调试及培训总结

调试及培训总结

1引言

三十一所以数字化柔性生产线依托04专项的20台机床设备，根

据三十一所产品特点，结合现有信息化系统应用现况及未来规划，建

立一个集团公司级别的示范性的高度信息化、生产过程高度可控、生

产线人工干预合理减少、生产计划排产智能化，集智能手段和智能系

统等技术于一体的高效、节能、绿色、环保、舒适的人性化车间，为

建设“数字化柔性生产线”提供实体支撑。。

2引用文件

《31所数字化柔性生产线规划报告》

《数字化柔性生产线集成建设项目一技术协议》

《三十一所数字化柔性生产线实施方案》

3系统总体技术指标

SCADA系统：

装配区：SCADA系统具备毛坯信息入库，呼叫工装，工件入立体库，

一般检验和三坐标检验等功能；

立体库：SCADA系统具备通过数据库交互，向立体库发送调度指令,

完成出入库的任务；

AGV：SCADA系统具备读取AGV状态、位置信息，合理调度AGV的功

能；

桁架：SCADA系统具备与桁架之间的读和写通讯功能，调度桁架的功

能；

机床：SCADA系统具备通过Socket服务于机床间的通讯，实现机床

数据采集、实时调度和转移生产等功能。

立体库具备功能项

运行速度：出库30托/小时，入库30托/小时

货叉精度：±5mm；垂直±5mm；伸缩货叉方向±3mm；

货叉速度：Vx=85m/min；垂直速度Vy=40m/min；货叉速度Vz

=40m/min

输送线；0.2m/s

背负重量：W200KG（含托盘）

自动对接：自动上下料可实现与AGV通迅，自动上下料

中控系统：监控，调度AGV,与SCADA集成完成自动出入库已完

成

AGV具备功能项

运行速度：0—30M/分可在0—30M/分调整，实现AGV加减速

停止精度：±10MM通过光电传感器能保证停止误差在±10MM

旋转：90度旋转转弯可实现90度180度原地旋转

平移：左右自动平移可实现0—5M内的左右平移

背负滚筒；W12M/分根据立库与桁架输送线运转速度连续可调

背负重量：W300KG可携带拖盘与工装正常行走，对接

安全设置：多重安全保护避障传感器与机械防撞双重防护

自动对接：自动上下料可实现与立库桁架的PLC通迅，自动上下

料

中控系统：监控，调度AGV,AGV的监控与控制调度都可实现

桁架机械手具备功能项

工件负载：2150kg。

工件加托盘负载：2200kg

工作节拍：30mim/件

重复定位精度：

桁架机器人：X轴：行程：25.5m行程：0.3m,Z轴：行程：2.3m

满足抓手行程：0.1m；抓取准确可靠。

桁架机器人外形尺寸：26450mm义2100mmX7500mm

机床区输送线整体尺寸：5000mmX1800mmX1100mm

机床区输送线整体尺寸：3100mmX1500mmX1100mm

托盘在立体库、AGV、输送线、桁架机械手上传送平稳、可靠，有规

律，定位准确

4调试前情况简介

1)场地环境满足温度-2(TC〜+50℃；湿度W90%的要求；且

满足三相电380V,洁净气源0.5MPa。

2）机床安装完毕，安装位置固定，保证1台以上机床具备调试

条件。

3）桁架机械手在地面上安装完毕，且用压板压紧。机械手上所

有零件安装完毕，手动运行各轴，运行顺畅，无卡滞。

4）桁架机器人上润滑系统润滑油已填充，手动打油润滑系统没

漏油、缺油、堵塞现象；输送线上轴承、链条已涂抹润滑脂，润滑良

好。

5）立体库，桁架机械手，AGV上各电缆、气路都准备完毕。

6）服务器安装到位，软件环境配置完成

7）机床区输送线、装配区输送线所有零部件已安装完毕，并整

体放置在总体布局中的指定位置。

8）助力机械手安装完毕，并用地脚与地面固定在指定位置。

9）AGV在地面上的大致行走路线已铺设完毕。

10）调试用托盘及工件准备充足。

5调试过程总结

