一种模拟智能工厂的实训系统的制作方法

本发明涉及工业产线，具体是指一种模拟智能工厂的实训系统。

背景技术：

随着“工业4.0”、“智能制造”、“智慧工厂”等概念的提出以及推动，中国的制造业迈入了高速发展时期。随着生产力和人力成本的上升，传统的劳动密集型生产模式将被自动化、信息化、柔性化和智能化的生产设备所替代。

应用型人才缺乏的问题也随之凸显，从教育方面来看，机电相关专业急需应对时代的发展，更新教材和教具，急需配置当下最尖端的制造设备，以及在实训室内模拟最先进工厂运行模式，提供给学生最直观的生产过程演示。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：(1)实训室场地限制，无法照搬智能工厂产线；(2)设备老化，无法跟上近些年科技的飞速发展；(3)各实训设备之间无法实现相互协同作业，完整生产一个完整产品，学生很难从中掌握产品生产的过程；(4)现有机电相关专业的实训室未能达到工业信息化、智能化的标准。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种模拟智能工厂的实训系统，包括主控模块、储存模块、输送模块和工作模块，其特征在于：所述的主控模块包括综合信息交互及执行系统，所述的综合信息交互及执行系统安装在实训系统内，所述的储存模块包括集成式立体仓库，所述的集成式立体仓库设置在实训系统内，所述的输送模块包括提货窗口、视觉检验机器和入库窗口，所述的提货窗口设置在实训系统左侧，所述的入库窗口设置在另一侧，所述的入库窗口左侧设有所述的视觉检验机器，所述的工作模块包括所述的工业机器人、激光雕刻机、全自动组装装置和数控铣床，所述的工业机器人安装在所述的综合信息交互及执行系统右侧，所述的激光雕刻机设置在工业机器人上方，所述的激光雕刻机左侧安装有所述的全自动组装装置，所述的工业机器人下方设有所述的数控铣床。

本发明与现有技术相比的优点在于：(1)小型化：在10m²的空间内完全模拟了一个智能化工厂，从材料入料、仓储、加工、组装、检查、到出货的完整过程(2)模块化：各组成部分既能相互协作完成产品，同时也是独立的模块，可以单独更换调整制造工艺，也便于后期的维护升级(3)信息化：通过综合信息转接及执行系统，实现实训系统的信息的收集与传输，模拟智能工厂的信息流。为智能决策提供数据支持(4)智能化：全部制造过程由客户在交互界面或app上一个订单完成，所有制造过程由设备自行决策，并会根据各设备空闲状态调整生产顺序。能让学生在观察过程中对智能工厂有直观的认识。

作为改进，所述的入库窗口处设有所述的视觉检验机器。

作为改进，所述的集成式立体仓库设置在所述的入口窗口后。

作为改进，所述的输送模块主体为电机和丝杆组成的传动装置。

作为改进，所述的数控铣床采用小型一体式数控铣床。

附图说明

图1是一种模拟智能工厂的实训系统的结构示意图。

图2、图3是一种模拟智能工厂的实训系统的工作流程示意图。

如图所示：1、工业机器人，2、集成式立体仓库，3、激光雕刻机，4、全自动组装装置，5、提货窗口，6、综合信息交互及执行系统，7、数控铣床，8、视觉检验机器，9、入库窗口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

本发明在具体实施时，一种模拟智能工厂的实训系统，包括主控模块、储存模块、输送模块和工作模块，其特征在于：所述的主控模块包括综合信息交互及执行系统6，所述的综合信息交互及执行系统6安装在实训系统内，所述的储存模块包括集成式立体仓库2，所述的集成式立体仓库2设置在实训系统内，所述的输送模块包括提货窗口5、视觉检验机器8和入库窗口9，所述的提货窗口5设置在实训系统左侧，所述的入库窗口9设置在另一侧，所述的入库窗口9左侧设有所述的视觉检验机器8，所述的工作模块包括所述的工业机器人1、激光雕刻机3、全自动组装装置4和数控铣床7，所述的工业机器人1安装在所述的综合信息交互及执行系统6右侧，所述的激光雕刻机3设置在工业机器人1上方，所述的激光雕刻机3左侧安装有所述的全自动组装装置4，所述的工业机器人1下方设有所述的数控铣床7。所述的入库窗口9处设有所述的视觉检验机器8，所述的集成式立体仓库2设置在所述的入库窗口9后，所述的输送模块主体为电机和丝杆组成的传动装置，所述的数控铣床7为小型一体式数控铣床。

本发明的工作原理：本实训系统可以展现智能工厂的制造过程，可以模拟多种产品的制造，这里通过一个名片盒的加工组装过程为例进行说明。

第一步为入库阶段。库存的材料有三种：盒体胚料(厚木块)、盒盖胚料(薄木块)和名片胚料(薄铝片)，如图2所示，仓库管理员在入库窗口放入任意材料，入库口处的视觉检验机器对材料种类进行分辨，由综合信息交互及执行系统分配空库位，通过输送模块送至指定库位并记录。

第二步为加工阶段。如图3所述，客户可在app客户端下单或综合信息交互及执行系统的屏幕界面处扫码，系统会根据所需将包含名片内容和名片盒上要雕刻内容的信息上传到综合信息交互及执行系统的执行系统，得到各设备当前状态的信息后发出安排生产的指令，并下达生产指令到各设备，分别完成盒体、盒盖以及名片三种半成品的制造并组装(综合信息转接及执行系统会根据设备工作/空闲状态，自动安排生产顺序)。

第三步为交付阶段。由提货窗口交付产品，完成订单。

本实训系统的输送模块主体为电机和丝杆组成的传动装置，包括电机、滚珠丝杆和联轴器等零件，本实训系统采用的联轴器为机械式联轴器，通过连接两根滚珠丝杆，使之一起回转工作来传递扭矩和运动，在输送模块工作时，被连接的两根滚珠丝杆不可分离，只有停止工作后，拆开联轴器，两根滚珠丝杆才可脱开。

本实训系统的数控铣床为小型一体式数控铣床，具有零件加工通用性高、加工精度高、加工质量稳定和自动化程度高等特点。

本发明将智能工厂的软硬件系统融合进了一套实训系统，提供给学生智能制造理念，演示智能工厂运行为主，预留各种软件接口、典型工艺加工能力、物流执行能力、测量检测工具能力、机器人控制、物料追溯、视觉编程、柔性编程和开发的教学演示平台。充分展示智能制造：柔性、集成性、互通性、可扩展性、层次化等。使学生能通过其认识智能制造的基本概念，并且通过此实训系统也能对智能制造的软硬件进行实战练习。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具本的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。