F1 工业4.0智能工厂实训系统

“工业4.0”主要侧重于技术与模式， 主要分为两大主题，一个是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现。第二个是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。

佛山市顺德区育能装备有限公司，主要产品有CIM智慧工厂教学实训设备,小型五轴加工中心,小型数控机床 FMS小型数控机床，机器视觉创新实验平台，工业4.0智能无人工厂实训设备，机电传动控制实验台，制样机,创客机床,随着工业升级的浪潮和国家大力发展高新技术和工艺4.0的宏观指引；育能装备有限公司致力把工业实际应用技术通过微型设备搭建起科学研究平台，提供给广大大专院校、职业学校、创客和DIY爱好者实验使用；育能装备有限公司团队拥有20年非常丰富的工业实际应用经验和教学设备开发经验的团队，以新的工业前沿科技融入到教学设备中。 为适合教育要求和研究的场地要求，育能装备有限公司开发一系列子系统和装备，目前有小型数控机床及其研发维修实验平台、3D打印和激光雕刻一体机、机器视觉工业实验平台、小型注塑机、智能仓库；每套子系统和装备都可以配上机器人实现柔性生产（FMS）; 同时以上子系统全部搭配起来可以实现无人化工厂研究平台，各套子系统和平台都开放数据接口以供联网控制。研究人员和使用者可以用较小的成本轻而易举地贴近新现实工业应用，提高研究开发效率和短时间掌握工业应用。 能装备有限公司未来继续投入研究开发和与高校合作，网罗全球不断涌现的新技术注入教学装备平台；同时也承接工厂工业4.0的升级改造，教学研究和工业实际应用互哺，打造教育和工业应用并驾齐驱的企业。

工业4.0智能工厂实训系统

“工业4.0”主要侧重于技术与模式， 主要分为两大主题，一个是“智能工厂”，重点研究智能化生产系统及过程，以及网络化分布式生产设施的实现。第二个是“智能生产”，主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。

“工业4.0”中先要打造“智能工厂”,在生产设备中广泛部署传感器,使其成为智能化的生产工具。从而实现工厂的监测、操控智能化。未来的智能工厂中,产品零部件本身附带相应信息,它们会根据自身生产需求,直接与生产系统和生产设备沟通,传达所需生产过程的操作指令,直至生产设备将自己生产出来。同时,在生产制造过程中,通过动态配置生产资源,实现柔性生产,从而使制造过程的效率更高、资源的配置更加合理,产品生产周期更短,更具个性化。

智能制造生产线实训方案特点

智能制造生产线实验平台，是对工业现场大型设备进行提炼和浓缩的一款小型智能制造生产线实训设备，专门为职业院校、教育培训机构等而研制的，它适合机械制造及其自动化、机电一体化、电气工程及自动化、控制工程、测控技术、计算机控制、自动化控制等相关专业的教学和培训。融合了数控机床加工、光、电、气，包含了PLC、机器人、传感器、气动、工业控制网络、电机驱动与控制、计算机等诸多技术领域，对柔性制

造技术的工作过程进行研究，监控系统、主控PLC和下位PLC通过网络通讯技术构成一个完整的多级计算机控制系统，通过训练，使学生了解智能制造生产线的基本组成和基本原理，让学生掌握机电一体化技术的应用开发和集成技术，帮助学生从系统整体角度去认识。为信息学院自动化和电气工程自动化本科及其控制科学与工程研究生均提供了实验和科研的平台。

系统组成简介

1、立体仓库单元

  立体仓库单元的主要功能是为系统提供加工工件原材料和储存成品件两大仓储功能，采用三层货架储存单元货物，用相应的物料搬运设备进行货物入库和出库作业的仓库。

2、环型流水线单元

  环型流水线单元主要由铝合金型材基体、环行传输线、自动导向机构、变频调速系统、自动定位机构等组成。可完成对工件在不同速度下的输送，不同工位的自动定位，从而大大提高了自动环形传输线的工作效率。