5.1分系统检查调试总结

5.2.1分系统设计技术指标

SCADA系统：

•数据通讯模块：负责与PLC、机床、立体库、MES系统的通讯处理。

•核心业务处理模块：负责SCADA软件内部程序的处理与事件的处

理。

•数据库模块：基于Oracle构建的后台数据库。

•调度模块：SCADA系统的调度模块承担与WMS、AGV、桁架机械手

系统及机床的调度任务，并与DNC系统集成。

•工件追踪模块：采集RFID以及现场动作信号，记录工件的移动信

息，进行全流程追踪。

•数据采集与监控模块：采集现场PLC、机床、AGV、立体库、机械

手等设备的状态与故障信息。

•车间大屏与显示模块：负责车间监控大屏的界面以及客户端的界

面显示。

立体库

堆垛机：

单元载荷：200kg（含托盘）

托盘尺寸：600mmX600mmX150mm

水平速度Vx=85m/min；垂直速度Vy=40m/min；货叉速度Vz=40m/inin

双立柱结构；

货叉定位精度：

水平：±5mm；垂直±5mm；伸缩货叉方向±3mm；

地轨22kg

运行模式：联线自动、单机自动、手动维护

输送线：

尺寸:1200mmX500mmX1000mm

速度：12m/min

AGV

・小车安装避让装置，防止撞伤人员，实现方式可以是超声波雷达

或区域扫描。

•充电方式为自动充电，可以自行设置充电电量。

•小车电池为锂电池。

•小车要有手持有线控制装置。

•为满足工艺要求，小车要具备以下功能：路径规划、站点规划、

在线充电、中央调度、半自动和手持功能等。

•路径规划：根据实际需求和现场条件，规划出相应的行走路线,

在路线中间铺设磁条传感器。

•站点规划：站点使用RFID卡做标示，在小车需要停靠、转弯等

地方做好标示。小车行走到次位置时，要自动读取RFID卡号，并

从数据库中调出此卡号对应的站点号，以及相应的控制指令，如

转弯、停靠、或者升降等指令。

•在线充电：在线充电分为三部分：自动充电机、电池余量检测、

充电接口对接。自动充电机采用国内知名品牌智能型充电器，具

有恒流、恒压、容量检测、过载保护、过流保护等功能。电池余

量检测采用库伦计数加电压检测的方式检测，系统同时检测电池

电压，通过电池电压对剩余容量加以修正。

•中央调度：需要配置控制中心，控制中心采用工控机加组态的方

式。控制中心完成交通管制、呼叫管制等需要协调式的工作。

•半自动和手动功能：AGV小车具备自动功能、半自动功能和手动

功能。

•AGV小车有可供立体库输送线和其他上下料站检测到位的开关。

设备配置及主要技术参数：

•小车运送方式要求背负辐筒式，小车机械结构和链条装置可分离,

链条高度可调整，调整范围N+-100mm。

•爬坡角度22。，满载续航14小时，空载续航24小时。

定位精度不小于±10mm,加减速时间〈2s,制动时间〈1s。

桁架机械手

•1）桁架机器人

•X轴：行程：25.5m,速度：lm/s,重复定位精度：±0.1mm。

•Y轴：行程：0.3m,速度：0.4m/s,重复定位精度：±0.1mm。

•Z轴：行程：2.3m,速度：0.8m/s,重复定位精度：±0.1mm。

•抓手行程：100mm,重复定位精度：

•机械手末端负载：150kg。

•2）输送线

•输送方式：链条传动，60集放滚筒输送。实现工件的输送、缓冲、

加紧定位、工件检测、举升平移等的动作，平稳可靠。

•速度满足：6m/min

•负载（工件+托盘）：200kg

•3）助力机械手

•工作半径满足：3000mm

•工件负载满足：200kg

•提升行程满足：1000mm

•工作角度满足：360°

5.2.2调试过程描述

SCADA系统

(1)SCADA系统功能

•数据通讯模块：负责与PLC、机床、立体库、MES系统的通讯处理。

