[发明专利]迷你教学辅助系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种供教学用的自动生产线模拟装置，具体说是一种迷你教学辅助系统，其主要适用于涉及机械、电子、自动化等多领域综合应用的培训及学习。

背景技术

工业4.0是德国政府提出的一个高科技战略计划。工业四代(Industry 4.0)是指利用物联信息系统(Cyber-Physical System简称CPS)将生产中的供应、制造、销售信息数据化、智慧化，最后达到快速、有效、个人化的产品供应。工业4.0包含智能生产和智能制造两大主题。其中，智能制造侧重于对传感技术、大数据分析技术和软件技术等信息化技术的应用，涉及机械、电气、电子信息、自动化、计算机编程等诸多领域，而各项技术在研发及应用领域的交叉应用日益增多，所以急需精通各项技术的复合型人才。这就对高校培养人才的体系提出了新的要求和挑战。而现有的工业系统，生产产品单一、柔性较差，并且缺少互动的应用，难以适应现代教学的多样化需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种迷你教学辅助系统，从根本上解决了上述问题，其具有结构简单紧凑、功能强大、使用维护成本低、故障率低、使用方便、适用范围广等优点。可简洁快速地实现系统的集成和框架的搭建，使教学系统平台模块化、智能化、自动化和个性化。

一方面，为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：该迷你教学辅助系统包括呈闭环状按顺序依次设置的由轨道衔接的上位机模块、原料库模块、生产加工模块、成品库模块、位于加工模块与原料库或成品库之间的转运模块以及设置在轨道上的智能物流模块，其技术要点是：所述上位机模块包括安装有控制软件的上位机以及打标机，成品库模块包括成品库以及与打标机相配合的扫码机，上位机模块与原料库模块或生产加工模块或成品库模块或转运模块或智能物流模块之间通过无线网络通讯。

所述原料库包括礼盒原料库或钥匙链原料库或钥匙扣原料库。

所述生产加工模块包括数控机床或激光刻印机或3D打印机或视觉系统。

所述转运模块为四自由度机器人或夹取机械手。

所述智能物流模块可选用AGV小车、GC、AGVS或RGV。

所述上位机模块还包括安装有可生成订单的APP的智能手机、智能穿戴设备或电脑。

另一方面，本发明还提供了采用上述迷你教学系统生产钥匙链礼品的生产方法，其技术要点是，包括以下步骤：

步骤1）通过上位机模块的控制软件选择合适的礼盒、钥匙链、钥匙扣等原料样式，并输入所需在钥匙链上雕刻的内容后提交订单，打标机生成专属的条形码或二维码；

步骤2）通过无线网络，将订单信息传送至礼盒原料库，将步骤1）中所选定的礼盒推出，延时启动AGV，AGV插取该礼盒沿轨道运送至钥匙扣原料库等待；

步骤3）四自由度机器人通过吸盘在钥匙扣原料库中吸取步骤1）中所选定的钥匙链转运至激光刻印机，激光刻印机按照步骤1）中输入的内容在钥匙扣上雕刻；

步骤4）四自由度机器人通过吸盘在钥匙链原料库中吸取相应的钥匙链放入AGV小车上的礼盒中，待雕刻完成后将钥匙扣吸取后放入礼盒中；

步骤5）AGV小车沿轨道移动至成品库，夹取机械手抓取礼盒放入成品库中，并录入成品位置信息，至此完成整个加工过程；

步骤6）通过扫码枪扫描步骤1）生成的专属条形码或二维码后，夹取机械手根据成品位置信息从成品库中抓取对应的成品后，通过坡道将成品滑落至出货口后取走，则完成取货过程。

本发明的有益效果：

本发明的系统整体采用模块结构拼接而成，各模块均具有独立的功能，并采用了相配合的轨道相互衔接，可实现产品的搬运、加工及取放。连接后的各模块之间形成环形布局，使各模块间的布局更加紧凑，不但有效节省了使用空间，而且利于观摩学习。可根据需要自由替换和颠倒位置以形成不同的智能生产线（为实现特定功能，甚至可采用完全相同的相邻模块进行衔接），从而有效实现个性化定制流程，从而提高了系统的适用范围，简化了系统结构，并降低了使用成本。各模块之间通过无线网络实现信息共享，并统一由上位机的控制软件控制运行，进行信息收集、处理、决策等指令的下达，实现了整个系统的信息化管理。控制软件通过模块化的方式将CRM、RRP、SRM、MES等系统的功能相结合。通过协议通信将各模块信息上传到中控系统，供中控系统分析和决策。由于采用了闭环结构，AGV可在轨道上循环运行执行转运作业，不但使系统整体结构更为紧凑，而且降低了AGV的设置成本，提高了AGV的单位时间内的利用率，降低了生产成本。