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机械设计制造及自动化智能制造虚拟仿真实训室建设方案

发布时间:2022-11-04

编辑人:灵图互动

阅读量:481

随着智能制造的提出及其在各行业的迅速应用,企业的人才需求发生了根本性的变化,为了满足培养知识复合型人才的国家战略需求,高校纷纷开展了智能制造相关专业课程。

其中,机械制造与自动化(智能制造方向)专业是基于设置机械、电子、信息网络知识的专业基础课,培养单项技能的数字化设备、自动化生产线、互联网、工业机器人的使用、操作、装调、维护的专业课程,培养综合技能的智能制造核心专业课的课程体系。

虚拟仿真技术应用于机械制造与自动化(智能制造方向)专业教学,可有效弥补院校实训中看不到、进不去、成本高、危险性大等特殊困难的重要措施。通过“虚实结合”的教学方式可实现实训教学手段和教学模式的多元化,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。

机械制造与自动化专业智能制造虚拟仿真实训室建设方案由智能制造基础虚拟仿真实训中心,柔性生产线实训中心,智能制造综合虚拟仿真实训中心组成。

1. 智能制造基础虚拟仿真实训中心

智能制造基础虚拟仿真实训中心由工业机器人虚拟仿真实训室、工业机器人基础虚拟仿真实训室、工业机器人综合虚拟仿真实训室组成。

1.1 工业机器人虚拟仿真实训室

配备工业机器人离线虚拟仿真软件48点位,计算机48台套或者配备工业机器人虚拟仿真平台,离线虚拟仿真软件或者虚拟仿真平台支持各种型号品牌的工业机器人代码具有离线编程功能,能够直接生成包括埃夫特、abb、Kuka,Fanuc、安川、史陶比尔、UR等品牌机器人的代码,建设工业机器人虚拟仿真实训室,开发实训项目有机器人仿真软件RoboDK界面及其各区域功能、示教器操作界面及各功能区、工业机器人工作站构建等实训项目10个,强化学生在工业机器人编程与操作、工作站搭建、离线编程等方面的操作技能,培养学生能对特定的场景任务进行仿真操作的能力。用以弥补实体工业机器人练习台套数不足,学校只能购置单一品牌、型号的工业机器人设备用于教学,无法购置所有工业机器人品牌、型号,通过仿真软件拓展学习。

工业机器人虚拟仿真实训室

1.2 工业机器人基础虚拟仿真实训室

工业机器人基础虚拟仿真实训室由多种实训功能模块组合搭建而成,主要包含工业机器人模块、固定平台模块、作业工件仓储模块、压铸模块、搬运编码模块与扩展模块、多种末端工具模块、PLC与人机界面模块。可用于实现工业机器人编程示教再现、码垛、模拟喷釉、打磨、焊接、压铸、PLC编程、电气系统设计与接线、机械装调、多种工具更换等实训功能,培养学生的机器人编程能力和系统测试、操作维护能力。

工业机器人虚拟仿真实训项目主要包含:(1)工业机器人机电系统结构;(2)工业机器人运动学分析及控制;(3)机器人示教盒认知与编程操作;(4)工业机器人搬运、码垛、压铸、轨迹追踪等实训作业;(5)工业机器人安装与维护。

PLC的设计与应用虚拟仿真实训项目主要包含:(1)基本编程指令练习;(2)数据传输功能实验;3)定时、计数、移位功能实验;(4)比较功能实验;(5)跳转功能的应用实验;(6)子程序调用功能的应用实验;(7)PLC程序编程与调试。

工业机器人基础虚拟仿真实训室

1.3 工业机器人综合虚拟仿真实训室

工业机器人综合虚拟仿真实训室为工业机器人技术应用综合实训系统(机器人国赛指定设备)2台套,可实现工件出库、工件运输、工件检测、机器人搬运装配的一条可追溯产品流程的自动生产线。

该生产线模拟工业生产现场,采用工业级配置,由生产线仓储设备、物料运输系统、工业视觉检测系统、搬运装配工业机器人系统等组成的多技术融合信息化系统。含自动化立体仓库与堆垛机单元;AGV运载机器人输送单元;自动化输送线系统单元;工业视觉检测系统单元;工业机器人搬运单元;实现工件仓储、检测、搬运、装配等流程,可掌握工业机器人运行轨迹操纵,程序数据及其设定,以及机器人I/O的控制与通讯,应用工作站的系统集成等技能。

2. 柔性生产线实训中心

柔性生产线实训中心由车削加工柔性制造系统、加工中心柔性制造系统、DNC机床联网管理系统、智能刀具管理系统等组成。自主完成产品从毛坯料到合格产品的整个加工过程。

根据岗位能力需求,与企业共同开发柔性生产线实训项目,以培养适应柔性制造技能岗位的技术技能型人才。以车削中心柔性制造系统为例说明系统组成:三台数控车削机床;一条RGV小车自动物流传输线;一个32工位智能识别托盘系统;机器人自动上下料系统;总控台;其它辅助设施。实现多种零件自动、混流加工。

柔性生产线虚拟仿真实训中心

3. 智能制造综合虚拟仿真实训中心

智能制造综合虚拟仿真实训中心由智能制造虚拟仿真实训室和智能制造切削单元实训室构成。

3.1 智能制造虚拟仿真实训室

智能制造虚拟仿真实训室配备智能制造虚拟调试实训考核系统4-6台套,该系统集成了工业机器人系统、数控系统、MES系统、PLC和机器人虚拟仿真系统,是基于三维可视化技术的智能制造系统配套的虚拟仿真试运行系统,虚拟化智能制造场景,具备智能制造虚拟场景、机器人、数控系统、MES系统和PLC的真实数据交互功能。可实现典型智能制造应用场景,如:智能制造切削加工应用、智能制造模具加工应用等,学生可自主设计并构建智能制造系统,进行虚拟调试。用于智能制造系统的虚拟调试、实训和考核。

开发的实训项目:工业控制网络设计与调试实训;工业以太网通讯与调试实训;智能制造系统数字化设计与虚拟仿真实训;智能制造设备层数据采集实训;智能制造系统集成编程与调试实训;智能制造系统加工与生产管控实训;智能制造系统常见故障诊断实训;智能制造系统维护与保养实训。

智能制造虚拟仿真实训室

3.2 智能制造切削单元实训室

智能制造切削单元实训室以智能制造与信息化管理为核心建设,配备智能加工单元综合实训系统2—4台套,同时还配置了数控机床、工业机器人、检测设备、数据信息采集管控设备等典型加工制造设备,并集成为智能制造“硬件”系统。实现智能化工业级的实训教学,培养工业机器人制造、数控机床加工、智能制造系统集成和应用等企业急需的工业机器人的操作与编程、数控机床的安装与调试、智能制造系统集成以及现场维护等岗位综合技术技能。

智能制造切削单元实训室

智能制造切削单元实训室配置智能制造MES系统生产管理、数字化设计软件和电子看板;系统配置电子看板及监控与信息显示液晶电视,实时显示工件的加工过程及数控机床的运行状态;

系统控制界面满足可视化、图形化编程操作,便于学习和实训教学;系统包含PLC、工业总线等工业现场常用控制方式;且包含在线测量装置、RFID等工业现场常用检测方式;系统模块化设计,以数字化设计、智能制造MES系统软件等展现切削加工智能制造自动化、数字化、网络化、智能化的管理与控制。


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