•核心业务处理模块：负责SCADA软件内部程序的处理与事件的处

理。

•数据库模块：基于Oracle构建的后台数据库。

•调度模块：SCADA系统的调度模块承担与WMS、AGV、桁架机械手

系统及机床的调度任务，并与DNC系统集成。

•工件追踪模块：采集RFID以及现场动作信号，记录工件的移动信

息，进行全流程追踪。

•数据采集与监控模块：采集现场PLC、机床、AGV、立体库、机械

手等设备的状态与故障信息。

•车间大屏与显示模块：负责车间监控大屏的界面以及客户端的界

面显示。

(2)SCADA画面编辑

主页面

主页面用来展示设备的整体布局和直观的设备状态。

c"NANtAL

中国航天科工,航天科工集团和能科股份的LOGO；

当前用户：admin

-----------------用户显示;

全线自动

手动模式

全线工作模式;

今日计划

报警历史用户注销注销系统

导航菜单;

显示立体库的布局及实时货位信息;

显示机床的布局以及实时状态信息，状态灯绿色代

表正在运行，黄色代表机床准备好，红灯代表急停状态。

MES工单

用于读取MES工单信息并展示，同时提供手工工单和转移生产等功能。

MES计划

今日计・

NANCAL力・用户；**«n敷本化家性生产尴24102017

匪斜股命.巴泉।手动・式户》徜MS砌

中CS航太在工丽历史m

▲

■工单号产品名称产品编玛产品类型工序号机床号计划开始时间计划结束时间实除开始时间实际结柒时间工单状态标识检的结果操作

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」

­XIEL822017/&212O17Z8/21待加工未俵取未检器

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斜端XIEL842017/8/212017/8/21待加工未读取未检陇J

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MES计划来源有两部分：MES下发工单和手动工单。

正常业务流程是由MES系统下发工单到SCADA系统，包括工单号、产

品名称、产品编码、产品类型、工序号、机床号、计划开始时间、计

划结束时间等信息，机床发生故障情况下可在MES工单界面可进行转

移生产操作，将原机床的计划任务转移到新的设备；

手动工单：在MES系统发生故障情况下，由操作员在此界面手工录入

工单信息。

立体库页面

立体库信息页面提供实时立体库信息展示。

工件信息：工件总数，包括待加工和加工完毕的工件，其中转子件数

和叶轮件数等信息;

工装信息：工装总数，包括类型6CJ071件数、6CJ454件数等;

空托盘信息：空托盘的个数；

空：库位无托盘数量。

毛坯进线

目的：操作员可以通过界面阅览工件产品的工艺文件，并实时监

测立体库工装信息。通过输入产品类型、工序号和产品名称信息，点

击毛坯进线按钮后，系统会根据产品类型匹配工装类型。通过工件入

库将毛坯送到待加工区准备加工。

工艺文件:

展示工艺文件信息，供操作者查阅工件加工工艺。

立体库工装信息

立体库工装信息:显示立体库

工装信息及各型号工装的对应数量，方便操作员工在呼叫工装时查看

数量；

・托盘号11。043

托盘号写入：H托盘电子标签卡出现信

息丢失时，可用此功能将托盘号写入托盘电子标签；

毛坯信息录入:

毛坯信息录入

产品类型：产品类型对应的编号，例如：YIZH,XIEL；

工序号：产品的加工工序号，例如8,9

产品名称：产品对应的编码号，例如：CGNHB1235-1313

工装类型：类型由系统匹配，确定产品类型后系统自动匹配工装类型

RFID信息：托盘号+产品名称+产品类型+工装类型+工序号，共64

位，不全由空格补齐。

操作规程:

