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根據(jù)國家2025智能制造規(guī)劃和人工智能教學(xué)普及，著力提高教學(xué)與專業(yè)建設(shè)，本實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案充分體現(xiàn)智能制造工業(yè)4.0發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用動(dòng)向，包含有工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控加工中心、智能倉庫、視覺識(shí)別、激光加工、RFID識(shí)別系統(tǒng)、AGV小車、MES制造執(zhí)行系統(tǒng)、個(gè)性化定制下單系統(tǒng)等豐富內(nèi)容。涉及內(nèi)容全面，以結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的實(shí)訓(xùn)為核心設(shè)施，注重基礎(chǔ)訓(xùn)練，兼顧流行應(yīng)用的新技術(shù)，拓展學(xué)生視野。建設(shè)成為進(jìn)、特色明顯，具有示范代表性的智能制造工業(yè)4.0實(shí)驗(yàn)室。
實(shí)訓(xùn)室采取基礎(chǔ)練習(xí)結(jié)合項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，通過六自由度工業(yè)小型機(jī)器人平臺(tái)為工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)入門平臺(tái)學(xué)習(xí)，同時(shí)以小型數(shù)控加工中心為工業(yè)數(shù)控切削基礎(chǔ)入門平臺(tái)學(xué)習(xí)；以工業(yè)場合實(shí)際的項(xiàng)目作為實(shí)訓(xùn)對(duì)象，結(jié)合項(xiàng)目進(jìn)行任務(wù)分解，教學(xué)內(nèi)容由淺入深，從子系統(tǒng)到總系統(tǒng)，技術(shù)具有連續(xù)性。由實(shí)驗(yàn)平臺(tái)模擬到實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用，由工業(yè)機(jī)器人到特種機(jī)器人（如坐標(biāo)機(jī)器人），讓學(xué)生逐步掌握機(jī)器人技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場應(yīng)用與操作、工業(yè)控制與運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器視覺柔性生產(chǎn)等機(jī)器人實(shí)用技術(shù)。在掌握機(jī)器人高級(jí)技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，訓(xùn)練學(xué)生動(dòng)手能力、操作能力和故障檢測維護(hù)能力。系統(tǒng)提供開放性的平臺(tái)，可根據(jù)教學(xué)需要與專業(yè)建設(shè)要求開展多層的二次開發(fā)與研究，也可結(jié)合機(jī)器人技術(shù)、數(shù)控機(jī)床技術(shù)、RFID技術(shù)、PLC控制技術(shù)、機(jī)器視覺技術(shù)與當(dāng)?shù)毓I(yè)背景開展應(yīng)用課題研究。
本智能制造工業(yè)4.0實(shí)訓(xùn)室，主要建設(shè)兩條綜合生產(chǎn)線，仿真實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。每條生產(chǎn)線幾乎涵蓋了智能制造系統(tǒng)每個(gè)功能環(huán)節(jié)。包含了工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控加工中心、智能倉庫、視覺識(shí)別、激光加工、RFID識(shí)別、AGV小車、綜合環(huán)形傳輸線等。采用柔性化設(shè)計(jì)，各個(gè)功能模塊，可以獨(dú)立實(shí)訓(xùn)或者兩個(gè)、多個(gè)、全部組合實(shí)訓(xùn)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)造能力。在生產(chǎn)線豐富硬件設(shè)備的基礎(chǔ)上，配套建設(shè)*的軟件平臺(tái)。主要包含：MES制造執(zhí)行系統(tǒng)、個(gè)性化定制下單系統(tǒng)、多種CAD/CAM軟件（ MasterCAM、UG、CAXA等軟件編程等）、ERP系統(tǒng)等；讓學(xué)生真實(shí)體驗(yàn)實(shí)際生產(chǎn)軟件使用。實(shí)訓(xùn)室包含各個(gè)模塊功能簡述如下：
主要功能模塊名稱 | 功能簡述 |
六軸工業(yè)機(jī)器人 | 實(shí)訓(xùn)工業(yè)機(jī)器人軌跡示教、使用維護(hù)，并做機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床等機(jī)械設(shè)備配合實(shí)訓(xùn) |
數(shù)控加工中心 | 學(xué)生可使用CAM軟件編程和上機(jī)驗(yàn)證，配合機(jī)器人和中控臺(tái)學(xué)習(xí)柔性加工系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)，數(shù)控系統(tǒng)的使用操作，數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試，數(shù)控系統(tǒng)和MES系統(tǒng)對(duì)接管理 |
智能倉庫 | 了解智能倉庫原理和結(jié)構(gòu)，并能和生產(chǎn)設(shè)備配合做智能倉儲(chǔ)和溯源系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)實(shí)操 |
視覺識(shí)別 | 學(xué)習(xí)視覺識(shí)別設(shè)備安裝使用，能根據(jù)不同生產(chǎn)要求示教視覺攝像頭，并能配合其他系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)視覺檢測 |
