·設備外觀

·設計簡述

    硬件系統以智能制造行業基本工序為單位，由12個工位組成，以水晶相框產品為載體，通過水晶相框的上料、機加、熱處理、噴墨打印、視覺檢測、組裝、激光打標、下線入庫，完成一個精致的水晶相框（含參觀者照片）成品，實現個性化生產組裝，本案例可以完成兩種規格相片的打印和組裝。所涉及到的設備包含西門子PLC、相關自動化流水硬件設備、工控傳輸通訊設備、工業機器人、RFID賦碼設備、噴墨打印、視覺檢測系統、AGV智能工程車、自動化倉庫等。
硬件系統以制造工廠的智能化定位需求為參考，通過工業以太網完成數據的快速交換和流程控制，采用PLC實現靈活的現場控制結構和總控設計邏輯，利用iME系統采集所有設備的運行信息和工作狀態，實現系統運行狀態的監控、實施調配和智能控制。
通過系統的展示和培訓，搭建智能制造系統集成技術研發、行業應用的公共服務基地，促進智能制造系統集技術的交流以及制造企業信息化、智能化升級。

·主要參數

1.輸入電源：單相三線 ～220V±10% 50Hz
2.工作環境：溫度-10℃～+40℃  相對濕度≤85%（25℃） 海拔＜4000m
3.裝置容量：＜1.0kVA
4.外形尺寸：10000mm×4000mm×2100mm
5.安全保護：具有接地、漏電壓、漏電流保護，安全指標符合國家標準。內置電源管理系統，可與互聯網相連，支持無線網絡，可方便教師通過WIFI或3G/4G網絡的智能Android手機或平板電腦登錄APP隨時隨地控制設備運行情況和監控設備故障信息。
設備智能管理系統基于云服務器處理，所有信息實時存儲在云端服務器（阿里云、百度云或騰訊云等）。軟件安裝支持Windows、Android操作系統。設備智能管理系統平臺由APP和云端硬件模塊組成。云端硬件模塊由OLED顯示屏、微型按鍵、無線天線等組成。
具有電源鍵管理、設備信息采集、考核定時、故障報警、切斷電源等功能；一機一碼，需要填寫設備碼、學校名稱、實驗室名稱、教師姓名、聯系方式完成注冊。
設備控制模式可選擇遠程控制或本地控制。本地控制就是設備單機可以上電，遠程即需要手機登錄設備智能管理系統進行上電控制；
設備可通過按鍵向服務器發出上電請求，教師可在遠程進行審批，確定是否上電，還可實現針對實驗設備的智能考核，可以設置考核時間，其中考核時間具有倒計時顯示設置，可以在倒計時5分鐘時提醒考生按時答卷，考核時間一到設備智能管理模塊控制設備電源自動切斷。
能對實驗室內設備的報警歷史可查看，并要求能查看報警類型，報警次數，最后報警時間和使用時間（設備的累計使用時間）。
具有設備報修功能，教師通過在設備智能管理系統填寫設備號，聯系人，聯系電話，問題描述，故障信息第一時間反饋到廠家技術服務部，廠家技術服務部能通過從云服務器提取設備運行數據和云計算結果，快速處理學校的設備故障，保證設備盡快正常運轉。

