《自动化生产线集成与应用- Integration》课件-项目一 自动化生产线概述

1.自动化生产线的认知智能制造系统的认知智能制造概述1智能制造的内涵与特征2智能制造系统的主要结构组成3DLIM-441智能制造系统集成应用平台4一、智能制造概述智能制造是什么？一、智能制造概述传统制造——智能制造二、智能制造的内涵与特征

智能制造始于20世纪80年代人工智能在制造业领域中的应用，发展于20世纪90年代智能制造技术和智能制造系统的提出，成熟于21世纪基于“信息技术Intelligentmanufacturing（智能制造）”的发展。二、智能制造的内涵与特征

它将智能技术、网络技术和制造技术等应用于产品管理和服务的全过程中，改变了制造业中的生产方式、人机关系和商业模式，因此，智能制造不是简单的技术突破，也不是简单的传统产业改造，而是通信技术和制造业的深度融合、创新集成的新形态制造模式。二、智能制造的内涵与特征

它将智能技术、网络技术和制造技术等应用于产品管理和服务的全过程中，改变了制造业中的生产方式、人机关系和商业模式，因此，智能制造不是简单的技术突破，也不是简单的传统产业改造，而是通信技术和制造业的深度融合、创新集成的新形态制造模式。三、智能制造系统的主要结构组成

智能制造（Intelligentmanufacturing,IM）是指将物联网、大数据、云计算等新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。三、智能制造系统的主要结构组成

作为一种新型生产方式，智能制造以智能工厂为载体，以关键制造环节智能化为核心，以端到端数据流为基础，以全面深度互联为支撑，通过人、机器、原材料的智能协作，形成生产过程的自感知、自学习、自决策、自执行、自适应。三、智能制造系统的主要结构组成中国智能制造系统模型四、DLIM-441智能制造系统集成应用平台

DLIM-441智能制造系统集成应用平台采用离散型制造的典型模式---机械切削加工领域“智能制造”单元。智能制造关键技术装备数控加工中心工业机器人智能传感与控制装备视觉检测装备AGV智能物流智能仓储装备功能和思想自动化数字化网络化集成化智能化四、DLIM-441智能制造系统集成应用平台工业机器人站数控加工中心制造执行系统AGV智能物流智能仓储站智能制造系统的认知学习PLC的接线、编程、调试。学习电机驱动技术，

包括步进电机、伺服电机及驱动器等，

认识了解电机，掌握各电机的使用方法。可学习生产线工艺流程，学习生产线的工艺流程及各流程之间的联系。智能制造系统的认知学习触摸屏组态软件，练习触摸屏组态软件的编程以及触摸屏组态软件与PLC通讯。学习工业机器人的使用方法，练习工业机器人软件的编程。学习数控加工中心的安装、调试、加工中心程序编写及实际工件的加工。2.自动化生产线集成规划与设备选型一、自动化生产线集成规划二、设备选型汽车活塞加工自动化生产线数控加工站工业机器人站智能物流站智能仓储站MES系统组成在系统集成方案中，需要使用MES系统整体调度各个子站运行，三轴机械手和立体仓储协调控制，AGV小车转运、工业机器人系统、RFID信息读写、工业视觉系统、数控加工、在线测量等内容进行系统集成。主要实现毛胚料的夹取、放置；仓储信息的盘点等。主控PLC与三轴机械手控制系统集成方案设计1主控PLC与工业机器人系统集成方案设计2主要实现工业机器人的夹具更换，行走轴的控制、上下料的控制等。主控PLC与数控加工中心系统集成方案设计3主要实现机床程序的控制、工装夹具的控制、安全门的控制、在线测量控制等。主要实现AGV转运的调度、位置的实时反馈。主控PLC与AGV小车转运系统集成方案设计4MES制造执行系统和主控PLC集成方案设计7主要是实现仓储管理系统、订单系统、加工流程控制与反馈、设备运行状态等。主要实现通过RFID读写器实现信息的读取与写入。主控PLC与产品RFID信息读写系统集成方案设计5主要实现产品缺陷的视觉检测与结果的反馈。主控PLC与工业视觉系统集成方案设计6安全要素绿色要素环保要素设备的选型需要考虑哪些因素？数控加工站加工检测上下料数控加工是整条产线的核心站加工尺寸加工精度加工工艺选择合适的机床工件的形状选择工装夹具测量精度要求选择在线测量方式根据加工节拍的需求选择上下料形式负载加工站采用工业机器实现上下料，工业机器人选型主要考虑:运动范围轴数外部轴运行轴机器人夹具载重物流站采用AGV输送小车，在选型时主要考虑:导航方式运行精度接驳方式三轴机械手运动范围仓储站采用二维立体仓储系统，在选型时主要考虑：工件托盘条形码数字信息系统考虑:二维码RFID数字信息技术信息存储1各设备之间的互联通信2电源3PLC模块4触摸屏5步进控制器6操作面板7RFID信息读写台8视觉检测系统9中转检测台安全防护103.自动化生产线控制方案设计汽车活塞加工工艺流程活塞设计一个好的生产线控制方案，需要哪些知识呢？自动化生产线控制方案机械工程电子工程计算机科学提高生产效率减少人为错误降低成本提高产品质量好的方案涉及学科知识一、自动化生产线的类型二、自动化生产线的控制方式三、自动化生产线控制的设计流程自动化生产线划分制造行业及工艺物料传送方式自动化程度按照制造行业及工艺的不同划分1机械加工装配喷涂焊接电镀按照制造行业及工艺的不同划分1自动化机械加工生产线：1适用于金属或非金属材料的加工，如切割、钻孔、冲压等。自动化装配生产线：2用于将各种零部件组装成最终产品，如汽车装配生产线。自动化喷涂生产线：3专门用于对产品进行喷漆或其他涂层处理。自动化焊接生产线：4用于自动化焊接过程。自动化电镀生产线：5用于给金属部件镀上一层其他金属或合金。按照物料传送方式划分2传输线：1主要用于物料的长距离传送，例如大型仓库物流、快递分拣等。流水线：2一种连续运作的生产线，将不同的工序分配到各个工作站，以实现高效的连续生产。传输线流水线按照自动化程度划分3刚性自动化生产线智能自动化生产线柔性自动化生产线按照自动化程度划分3刚性自动化生产线：1通常用于大批量生产单一产品。其特点是生产效率高，生产成本低，但灵活性较差。一旦产品设计变更，生产线需要重新配置或调整。柔性自动化生产线：2与刚性生产线相比，柔性生产线可以适应多品种、小批量的生产需求。它通过可编程控制器和模块化设计，使得生产线可以在不同产品的生产之间快速切换。智能自动化生产线：3这是自动化生产线的高级形式，集成了先进的传感器、机器人技术和人工智能算法，能够自主决策和调整生产流程，以应对生产中的不确定性，实现定制化生产。自动化生产线的控制方式是实现高效、精确和可靠的生产过程的关键。不同的控制方式适用于不同的生产环境和需求。集中式控制1集中式控制是指将所有控制逻辑集中在一台或多台中心控制器上，如PLC或工业计算机。特点集中控制：所有设备的控制逻辑都集中在中心控制器上。统一管理：便于集中监控和管理整个生产线。易于编程和维护：只需要在中心控制器上进行编程和维护。