激光加工 | 進(jìn)行產(chǎn)品激光雕刻、打標(biāo)工藝實(shí)訓(xùn) |
RFID識(shí)別 | RFID相關(guān)技術(shù)實(shí)訓(xùn)，生產(chǎn)溯源系統(tǒng)實(shí)訓(xùn) |
AGV小車 | 實(shí)訓(xùn)AGV小車安裝、使用、維護(hù)，AGV小車和倉庫系統(tǒng)配合實(shí)訓(xùn) |
綜合環(huán)形傳輸線 | 認(rèn)識(shí)傳輸線構(gòu)造，傳輸、檢測、分揀原理，能對(duì)傳輸線運(yùn)動(dòng)控制、傳感器安裝、上下料等動(dòng)作控制 |
MES制造執(zhí)行系統(tǒng) | MES系統(tǒng)為實(shí)訓(xùn)室生產(chǎn)線提供包括制造數(shù)據(jù)管理、計(jì)劃排程管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、庫存管理、質(zhì)量管理、人力資源管理、工作中心/設(shè)備管理、工具工裝管理、采購管理、成本管理、項(xiàng)目看板管理、生產(chǎn)過程控制、底層數(shù)據(jù)集成分析、上層數(shù)據(jù)集成分解等管理模塊 |
個(gè)性化定制下單系統(tǒng) | 理解智能制造個(gè)性化定制思想，掌握系統(tǒng)工作原理、操作過程、搭建方法等 |
CAD/CAM軟件 | 學(xué)生可使用CAM軟件編程和上機(jī)驗(yàn)證，做各類加工實(shí)訓(xùn) |
ERP系統(tǒng) | 熟悉企業(yè)ERP系統(tǒng)使用 |
數(shù)控車削加工中心平臺(tái)是小型的車削加工中心，和工業(yè)用加工中心所含的機(jī)構(gòu)和功能基本上一樣；車削加工是制造加工環(huán)節(jié)中比較典型的一個(gè)加工流程，加工時(shí)需要專門工人上料和下料，該組合實(shí)訓(xùn)通過將工業(yè)機(jī)器人和數(shù)控車削加工中心配合，讓學(xué)生設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人動(dòng)作，對(duì)不同加工工件取料、上料、驅(qū)動(dòng)加工中心夾料、驅(qū)動(dòng)加工中心加工、加工完成自動(dòng)卸料等動(dòng)作。
對(duì)于工業(yè)一些工件加工過程，往往需要車削和數(shù)銑配合完成，對(duì)于復(fù)雜的過程可能需要兩道工序反復(fù)多次，需要人工反復(fù)進(jìn)行上料、下料換機(jī)床等操作，本組合實(shí)訓(xùn)方案通過工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控車削加工中心和數(shù)控銑床組合，讓學(xué)生掌握多機(jī)床組合控制的技術(shù)原理和實(shí)現(xiàn)方法，可以根據(jù)加工要求，設(shè)計(jì)各個(gè)動(dòng)作運(yùn)動(dòng)流程?？刂七^程可以通過工業(yè)機(jī)器人IO端口控制或PLC控制器控制，讓學(xué)生進(jìn)行多種方式的控制方法實(shí)訓(xùn)。
通過將數(shù)控加工中心、工業(yè)機(jī)器人和立體倉庫組合，可以實(shí)現(xiàn)在倉庫材料區(qū)自動(dòng)取材料，取料后自動(dòng)送入數(shù)控加工中心加工，加工完成后，又可以將加工的成品自動(dòng)送入倉庫成品區(qū)。通過設(shè)備模塊移動(dòng)，可以快速搭建一個(gè)智能加工+智能倉庫的典型控制系統(tǒng)。提高學(xué)生智能制造的系統(tǒng)集成能力和系統(tǒng)構(gòu)造能力。
本組合實(shí)訓(xùn)在方案三的基礎(chǔ)上增加了激光加工的環(huán)節(jié)，將數(shù)控加工中心、工業(yè)機(jī)器人、激光加工和立體倉庫組合實(shí)訓(xùn)，可以實(shí)訓(xùn)倉庫系統(tǒng)和多個(gè)加工工藝配合，數(shù)控加工后的工件又可以送入激光加工識(shí)別，進(jìn)行打標(biāo)或者雕刻等工具，搭建綜合型的控制系統(tǒng)。
該組合為比較綜合化的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，通過將數(shù)控加工中心、工業(yè)機(jī)器人、激光加工、立體倉庫、環(huán)形流水線有機(jī)組合，再配套RFID讀寫器、工業(yè)視覺攝像頭、傳感器等，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)從原材料出庫進(jìn)入流水線，經(jīng)過流水線旁邊的一系列設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工、激光加工、視覺檢測、機(jī)器人工件裝配、RFID智能倉儲(chǔ)等一系列工作過程。
通過實(shí)訓(xùn)室內(nèi)建設(shè)的兩條綜合生產(chǎn)線，仿真實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。每條生產(chǎn)線包含了工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控加工中心、智能倉庫、視覺識(shí)別、激光加工、RFID識(shí)別、綜合環(huán)形傳輸線等，通過AGV小車實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線生產(chǎn)的成品到倉庫的運(yùn)輸。生產(chǎn)線上方運(yùn)行了MES制造執(zhí)行系統(tǒng)。MES系統(tǒng)為實(shí)訓(xùn)室生產(chǎn)線提供包括制造數(shù)據(jù)管理、計(jì)劃排程管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、庫存管理、質(zhì)量管理、人力資源管理、工作中心/設(shè)備管理、工具工裝管理、采購管理、成本管理、項(xiàng)目看板管理、生產(chǎn)過程控制、底層數(shù)據(jù)集成分析、上層數(shù)據(jù)集成分解等管理模塊，頂層又運(yùn)行有個(gè)性化定制下單系統(tǒng)，讓學(xué)生理解智能制造個(gè)性化定制思想，掌握系統(tǒng)工作原理、操作過程、搭建方法等。
