发展智能制造是全球工业化的大势所趋,是重塑国家间产业竞争力的关键因素。智能制造也是“中国制造2025”的主攻方向,是从制造大国转向制造强国的根本路径。为了追赶发达国家智能制造的水平,我国目前主要推行试点示范引领,逐步推广智能制造。
目前政府主要推进生产企业和高等院校的智能制造项目,旨在促进智能制造体系和公共服务平台的形成。各大高职院校,目前在积极推进智能制造人才的教育和培训,但目前市场上难以找到适合学校使用的智能制造教学产品。目前,一种方式是集成采购工业上使用的机床、三坐标测量仪、关节机械手、立体仓库、桁架机械手、视觉识别等装备,结合简易的MES软件,形成一条自动化的流水线。这种方式一方面资金成本巨大,学校一般难以承受;另一方面,学生学习时间短,不具备实际操作使用的能力,只能以观摩为主,不能进行实际动手操作,教学效果比较差。另一种方式是学校单独采购机床、三坐标、机器人等设备,进行独立教学,各个工作站之间没有互联互通,这种方式只适合工厂传统制造技术的教学,不能满足智能制造的教学要求。
本产品将工厂的生产过程缩小,只有 5米×2米,所有设备均为自主或者联合研发,比大型工业设备更适合于教学;同时设备体积小,安全防护好,容易操作。本产品在较小区域内再现离散型生产中的智能制造过程,可以用于智能制造方面产业工人、设计人员和研发人员的培训、实践和二次开发研究。目前产品主要面向高职、本科院校、以及企业培训中心,重点用于智能制造理论的培训和教学,包括智能生产线管理、MES软件使用、排程调度等;也可以用于相关专业课的实训教学,涵盖PLC程序的设计与应用、机械制造自动化技术、气动控制技术、运动控制技术、机械设计、机械原理、机器人技术、视觉检测及图像处理技术等主要课程。
该智能柔性制造系统的主要优点包括:
智能制造
1.可支持多个零件同时混流生产,实现多工序的排程调度;
2.MES系统实时感知所有设备工作状态、可以提前做出合理决策;
高度柔性
1.机床可重构、机床夹具自动更换、工件自动装夹、机械手手爪自动更换、机床自动换刀;
2.工艺流程由MES软件直接编程,不需要改动底层设备程序,可快速适应不同产品制造;
面向教学
1.典型产品为减速箱,贴合教学实践;可以扩展加工其他产品;
2.可开展工业机器人应用、工智能制造技术、制造执行系统MES及应用等的教学课程;
空间紧凑
1.占地面积小,5米×2米;
2.车床、铣床、镗床、滚齿机、测量仪、关节机器人、立体仓库等常见工业设备一应俱全;
2. 主要功能
该智能柔性制造系统主要由表1所示设备组成,包含仓库物流、关节机器人、机加工设别、检测设备、控制设备等。这些设备统一由制造执行系统MES软件进行调度管理,可以实现多种零件的混流生产、检测和装配工序。目前,该智能柔性制造系统的典型制造产品为减速箱,通过简单配制后可以实现其他产品的制造。
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