3、数控车床加工中心单元

  数控车床加工中心单元采用小型化，占地小，用于整个工件的轴类部份的加工，采用自动门、自动装夹、四工位自动刀架、并有工件冷却加工系统，现实机加工件无人化DNC自动加工，配置伺服电机、工业级数控系统，精度高。

4、数控铣床加工中心单元

  数控铣床加工中心单元采用小型化，占地小，用于整个工件三轴联动加工。可用于雕刻、数控钻、数控铣等加工工艺，采用自动门、自动装夹等，现实机加工件无人化DNC自动加工，配置伺服电机、工业级数控系统，精度高，

5、六自由度机器人单元

  六自由度工业机器人、抓取机构、气爪等组成，主要完成对工件的提取及搬运到各数控加工单元、AGV小车搬运单元及工件视觉检测单元等。包含旋转（S轴），下臂（L轴）、上臂（U轴）、手腕旋转（R轴）、手腕摆动（B轴）和手腕回转（T轴）,6个关节合成实现末端的6自由度动作

6、四坐标机器人

  四坐标机器人主要负责立体仓库的原材料入库与出库、成品零件的入库。够实现自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、运动自由度间成空间直角关系、多用途的操作机。他能够搬运物体、操作工具，以完成各种作业，具有高速性的大化吞吐量,超长的工作运行时间,节省地面空间

7、视觉检测单元单元

  检测单元的主要功能是对工件的精度、外观形状品质是否合格，通过摄像头获取工件的图像，由图像处理器完成工件合格与否的判断，将不合格工件剔除，将合格的工件传送至下一单元，而将不合格的工件推送至废料槽。

8、RFID系统单元

  RFID系统单元是一种非接触式的自动识别系统，它通过射频无线信号自动识别目标对象，用于对工件材料的信息记录，加工路径记录、产品追溯化管理，由RFID标签和RFID读写器组成，标签安装在工件放置的工装板上-记录该工装板上放置零件信息，RFID读写器安装在工装板经过的每一个工位上，当工件到达该工位时系统可通过读写器，识别到该工件的运输及加工途径。每个传输工装板上都安装有RFID标签，在每个加工工位物料都需要进行识读操作，并将信息通过网络传输给服务器，实时的跟踪物料位置信息和仓储位置信息，做到物料、成品、半成品的可追溯性管理。

9、AGV小车搬运单元

  AGV小车无人搬运车由机器人输送加工后的零件或从库房特定库架抓取零件，AGV智能小车并依据方位计划运动途径，运行至装卸站,准停，主动将零件放置到装卸站缓冲区，由四轴坐标机器人卸货至立体仓库成品区或原材料区。实现线边设备和自动仓储的自动上下料功能，采用激光通讯传感器通讯，信号传输快捷方便；行走模组采用PLC控制，AGV的PLC通讯，PLC发送任务码给机器人，实现点位控制；主控通讯，AGV整体与主控PLC通讯。

10、PLC工作站单元

  采用工业自动化主流PLC，可随意扩展，配备触摸屏、具备物联网接口，铝合金型材构成，连接牢固。

11、总控台

   总控平台主要由单相电网电压指示、电源控制部分、控制主机、状态指示灯、10.4英寸工业彩色触摸屏S7-315主机，电脑等组成，主要完成监视各分站的工作状态并协调各站运行，完成工业控制网络的集成。它带有电源总控制系统、视频监控系统，产线处的有数据均可从总控制台收集获取，可通过总控调度分配各个模块的工作职能。电源系统实施强弱电分开管理，待机休息及检修时要求强电关闭，控制、信号灯弱点部分完全运行。

12、零部件周转拖盘

   用于原材料及成品件的输送周转用，配合RFID系统及智能仓库、环型流水线中应用。实现送料，取料，输送周转功能；实现智能化工作与管理，并对每个环节的时间点、责任人等关键数据进行实时采集，汇集到统一的信息平台，大限度的提高存储货物的能力。

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