·組成及功能

客戶通過手機進行下單，信息經iME系統下達生產計劃后，系統自動開啟運行，開始生產。
(一) OP10:自動化倉庫
主要組成：主要由立體倉庫（相框原材料、包裝盒原材料、成品）、庫位檢測傳感器、堆垛機等組成。
工作過程：堆垛機按照需要將原料、配件從倉庫取出，運行到待出庫區域，由上下料工業機器人完成出庫、入庫、搬運工作。
每個庫位均具有傳感器檢測，物料信息通過RFID掃描，均具有自己的屬性。根據iME系統提供的訂單信息，自動出庫入庫，并對庫存信息及動作信息在系統看板進行實時顯示。
1、系統下單，自動啟動出庫入庫動作；
2、堆垛機完成和機器人配套的出庫作業以及和AGV智能工程車駁接的入庫作業；
3、如設備異常，三色燈報警，并傳輸至生產制造系統看板端。
(二) OP11:機器人上下料/OP12：CNC加工/OP13：3D打印 
主要組成：主要由工業機器人、自動快換夾具等組成。
工作過程：工業機器人按照需要將相框原材料、包裝盒原材料、配件從堆垛機上取出并搬運至相應的工序中。
Ø 原材料需要加工，先送入OP12：CNC加工機床中進行加工，帶加工完成后，在送入輸送線的托盤中；
Ø 原材料不需要加工，直接送入輸送線的托盤中；
Ø 如果有個性化的需求，3D打印機工作，制作出個性工件，由工業機器人搬運放入生產輸送線中；
Ø 如果是裝配的原材料，工業機器人將其搬運到AGV小車上，同時AGV自動運行至“組裝”工位的配件中轉庫；AVG根據中轉庫的庫存情況自動運行補給配料。
Ø 如果是包裝盒原材料，堆垛機自動運行至AGV智能工程車駁接處，將包裝盒送入AGV智能工程車，AGV工程車運行至相框下線駁接處，完成相框的裝箱作業后再次返回。
Ø 如有成品入庫時，堆垛機自動運行至AGV智能工程車駁接處，完成成品的駁接，并入庫到成品庫位。
1、系統下單，自動啟動工業機器人動作；
2、工業機器人將物料按IME信息自動執行搬運動作；
3、如設備異常，三色燈報警，并傳輸至生產制造系統看板端。
(三) OP30:機加單元 
主要組成：主要由機加機構外殼、多功能刀塔、升降機、電磁閥、刀具等組成。
工作過程：檢測到托盤到機加單元工位時，模擬機加裝置動作（多功能刀塔），根據iME系統提供的訂單信息，完成不同動作的加工，并對加工進度和結果在系統看板進行實時顯示。
1、機加單元工位自動感應托盤到位后，啟動機加動作；
2、加蓋完成后，機加機構恢復，阻擋電磁閥收縮放行，托盤隨傳送帶至下一個工位；
3、如設備異常，三色燈報警，并傳輸至生產制造系統看板端。
(四) OP40:熱處理單元 
主要組成：主要由有機玻璃罩（熱處理箱）、熱處理單元、風扇、溫度控制器、電磁閥等組成。
工作過程：檢測到托盤到達熱處理單元工位時，自動模擬熱處理動作，溫度顯示器顯示溫度變化情況，熱處理的時間的根據iME系統提供的訂單產品不同而不同，處理完成后，將處理信息反饋給iME系統，同時在系統看板進行實時顯示。
1、熱處理工位自動感應托盤到位后，啟動熱處理流程；
2、熱處理機構自動進行處理，溫度信息通過溫度顯示器自動顯示；
3、處理完成后，阻擋電磁閥收縮放行，托盤隨傳送帶至下一個工位；
4、如設備異常，三色燈報警，并傳輸至生產制造系統看板端。
(五) OP50:照片打印 
主要組成：主要由2臺彩色相片打印機、5寸、6寸防水相紙等組成。
工作過程：打印機接收到iME系統的打印信息后，根據任務信息，對于的打印機自動打印相片，完成后由工業機器人取走相片，進行視覺檢測和定位；若檢測不合格，進行重新打印。并對打印的效果和數量在系統看板進行實時顯示。
1、如設備異常，三色燈報警，并傳輸至生產制造系統看板端。
(六) OP60:視覺檢測 
主要組成：主要由歐姆龍彩色照相機、LED光源、控制器、檢測平臺、電源等組成。
工作過程：檢測到照片送至視覺檢測單元工位時，智能視覺進行檢測，將檢測結果傳送給iME系統進行信息對比，若不合格，由工業機器人系統自動進行剔除；若合同，將照片的坐標信息傳輸給工業機器人，便于工業機器人進行組裝定位。并對檢測信息及數量在系統看板進行實時顯示。
1、視覺檢測工位自動感應照片到位后，啟動自動檢測；
2、檢測完成后，給予機器人信號和坐標信息；
3、若檢測不合格，由工業機器人進行自動剔除；
4、如設備異常，三色燈報警，并傳輸至生產制造系統看板端。
(七) OP70:工業機器人 
主要組成：主要由工業機器人、機器人控制柜、示教器、機器人工裝夾具、配件中轉庫、傳感器等組成，完成相框配件的中轉庫搬運、打印相片的分揀、相框的組裝工作。
Ø AGV智能工程車輸送配件到達駁接位時，工業機器人將配件搬運至中轉庫，進行暫存；
Ø 打印機打印完成照片后，工業機器人將打印的相片搬運至視覺相機處進行檢測和定位；
Ø 如果視覺檢測合格，根據相機的坐標信息，工業機器人調整好照片的姿態，進行精確組裝，分別將相片、水晶相框進行組裝；
Ø 如果視覺檢測的照片不合格，工業機器人將照片回收到廢品框，打印機自動重新打??； 
1、裝配完成后，阻擋電磁閥收縮放行，托盤隨傳送帶至下一個工位；
2、如設備異常，三色燈報警，并傳輸至生產制造系統看板端。
(八) OP80:相框組裝 
主要組成：主要相框組裝平臺、定位機構等組成，提供相框的組裝平臺。
工作過程：檢測到托盤到達產品組裝單元工位時，工業機器人動作，機器人和iME系統實時通訊，依次將照片（經過智能視覺定位，機器人自動變換照片的位置）、水晶配件進行組裝；并對裝配信息及數量在系統看板進行實時顯示。
1、產品組裝工位自動感應托盤到位后，啟動機器裝配流程；
2、裝配完成后，阻擋電磁閥收縮放行，托盤隨傳送帶至下一個工位；
5、如設備異常，三色燈報警，并傳輸至生產制造系統看板端。
(九) OP90:激光打標 
主要組成：主要由激光賦碼機、光電傳感器、支架等組成。
工作過程：檢測到托盤到達激光打標單元工位時，激光打標機根據iME系統信息進行自動對水晶相框打標，可以是姓名、座右銘等內容，打標完成后，自動輸送到下一個工位，并對打標信息及數量在系統看板進行實時顯示。
1、激光打標工位自動感應托盤到位后，啟動自動打標；
2、打標完成后，阻擋電磁閥收縮放行，托盤隨傳送帶至下一個工位；
3、如設備異常，三色燈報警，并傳輸至生產制造系統看板端。
(十) OP100:下線 
主要組成：主要由RFID檢測模塊、AGV智能工程車、裝箱機械手、自動化倉庫等組成。
工作過程：檢測到托盤到下線工位時，AGV智能工程車自動運行至下線駁接處，裝箱機械手動作，完成相框的裝箱工作，裝箱完畢后AGV智能工程車運輸至自動化倉庫堆垛機搬運工位，堆垛機和AGV智能工程車自動駁接，完成成品的入庫作業，入庫數量及產品信息在系統看板進行實時顯示。
1、下線工位自動感應托盤到位后，啟動AGV工程車、裝箱機械手進行成品裝箱和駁接；
2、AGV工程車和堆垛機自動駁接，由堆垛機完成成品的入庫作業，至此產品生產完成，AGV工程車自動運行至駁接等待工位；
3、如設備異常，三色燈報警，并傳輸至生產制造系統看板端。
(十一) 輸送線
工作過程：輸送線在每個工位均設有定位裝置，實現各個單元的加工操作，整個輸送裝置采用交流變頻調速，可以實時控制輸送線的速度，調節輸送節奏。
(十二) 生產線控制和指示
三色燈：綠色（正常）、黃色（停線）、紅色（異常/急停）
流水線整體設置啟動、停止、復位、急停、手動/自動四個按鈕。
1、 啟動（綠色）：按下啟動按鈕，流水線進入生產狀態。
2、 停止（黃色）：按下停止按鈕，完成當前工位動作后停止。
3、 復位（藍色）：在產線停止狀態下，按下復位按鈕，設備各機構恢復到初始位置。
4、 急停（紅色）：按下急停按鈕，設備立即停止。
5、手動/自動：自動模式下，按啟動，生產線自動循環工作。如果在手動模式下， 按一次啟動，走一個工位；

