[发明专利]微型智慧工厂实验与研究平台

说明书

技术领域

本发明属于机械加工领域，尤其是一种微型智慧工厂实验与研究平台。

背景技术

随着《中国制造2025》发展规划的提出，制造业开始从当前工业2.0和工业3.0并存的发展现状向工业4.0发展过渡，当前立体仓库、AGV小车、机床、机器人等设备技术发展多年，均已实现自动化，ZIGBEE、RFID等物联网技术应用普及，工业以太网技术日臻完善。企业往往根据自身产品会设计不同的制造系统。

在教育教学中，将企业的整条生产线搬入高校教学不切实际。高校教学及科研考虑到场地、价格及维护等因素往往首选微型或者小型的生产系统，从而导致当前高校有些配置工业级的立库、机器人等几个独立设备，搭建不成系统；有些高校配置的小型生产系统往往是环形线设计，系统依据环形输送线而设计，工艺简单，智能化程度不高。

此外，现有平台普遍存在者以下问题。

1、系统输送线多采用环形结构设计，各设备围绕环形线布置，工作模式固定，工艺简单固定，不具备柔性化，无法实现产品的定制化生产。

2、环形流水线的设计导致只能实现串行工序，无法实现并形工序。

3、系统中鲜有配置智能信息采集传感器及工业以太网通讯，导致一些生产加工过程数据无法实时的采集及上传，从而无法实现让客户实时查询生产加工进度及后续产品的追踪溯源，更加不能实现后续大数据的统计分析优化生产。

4、系统大多为串行生产，无法实现多订单的混流生产。

5、不同的设备类型，不同的通讯接口（如RS232/RS485、CAN、MODBUS和PROFINET）及通讯协议导致系统集成困难。

6、系统需要人工参与生产作业的工序较多，无法实现类似无人工厂的生产模式，智能化程度不高。

为此，有必要设计一种新型的生产系统平台，能够实现全自动化、小型化的生产平台。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种微型智慧工厂实验与研究平台，用来克服现有制造平台自动化程度低，过于复杂的问题。

本发明是这样实现的，一种微型智慧工厂实验与研究平台，包括加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统、AGV送料系统，所述加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统分别与所述AGV送料系统相连；所述加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统分别设有工作台，所述工作台包括台面和设置在所述台面以下的柜体，所述柜体内部设有电路控制板；所述加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统之间通过OPC通讯协议相互电连；所述加工线系统、立体仓库系统、分拣系统、人工装配系统、输送分流系统分别设有PLC控制器。通过有机的将这些系统组合形成平台，能够大大节约空间金钱，完成设备组装。各模块之间通过AGV进行物料的输送，模块之间的流程控制通过智能制造控制系统软件来调度控制。平台各个模块有独立的控制系统，除AGV小车外其他模块均通过工业以太网连接至交换机组成局域网。智能仓储系统、自动分拣系统、生产装配单元及智能加工单元的柔性线采用PLC控制器控制， 采用OPC协议，通过工业以太网口与上位机通讯；上下料机器人、装配机器人、数控铣床、电子标签辅助拣选系统及视觉检测仪均直接通过工业以太网接口与上位机通讯。

本发明的进一步技术方案是：所述立体仓库系统设有设置在所述台面上的货架、入货台输送线、出货台输送线、RFID读写器、货叉和天门立柱；所述天门立柱设置在所述货架侧边；所述货叉设置在所述天门立柱上，所述入货台输送线和所述出货台输送线分别与所述货架相连。立体仓库系统主要用于物料（原材料、半成品及成品）仓储。由堆垛机、前后排货架、出入货台、输送线及RFID读写器组成。前排货架4行5列，后排货架4行7列。控制器采用PLC控制器，配有触摸屏，可方便实现物料的出入库、移库、调库及盘点作业。系统可以单独使用，也可以通过OPC协议来实现调度控制。