凯德智能离散行业智能制造综合实训系统

发布时间：

2023-02-24

概要：凯德智能离散行业智能制造综合实训系统

“工业 4.0”研究项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助，在德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等德国学术界和产业界的建议和推动下形成，并已上升为国家级战略。德国学术界和产业界认为“工业 4.0”是以智能制造为主导的第四次工业革命。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统—信息物理系统（Cyber-Physical System)相结合的手段，将制造业向智能化转型。

自 2013 年 4 月在汉诺威工业博览会上正式推出以来，工业 4.0 在全球范围内引发了新一轮的工业转型竞赛。当前，新一轮科技革命和产业变革与我国加快转变经济发展方式形成历史性交汇。相应于德国工业 4.0，中国政府推出了更符合中国国情的《中国制造 2025》计划。《中国制造 2025》计划中指出力争通过三个十年的努力，到新中国成立一百年时，把我国建设成为引领世界制造业发展的制造强国。工业革命与高等教育变革有着互动互融、互促互进的深层关系。工业革命不仅给人类社会带来了先进的生产方式，也转变了人们的行为方式和思维模式；同时，高等教育也在不断适应工业革命的进程。

随着我国制造业转型的不断深入，培养符合工业 4.0 时代需求的人才，显得愈来愈迫切。

2.1功能特点

为培养符合工业 4.0 时代需求的人才，需要新型教学设备作为教学平台。离散行业智能制造综合实训系统由一条生产线以及相关的信息系统组成，不同于传统 MPS 自动化生产线实训装置，设计图如下：功能特点：

1) 配有大量多种类型的传感器，采集生产数据，能够产生一定规模的工业大数据。

2) 配有面向智能制造的工业智能网关，能够将现场数据经收集之后上传直达云端服务器；支持多种通信方式及协议；便于后续进行边缘计算等数据分析与处理工作。

3) 采用 PROFINET 工业以太网技术，提供各生产单元 PLC 和上层信息系统之间的实时、可靠和安全的工业级实时通讯。

4) 生产线内包含多种类型实际生产中使用到的传感器、驱动单元；生产工序抽象于实际生产过程，具有一定的通用性。

5) 教学内容丰富

机、电、气等高度集成，基础设备中包含 PLC、光电传感器、色标传感器、磁性传感器、激光测距等多种类型传感器；步进、直流电机等各类执行机构；涵盖了智能制造领域尤其是信息化部分内容，教学内容丰富。

6) 工业标准化设计

按工业标准设计，完全符合相应的工业产品国家或国际标准，确保设备的高精度与可靠性。同时，具有漏电保护、短路保护、急停保护、限位保护等多种保护功能。

7) 可扩展性

具有开放接口，可在原有系统基础上增添其他加工、检测、装配、配货等设备模块，全面兼容标准工业级设备且集成轻松便捷。可作精益制造方向的扩展，在产线上实施连续作业生产、拉动式生产、立即暂停、可视化管理、均衡生产管理等。

2.2 系统介绍

离散行业智能制造综合实训系统是通过采用一套能自动进行供料、检测、组装、装卸运输的机器设备，组成高度连续、完全自动化的生产线，来实现产品的生产。它抽象自真实工业中的自动化生产线，并将其应用于学生应用实践类教学。本系统将各分散的学习要素集中起来，组成一个能够让学生参与设计、构建和调试，让更多老师参与研发、设计和学习，让设备不断更新、技术不断前进的系统。系统能够为学生提供了一种崭新的综合实验平台，使他们能够综合运用所学知识设计、构建各种较大规模的自动化生产系统模型。离散行业智能制造综合实训系统由主件供料站、次品分拣站、旋转工作站、方向调整站、产品组装站及产品分拣站六个工作站组成。整个实训系统的工作站组成，如下图所示：

第1站主件供料站，实现主件的上料功能；第2站次品分拣站，通过高度检测来判断主件是否合格，并剔除不合格的；第3站旋转工作站，通过方向检测来判断主件放置姿态是否正确，并调整姿态错误的主件的放置方向；第4站方向调整站，通过材质检测来判断主件放置姿态是否正确，并进一步调整姿态错误的主件的放置方向，确定主件终的放置姿态；第5站产品组装站，会将两种辅料装配到主件上，完成产品的组装工作；第6站产品分拣站，通过颜色检测区分不同的产品，并将产品放入相应的物流通道中，完成产品生产的终工序。系统的工艺过程，如图所示：