机器人、视觉系统、PLC系统、AGV小车及数控系统等单元设备控制，系统更具有强大的扩展功能。

（6）RFID批处理模块：系统支持多达255台RFID在线读写功能，实现RFID的批处理能力，为系统的调度决策提供依据，同时可以记录物流信息。

（7）数据库管理模块：系统采用SQL数据库，可以与上层MES进行无缝对接，实现数据实时共享，为大数据分析提供支撑。

（8）日志记录模块：系统有详细的日志记录功能，方便系统出现故障时快速排查故障原因，提高系统的稳定性。

★7）智能制造调度控制系统主要特点有：

（1）柔性化调度，智能化程序高；

（2）实现并行生产；

（3）实现混流生产；

（4）状态可实时查询记录，便于产品追踪溯源；

（5）具有日记记录功能，方便快速诊断系统故障；

（6）全自动调度控制，用户操作简单，体验性强。