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智能制造生产线虚拟仿真实训基地建设方案

发布时间:2022-10-25

编辑人:灵图互动

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随着现代制造业不断向自动化、智能化方向发展,各大职业院校为了培养满足人才市场需求的高水平复合型智能制造人才,助推"三教"改革,实现资源整合集聚,深化产教融合的需要,纷纷探索虚拟仿真实训基地建设,希望通过“虚实结合”实现实训教学手段和教学模式的多元化创新,拓宽学生的学习途径。建设智能制造虚拟仿真实训基地可以促进高职院校的人才供应、技术创新和服务供给真正融入企业生产进程,从而紧跟装备制造数字化、网络化、智能化的发展趋势。

智能制造生产线虚拟仿真实训基地建设方案以学生为中心、以服务智能制造产业发展为宗旨,基于面向机电、机制、数控、模具、汽车等专业转型升级和工业机器人专业等建设需求,利用虚拟仿真技术模拟真实场景,在具有物理真实感、环境真实感和行为真实感的模拟场景中,让学习者能够在类似真实的虚拟情境中去学习、体验并解决真实的问题,从而培养顺应市场需求的智能制造技能型人才。

智能制造生产线虚拟仿真实训基地建设方案主要包含:智能制造单元、智能制造技术培训、工业机器人、3D打印技术等4大板块。

智能制造生产线虚拟仿真实训基地建设方案

1. 智能制造单元

智能制造单元是由加工设备和辅助设备进行模块组合,通过软件连接,实现多功能模块的集成化,满足数字工厂对设备自动化、管理信息化、人员高效化的要求,使制造自动化扩展到柔性化、智能化和高度集成化,具备多品种(少)批量产品的生产能力。

2. 智能制造技术培训

智能制造从单元的自动化、数字化到系统的集成化、智能化,均需要装备数字化和自动化软件之间的融合,因此,智能制造生产线虚拟仿真实训基地可开展对数控机床、在线检测单元、工业机器人等软硬件集成的技术培训。

2.1 数控机床及附件

智能制造生产线虚拟仿真实训基地可开展对数控车床、加工中心等参数设置、功能调试及优化等培训,并对气动门、动力夹具进行控制,实现数控系统与外部系统的互联互通,完成机内摄像头的安装、调试和防护,做好刀具安装及对刀等加工前的准备工作。

2.2 在线检测单元

智能制造生产线虚拟仿真实训基地可开展对加工中心在线测量系统(测头)的安装与调试培训,并对测头进行标定,训练对加工的零件进行在线测量,并将测量数据通过以太网上传,可根据检测数据判断零件的误差趋势和是否合格,并做相应的处理。

2.3 工业机器人

根据零件机械加工工艺要求,利用智能制造生产线虚拟仿真实训基地可开展对工业机器人夹具、气动部件等外部设备的安装与调试培训,并对工业机器人(含第七轴)与数控机床、立体仓库等设备动作的编程和调试训练。

智能制造生产线虚拟仿真实训基地建设方案工业机器人技术培训

2.4 智能制造控制系统

根据零件加工工艺要求,利用智能制造生产线虚拟仿真实训基地可开展基于 PLC 控制系统编程、安装和调试培训,从而训练对工业机器人从立体仓库取出待加工毛坯,同时读取 RFID 数据,送至数控机床,并在加工、在线测量后,由工业机器人送回立体仓库规定的仓位中,更新 RFID 数据,从而掌握实现智能制造单元中各设备安全、协调运行的工艺过程。

2.5 可视化系统

根据零件加工要求,训练学生通过 MES 系统调试机床状态、机器人状态、料库状态以及产品 RFID信息等运行数据,从而在智能制造生产线虚拟仿真实训基地可视化系统上显示各单元状态的能力。

2.6 多品种零件混流生产

根据各种零件图纸规定的技术要求,训练学生编制各自零件的加工程序,通过 MES 系统下发生产任务单,使用和调试智能制造单元,完成切削加工。智能制造由 MES 调用数控机床加工程序、工业机器人运行程序自动进行零件加工;可根据智能制造单元的运行情况和零件加工质量自行调整,实现两种以上零件混流、稳定和批量加工,并达到符合图纸质量要求的产品,从而实现多品种零件混流生产的目的。

2.7 职业素养

无论在实训,还是在生产加工过程中,都要训练学生严格遵守安全生产规范,做到操作规范、工具摆放整齐、资料归档完整、环境清洁等要求,从而培养职业素养,做到文明生产、安全生产,严防机床、机器人等运动造成人身伤害事故。

3. 工业机器人

智能制造生产线虚拟仿真实训基地中的工业机器人实训由六自由度关节机器人、工业机器人机械拆装工作站、工业机器人电气拆装工作站、工业机器人离线编程软件组成。

3.1 工业机器人机械拆装实训

工业机器人由机械本体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成,可实现高精度定位和编程控制运动的机电一体化设备。通过机械拆装实训,可开展对工业机器人机械结构、工业机器人高性能伺服驱动、高精度减速器等核心零部件的认知,掌握工业机器人机械设备维护、典型故障排除等技能,从而确保稳定运行,提高工业机器人使用寿命。还可学习对空间要求严格、自由度高的机电一体化产品的机械结构设计方法,了解复杂精密机电设备的装配工艺等技术。

智能制造生产线虚拟仿真实训基地建设方案工业机器人机械拆装实训

3.2 工业机器人电气拆装实训

电气拆装是从电气构造、控制系统等了解工业机器人。可开展对工业机器人电气结构、控制系统及运功控制方式、电气与通讯连接等实训,从而掌握工业机器人电气设备维护、典型故障排除等技能。

智能制造生产线虚拟仿真实训基地建设方案工业机器人电气拆装实训

4. 3D 打印技术

设备有智能桌面机、桌面式三维扫描仪、工业级 SLA、PC 机等。智能制造生产线虚拟仿真实训基地可开展对 3D 建模理论、3D 设计、3D 扫描、3D 打印材料等 3D 打印技术基础性实训,从而可掌握 3D 打印基础、3D 打印软件设计、3D 扫描软件和设备的使用与操作技能。还可开展对 3D 打印技术理论。

智能制造生产线虚拟仿真实训基地建设方案3D打印技术培训

智能制造生产线虚拟仿真实训基地建设方案把专业设置与产业需求、课程内容与职业标准、教学过程与生产过程无缝对接,使教学与生产相互支持,形成教中有产,产中有教,相互促进,一体化发展,利益共享,风险共担的局面;从而构建职业教育与生产劳动、社会实践相结合,深度推进产教融合,成为职业院校人才培养最佳模式。


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