智能制造與數(shù)字孿生綜合實(shí)訓(xùn)室建設(shè)項(xiàng)目

01 項(xiàng)目背景

本項(xiàng)目建設(shè)主要以柔性化智能制造產(chǎn)線為載體，結(jié)合數(shù)字孿生技術(shù)及工業(yè)控制技術(shù)，以數(shù)字孿生系統(tǒng)、MES系統(tǒng)、WMS系統(tǒng)為核心，以玻璃內(nèi)雕禮品為加工載體，將先進(jìn)的柔性化技術(shù)引入智能制造以輔助教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)智能制造的認(rèn)知、智能生產(chǎn)流程的掌握、智能制造產(chǎn)線設(shè)計(jì)能力的提升及智能制造科研水平的提高。同時(shí)學(xué)院為了提高工程實(shí)踐管理水平，關(guān)注每個(gè)學(xué)員實(shí)踐能力和學(xué)習(xí)進(jìn)度，建設(shè)綜合實(shí)驗(yàn)管理平臺(tái)。

02 智能工廠系統(tǒng)

智能工廠系統(tǒng)方案包含八大區(qū)域：用戶終端區(qū)、中央總控區(qū)、智能裝配區(qū)、工業(yè)軟件區(qū)、取貨上料區(qū)、底座加工區(qū)、毛坯加工區(qū)、智慧倉(cāng)儲(chǔ)物流區(qū)。智能工廠通過(guò)客戶端實(shí)現(xiàn)加工產(chǎn)品樣式的選擇，一共可實(shí)現(xiàn)40種規(guī)格玻璃內(nèi)雕水晶加工，其中分為藍(lán)色、綠色、紫色、透明色四種基礎(chǔ)毛胚，同時(shí)每種毛坯共有10個(gè)玻璃內(nèi)雕樣式可供選擇。通過(guò)3D相機(jī)可以定制玻璃內(nèi)雕樣式。與玻璃毛坯匹配的櫸木底座，內(nèi)置LED炫光燈，表面可以完成四種樣式雕刻。

• 該系統(tǒng)主要包含頂層的客戶端系統(tǒng)+中層的中央控制系統(tǒng)+底層的智能裝備系統(tǒng)構(gòu)成。

• 核心設(shè)備為具備3D相機(jī)功能的激光內(nèi)雕機(jī)、CO2打標(biāo)機(jī)、工業(yè)機(jī)器人、立庫(kù)、堆垛機(jī)等。

• 核心軟件為數(shù)字孿生虛擬聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)、工業(yè)MES系統(tǒng)，倉(cāng)儲(chǔ)WMS系統(tǒng)以及客戶端產(chǎn)品定制系統(tǒng)。

• 該系統(tǒng)基于工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，將其融入本系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生控制。

• 具備工業(yè)4.0系統(tǒng)的典型示范作用，可幫助學(xué)生對(duì)智能制造系統(tǒng)中的工作崗位以及各崗位的知識(shí)和技能進(jìn)行直觀展示和理解。

• 用戶可以通過(guò)該系統(tǒng)完成玻璃內(nèi)雕產(chǎn)品的柔性加工和用戶體驗(yàn)。

03 數(shù)字孿生系統(tǒng)

通過(guò)1：1模擬柔性化智能制造工廠生產(chǎn)場(chǎng)景，完成虛擬仿真教學(xué)和智能工廠數(shù)字孿生展示。

進(jìn)入主界面后，共有6個(gè)分項(xiàng)生產(chǎn)場(chǎng)景，除了對(duì)應(yīng)被控實(shí)物的各個(gè)獨(dú)立單元和總生產(chǎn)線場(chǎng)景外，還支持PLC控制多種電機(jī)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景和自定義實(shí)驗(yàn)臺(tái)場(chǎng)景。可以通過(guò)選擇不同的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，進(jìn)行不同知識(shí)點(diǎn)的訓(xùn)練。根據(jù)數(shù)字孿生技術(shù)的研究要求和重點(diǎn)，通過(guò)PLC通訊技術(shù)和運(yùn)動(dòng)板塊數(shù)據(jù)采集，所有的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景都可以和真實(shí)的被控生產(chǎn)線做完全一致的聯(lián)動(dòng)運(yùn)行。本孿生軟件支持的教學(xué)訓(xùn)練功能如下：

• 支持工作臺(tái)的自定義搭建：所有生產(chǎn)線的設(shè)備如PLC、工業(yè)機(jī)器人、步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)、變頻電機(jī)、變頻器、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器、伺服驅(qū)動(dòng)器、傳感器、立庫(kù)、輸送帶、氣缸、HMI、按鈕、指示燈等作為設(shè)備元件庫(kù)。支持學(xué)生在場(chǎng)景里自由組合設(shè)備和元件，通過(guò)不同的設(shè)備組合，設(shè)置不同的參數(shù)，生成不同的生產(chǎn)節(jié)拍，打造自己的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)臺(tái)；

• 支持設(shè)備的參數(shù)調(diào)節(jié)，變頻器的常用參數(shù)調(diào)節(jié)；

• 支持在自定義生產(chǎn)線上完成設(shè)備的電氣接線；

• 支持實(shí)物生產(chǎn)線控制數(shù)字孿生設(shè)備；

• 支持工業(yè)機(jī)器人的虛擬示教和指令編寫；

• 支持通過(guò)PLC編程的方式控制生產(chǎn)線運(yùn)行；

• 支持生產(chǎn)線的場(chǎng)景的保存數(shù)據(jù)庫(kù)功能。