智能制造系统是一种由智能机器和人共同组成的“人机一体化”智能系统。智能制造系统对系统设备进行传感数据采集、自动化控制、工业网络化等集成,在此基础上实现设备与设备、工作站与工作站的横向端对端的网络集成,纵向以信息流为核心,实现系统监控、人机交互、信息管理、MES、ERP以及云平台系统的集成,通过人与智能机器的合作,去扩大、延伸和部分地取代人在制造过程中的劳动。

图1 传感控制和智能装备
一.智能制造生产线
工程训练中心的智能制造生产线实景如下图,主要由下面6部分构成:

图2 工程训练中心智能制造生产线实景
1.智能制造虚拟仿真系统
“智能制造虚拟仿真系统”由生产线虚拟仿真与实时交互系统、工业机器人虚拟仿真系统组成。生产线虚拟仿真与实时交互系统采用VR虚拟系统进行开发,构建系统与实物系统、场景一致。该仿真系统可以实现系统安全认知与操作、虚拟开机操作流程。
图3 智能制造仿真效果截图
2.计算机信息系统
计算机信息系统由MES系统、数字化看板系统、主控系统、RFID物联网系统等组成。
图4 计算机信息系统截图
3.加工制造执行系统
1)智能网络化数控车床
采用发那科0i Mate-TF数控系统,具有DNC\MDC网络接口、自动对刀仪、在线检测系统集成扩展接口,开放宏代码、梯形图等二次开发全部权限;
数控系统进行二次深度开发,完成刀具管理系统、刀具破损检测、刀具补偿等功能应用;
数控车床电气自动化,具有远程运维管理功能。与工业机器人实现工业总线通讯,具有工业总线通讯接口,能实现数控DNC、数控MDC对接。
2)智能VMC700-E 立式加工中心
带有自动换刀数控系统,全封闭式防护罩,自动润滑系统、冷却系统、后排屑装置,零件一次装夹可完成铣、镗、钻、扩、铰、攻丝等多工序的精密加工,适用于板类、盘类、壳体类、模具等复杂零件的精密加工。
图5 工作岛的数控车床图 图6工作岛的立式加工中心
3)工业机器人装配工作站
装配工作站主要由两台UR机器人以及冲压气缸、物料传输装置组成。
图7工业机器人和示教器
4)激光打标机
图8 激光打标机
4.生产物流及仓储系统
1)立体仓库系统

由立体仓库货架、工业全自动堆垛机、出入库平台、智能仓储物流系统控制系统和通讯系统构成。
2)AGV 行走小车
AGV自动系统由地面导航系统、定位系统、供电系统、AGV 控制系统和通讯系统等构成。

3) 上下料机器人
上下料机器人为ABB IRB1600系列串联六轴机器人,负责工作岛与AGV小车的物料。
5.质检系统
质检系统由三坐标光学影像测量检测系统组成。 主要针对于几何尺寸测量,型位公差尺寸测量,曲线、轮廓度测量、工程设计,开发、二维抄数、比对测量等。通过光学镜头成像,结合专业的测量软件,把测量结果数字化、数据化。如盲孔、沉孔、夹角、高度、斜面、切面、台阶、点、线、圆、圆弧、等等;达到精密尺寸测量之效果。精度级别在UM级。
图11 质检设备图
6.监控系统
负责完成整套系统的运行状态及现场动态监控,包含球形摄像头、枪形摄像头、硬盘录像机等。
智能制造生产线学生实训现场图:
图12 智能制造生产线学生实训现场图(一)
图13 智能制造生产线学生实训现场图(二)
图14 智能制造生产线学生实训作品
二.智能制造基础实训平台
利用博途软件,通过编程实现控制指示灯、控制料仓,以及使用实训台架上的电感传感器、光纤传感器、电容传感器、分拣气缸、传动带电机、传送带末端传感器,在前面两个任务基础上,进行编程,实现循环推出物料进行分拣。

图15 智能制造基础实训平台实景图
三.协作机器人

图17 自动打磨生产线和机器人