主要应用场景小型生产线：适用于设备数量较少、控制逻辑相对简单的小型生产线。标准化生产线：适用于生产过程相对固定、变化较少的生产线。分布式控制2分布式控制是指将控制逻辑分布在多个本地控制器上，每个控制器负责一部分设备或工序的控制。特点多点控制：每个设备或工序有自己的控制器，可以独立工作。高可靠性：单个控制器故障不会影响整个生产线的运行。灵活性：便于扩展和调整生产线。主要应用场景大型生产线：适用于设备数量多、控制逻辑复杂的大型生产线。模块化生产：适用于灵活调整生产线结构的生产环境。工业物联网控制3工业物联网通过连接各种设备和传感器，实现数据的实时采集和分析，进而实现智能化控制。特点实时监控：通过传感器实时采集数据，实现对生产过程的实时监控。大数据分析：利用大数据分析技术，优化生产过程。远程控制：可以远程监控和控制生产线，提高管理效率。主要应用场景智能制造：适用于需要高度智能化和自动化的生产环境。远程运维：适用于需要远程监控和维护的生产线。1需求分析：首先需要明确生产线的目标是什么。2系统规划：根据需求分析的结果，规划整个系统的架构。3硬件选择：选择合适的传感器、执行器以及其他自动化设备。4软件开发：编写控制程序来实现自动化操作。5安全考虑：设计过程中必须充分考虑到安全性问题，还需要制定详细的应急预案。6测试与调试：在实际应用前，应对系统进行全面的测试和调试。7持续改进：随着技术的发展和市场需求的变化，生产线也需要不断地优化升级。4.自动化生产线生产工艺流程规划自动化生产线生产工艺流程规划主要用于演示工业自动化生产线的生产、装配、仓储过程，包括智能仓储站、智能物流站、工业机器人站和数控加工站。典型生产流程如下（以一字型组合方式为例）：标准工作流程自动化生产线生产工艺流程规划根据产品进行生产工艺规划、数控加工编程、工业机器人编程、PLC编程等工作。工艺规划及编程1自动化生产线生产工艺流程规划人工将毛坯料放置于立体仓储各仓位托盘内。毛坯补料2三轴机械手从立体仓库中按设定程序取毛坯托盘，并将其转运至智能物流站的“缓冲工位”上。毛坯出库3自动化生产线生产工艺流程规划AGV按设定程序行驶至“缓冲工位”下，顶升机构开启，AGV举起工件托盘，将其转运至“中转工位”上。AGV转运（出库）4自动化生产线生产工艺流程规划机器人更换1#快换（托盘夹具），将托盘夹紧并按设定程序从周转台的“中转工位”上转运至机器人站的“信息识别台”上。机器人搬运（毛坯）5自动化生产线生产工艺流程规划通过“信息识别台”上的RFID往托盘上电子标签写入“待加工毛坯”信息。信息写入（RFID）6机器人更换2#快换（毛坯夹具），将托盘上的毛坯取走并转运至数控加工中心的“工装夹具（气动卡盘）”上。机器人搬运（上料）7自动化生产线生产工艺流程规划卡盘自动夹紧毛坯件，加工中心按设定程序对毛坯进行铣削、钻孔等作业直至加工完成。数控加工8在线测量系统在加工完成后进行，“测针”按设定程序对加工件进行测量，配合软件对测量结果综合评估。在线测量9自动化生产线生产工艺流程规划机器人将测量完成的工件夹取，气动卡盘松开，机器人夹取工件从加工中心内取出。机器人夹取工件运送至视觉检测处，摄像头对工件进行表面检测（包含气孔、疏松、飞边等）缺陷，并通过视觉处理软件判定结果。机器人搬运（下料）10智能检测(视觉)11