[發(fā)明專利]微型智慧工廠實(shí)驗(yàn)與研究平臺

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710458769.1
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107145132A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊伽利;曹博
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市元創(chuàng)興科技有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)44248
• 代理人: 謝肖雄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械加工領(lǐng)域，尤其是一種微型智慧工廠實(shí)驗(yàn)與研究平臺。

背景技術(shù)

隨著《中國制造2025》發(fā)展規(guī)劃的提出，制造業(yè)開始從當(dāng)前工業(yè)2.0和工業(yè)3.0并存的發(fā)展現(xiàn)狀向工業(yè)4.0發(fā)展過渡，當(dāng)前立體倉庫、AGV小車、機(jī)床、機(jī)器人等設(shè)備技術(shù)發(fā)展多年，均已實(shí)現(xiàn)自動化，ZIGBEE、RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用普及，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)日臻完善。企業(yè)往往根據(jù)自身產(chǎn)品會設(shè)計(jì)不同的制造系統(tǒng)。

在教育教學(xué)中，將企業(yè)的整條生產(chǎn)線搬入高校教學(xué)不切實(shí)際。高校教學(xué)及科研考慮到場地、價(jià)格及維護(hù)等因素往往首選微型或者小型的生產(chǎn)系統(tǒng)，從而導(dǎo)致當(dāng)前高校有些配置工業(yè)級的立庫、機(jī)器人等幾個(gè)獨(dú)立設(shè)備，搭建不成系統(tǒng)；有些高校配置的小型生產(chǎn)系統(tǒng)往往是環(huán)形線設(shè)計(jì)，系統(tǒng)依據(jù)環(huán)形輸送線而設(shè)計(jì)，工藝簡單，智能化程度不高。

此外，現(xiàn)有平臺普遍存在者以下問題。

1、系統(tǒng)輸送線多采用環(huán)形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各設(shè)備圍繞環(huán)形線布置，工作模式固定，工藝簡單固定，不具備柔性化，無法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的定制化生產(chǎn)。

2、環(huán)形流水線的設(shè)計(jì)導(dǎo)致只能實(shí)現(xiàn)串行工序，無法實(shí)現(xiàn)并形工序。

3、系統(tǒng)中鮮有配置智能信息采集傳感器及工業(yè)以太網(wǎng)通訊，導(dǎo)致一些生產(chǎn)加工過程數(shù)據(jù)無法實(shí)時(shí)的采集及上傳，從而無法實(shí)現(xiàn)讓客戶實(shí)時(shí)查詢生產(chǎn)加工進(jìn)度及后續(xù)產(chǎn)品的追蹤溯源，更加不能實(shí)現(xiàn)后續(xù)大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析優(yōu)化生產(chǎn)。

4、系統(tǒng)大多為串行生產(chǎn)，無法實(shí)現(xiàn)多訂單的混流生產(chǎn)。

5、不同的設(shè)備類型，不同的通訊接口（如RS232/RS485、CAN、MODBUS和PROFINET）及通訊協(xié)議導(dǎo)致系統(tǒng)集成困難。

6、系統(tǒng)需要人工參與生產(chǎn)作業(yè)的工序較多，無法實(shí)現(xiàn)類似無人工廠的生產(chǎn)模式，智能化程度不高。

為此，有必要設(shè)計(jì)一種新型的生產(chǎn)系統(tǒng)平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)全自動化、小型化的生產(chǎn)平臺。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提供一種微型智慧工廠實(shí)驗(yàn)與研究平臺，用來克服現(xiàn)有制造平臺自動化程度低，過于復(fù)雜的問題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種微型智慧工廠實(shí)驗(yàn)與研究平臺，包括加工線系統(tǒng)、立體倉庫系統(tǒng)、分揀系統(tǒng)、人工裝配系統(tǒng)、輸送分流系統(tǒng)、AGV送料系統(tǒng)，所述加工線系統(tǒng)、立體倉庫系統(tǒng)、分揀系統(tǒng)、人工裝配系統(tǒng)、輸送分流系統(tǒng)分別與所述AGV送料系統(tǒng)相連；所述加工線系統(tǒng)、立體倉庫系統(tǒng)、分揀系統(tǒng)、人工裝配系統(tǒng)、輸送分流系統(tǒng)分別設(shè)有工作臺，所述工作臺包括臺面和設(shè)置在所述臺面以下的柜體，所述柜體內(nèi)部設(shè)有電路控制板；所述加工線系統(tǒng)、立體倉庫系統(tǒng)、分揀系統(tǒng)、人工裝配系統(tǒng)、輸送分流系統(tǒng)之間通過OPC通訊協(xié)議相互電連；所述加工線系統(tǒng)、立體倉庫系統(tǒng)、分揀系統(tǒng)、人工裝配系統(tǒng)、輸送分流系統(tǒng)分別設(shè)有PLC控制器。通過有機(jī)的將這些系統(tǒng)組合形成平臺，能夠大大節(jié)約空間金錢，完成設(shè)備組裝。各模塊之間通過AGV進(jìn)行物料的輸送，模塊之間的流程控制通過智能制造控制系統(tǒng)軟件來調(diào)度控制。平臺各個(gè)模塊有獨(dú)立的控制系統(tǒng)，除AGV小車外其他模塊均通過工業(yè)以太網(wǎng)連接至交換機(jī)組成局域網(wǎng)。智能倉儲系統(tǒng)、自動分揀系統(tǒng)、生產(chǎn)裝配單元及智能加工單元的柔性線采用PLC控制器控制， 采用OPC協(xié)議，通過工業(yè)以太網(wǎng)口與上位機(jī)通訊；上下料機(jī)器人、裝配機(jī)器人、數(shù)控銑床、電子標(biāo)簽輔助揀選系統(tǒng)及視覺檢測儀均直接通過工業(yè)以太網(wǎng)接口與上位機(jī)通訊。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述立體倉庫系統(tǒng)設(shè)有設(shè)置在所述臺面上的貨架、入貨臺輸送線、出貨臺輸送線、RFID讀寫器、貨叉和天門立柱；所述天門立柱設(shè)置在所述貨架側(cè)邊；所述貨叉設(shè)置在所述天門立柱上，所述入貨臺輸送線和所述出貨臺輸送線分別與所述貨架相連。立體倉庫系統(tǒng)主要用于物料（原材料、半成品及成品）倉儲。由堆垛機(jī)、前后排貨架、出入貨臺、輸送線及RFID讀寫器組成。前排貨架4行5列，后排貨架4行7列。控制器采用PLC控制器，配有觸摸屏，可方便實(shí)現(xiàn)物料的出入庫、移庫、調(diào)庫及盤點(diǎn)作業(yè)。系統(tǒng)可以單獨(dú)使用，也可以通過OPC協(xié)議來實(shí)現(xiàn)調(diào)度控制。