操作规程

1根据工艺卡片填写产品类型、工序号、产品名称,录入完成后点击“毛坯进线,按钮

2点击“呼叫工装”按钮；AGV将工装运送完毕后使用助力机械手配合零点定位系统进行装卡

3装卡完毕后，将RRD读写器对准RFID磁条，并点击"写入RFID“按钮，

提示操作员操作注意事项;

操作按钮:

毛坯进线：系统初始状态，操作员输入毛坯信息完毕后，点击毛坯进

线，系统根据操作员输入的产品类型，自动匹配工装类型，并显示在

信息框中，毛坯进线按钮会变灰色并不可操作，呼叫工装按钮点亮并

可操作；

呼叫工装：毛坯信息输入完毕，工装匹配完毕，操作员在查看立体库

工装信息确认工装存在数量大于1时，点击此按钮，系统会向立体库

发送一条工装出库指令，AGV将工装送到装配区输送线，此时呼叫工

装按钮变灰并不可操作，写入RFID按钮点亮并变成可操作；

写入RFID：工装送到装配台后，将RFID扫描装置放于托盘电子标签

卡附近，点击写入RFID信息，查看工件信息RFID信息框，当工件入

库按钮点亮并可操作时，写入RFID完毕。

工件入库：点击工件入库，程序会向立体库发送一条入库指令，操作

人员点击入库后，按输送线启动按钮，将工件送到输送线上料口等待

AGV取料，入库完成后，按钮变灰点亮毛坯入库按钮。

状态信息:

毛坯入库的整个过程所有状态显示，毛坯进线-呼叫工装准备-呼叫工

装-写入RFID准备-擦除RFID中-写入RFID-写入RFID完成-工件入

库-入库完成。

机床监控页面

目的：监控立体库待加工工件信息和机床加工工件信息，为机床调度

员提供操作指导。

全强自动今日计划一一.ms<ae

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示实时数量信息。

库位信息：

实时库位信息，与实际位置相对应。

机床信息:机床加工状态显示：黄色，准

备好；绿色，正在加工；红色，急停或其他故障。机床加工进度，显

示机床当前工件的加工进度。机床加工列表，显示机床工单的工单号,

产品名及状态。

链接机床：点击每个机床的图标，即可跳转到机床的信息及操作页面。

机床操作页面

全线◎动今日计划现球区队床2信息

NANCALSIKUP：24102011152844

连科版伊•手动播式报・历史用户注销次床2«1作

产

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实

品

始

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间

间

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床

检

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验机床准备状态—

待

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检标床藐嬴I

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工

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操作准备区

机球事作国

机床加工列表:

机床号：2

产

产

检

工

实

机

实

际

际

工

品

品

验

标

工单

结

床

开

始

束

单产品计划开始计划结束

编

识

名

结

序状

号

时

时

间

间

号

C3

码

类型态

称

丽果

机

未

床

斜o检

XIEL822017/8/212017/8/21

上

流验

待

未

加

斜o检

XIEL822017/8/212017/8/21工

流验

未

待

检

科加O

验

XIEL822017/8/212017/8/21工

显示机床加工列表，包括工单号，产品名称，类型，工单状态等信息。

机床状态:

显示机床准备状态信息和机床加工完成状态信息，操作员根据此判断

上料下料操作。

操作准备区:

操作准备区

,程序准备

刀具准备卡具准备

刀具准备：操作员确认机床刀具准备完毕后，点击刀具准备;

卡具准备：操作员确认卡具准备完毕后，点击卡具准备完毕；

程序准备：点击程序准备，系统会将由DNC程序路径发送给机床;