·實訓項目

1、iME系統需求分析
2、iME系統框架設計
3、iME系統實施
4、iME系統維護
5、客戶下單
6、生產數據采集
7、生產數據監控和分析
8、PLC系統和iME系統對接調試
9、PLC編程與仿真
10、工控組態軟件編程
11、PLC控制線路安裝與接線
12、系統配電安裝與調試
13、多個單元的安裝與接線
14、變頻電機安裝與接線
15、變頻器參數設置與調試
16、直流電機的安裝與接線
17、直流電機的調試
18、氣動回路的安裝與調試
19、工業機器人安裝與接線
20、工業機器人參數設置與基本操作
21、工業機器人機出入庫應用編程
22、工業機器人的維護與保養
23、制造系統維護與保養

·配置清單

制造系統主要由主控臺、單元實訓桌、輸送線、自動化倉庫、CNC機床、3D打印裝置、模擬機加機構、熱處理機構、相片打印、相框組裝、視覺檢測、激光打標、下線裝箱、自動化倉儲等組成，所涉及到的設備包含西門子PLC、相關自動化流水硬件設備、工控傳輸通訊設備、工業機器人、RFID賦碼設備、視覺檢測系統、AGV傳送小車、電氣控制單元、iME智能工廠系統、數字化看板組成。