机床操作区：

机床操作区

机床上料机床下料

机床上料：操作员确认机床空闲且待加工工件准备完毕后，点击机床

上料按钮，机械手会在机床缓存线抓工件到机床；

机床下料：操作员确认机床加工完毕，点击机床下料按钮，机械手会

将工件由机床抓取至缓存线，由AGV小车送至立体库。

机床启动：机床准备好，程序准备好，点击开始加工，机床接收命令

并执行。

机床信息页面

目的：显示机床加工工件信息和MDC数据采集信息

机床工作模式

I］手动I|__|自动

||MDI.；||调试

机床工作模式：

实时显示机床工作模式，手动，自动，MDI,调试等。

机床加工时间:实

时显示机床的开机时间和当前加工时间。

机床仿真:点击链接到机床仿真程序;

工件信息:

显示工件产品类型，工序号，产品名称，工装类型。

进给和主轴信息：

显示进给倍率，主轴转速，进给速度等信息;

刀具信息:

刀具信息

［刀具类型|刀沿方向

1当前刁号\\1偏置X0.000

偏置Z0.000长度Z150.871半径10.000半•径20.000

1刀具名MillFlat■磨损长度Z0.000■磨损半径1磨损半径20.000

显示刀具信息;

程序信息:

程序信息

程序路径02-开槽[2]nc程序段N9091X58.228Y47.673Z194704A-56.592C-75.377

显示当前加工程序的路径名，当前加工的程序段信息;

趋势图:

显示主轴转速和进给速度10分钟的趋势曲线图。

检验页面

工艺文件:

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展示工艺文件信息，供操作者查阅工件加工工艺。

立体库工件信息

立体库工装信息:显示立

体库工件信息及各类型工件的对应数量，方便操作员工在操作时

查看数量；

工件信息显示:

产品类型：产品类型对应的编号，例如：YIZH,XIEL；

工序号：产品的加工工序号，例如8,9

产品名称：产品对应的编码号，例如：CGNHB1235-1313

工装类型：产品对应的工装信息，例如：6CJ454

RFID信息：托盘号+产品名称+产品类型+工装类型+工序号，共

64位，不全由空格补齐。

操作规程：

操作规程

1点击擦除RFB将工件RFID信息擦除.

2拆除旧工装，

3点击工装入库，调度AGV将空工装送入立体库;

提示操作员操作规程及注意事项;

操作按钮:

工件出库：查看左侧立体库信息，当存在加工完成工件时，点击

工件出库，程序会向立体库发送一条出库指令，AGV将工件送

到装配线。

扫描RFID：工装送到装配台后，将RFID扫描装置放于托盘电

子标签卡附近，点击扫描RFID信息，所有工件信息将显示在工件

信息区域中。

工装入库：扫描RFID完成后，给立体库发送一条入库指令，

将工装放置到输送线由AGV运送到立体库并入库。

工装入库：点击工装入库，程序会向立体库发送一条入库指令，

操作人员点击入库后，按输送线启动按钮，将工件送到输送线上

料口等待AGV取料。

状态信息：

一般的整个过程所有状态显示，工件出库-扫描RFID一旧工装

入库一入库完成。

3）SCADA系统与其他系统通讯调试

SCADA系统与MES系统、DNC系统通讯

SCADA系统接收MES工单数据，并反馈MES系统生产实时信息。

DNC系统可根据工单内容下发相应的程序到机床。SCADA,DNC,

MES共建一个数据库中间表。MES将工单（包括图号/程序号/刀具

信息）放入中间表。

中间表结构：

允许为

信息字段英文字段长度备注

空

唯一的序列

任务IDIDNvarcharl28否号，（自动生

成）

工单号ORDER_CODENvarchar20是

产品名称PRODUCT_NAMENvarcharl28是

产品编码PRODUCT_CODENvarcharl28否

产品类型PRODUCT_TYPENvarcharl28否

工序号TASK_SEQNvarcharl28是

设备号EQUIP_CODENvarcharl28是

计划开始

PLAN_BEGIN_DATENvarchar20是

时间

计划结束

PLAN_END_DATENvarchar20是

时间

实际开始

ACTUAL_BEGIN_DATENvarchar20是

时间

实际结束