環(huán)形智能制造實訓系統(tǒng)
環(huán)形智能制造實訓系統(tǒng),工業(yè)4.0柔性生產線實訓平臺總控臺、MES系統(tǒng)。此布局呈口字直線型安裝，每站之間相互連接固定，整體結構簡潔清爽易實訓觀察，更方便維修。咨詢熱線13122891392 ...
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本文關鍵詞：環(huán)形智能制造實訓系統(tǒng)
ZRFMS-550環(huán)形智能制造實訓系統(tǒng)
備注：以上示意圖不代表與實物完全相同。
1.3、氣電系統(tǒng)需求
1.3.1、氣源
空壓機主要參數(shù)
1）功率≥750W；
2）壓力≥0.7MPa；
3）排氣量≥60L/Min；
4）容量≥18L；
5）外形尺寸：450×210×450mm，長、寬、高偏差在±5mm以內。
1.3.2、電源
1）輸入電源：單相三線AC220V ±10% 50Hz，裝置容量：＜5kVA；
2）工作環(huán)境：環(huán)境溫度范圍為-5℃～+40℃ 相對濕度＜85%（25℃）
1.3.3、液壓系統(tǒng)
液壓泵主要參數(shù)
1）功率≥550W；
2）電機：220V加電容；
3）工作壓力≥6.3MPa；
4）油箱容量≥7L；
5）高壓流量≥0.27L/Min;低壓流量≥1L/Min。
智能制造實訓系統(tǒng)（六工站）,智能智造生產線實訓系統(tǒng)總體方案介紹
2.1、標準工作臺設計
模塊化柔性自動化生產線實訓系統(tǒng)是一種最為典型的系統(tǒng)，適合相關專業(yè)學生進行工程實踐、課程設計及初上崗位的工程技術人員進行培訓。本次方案對柔性線進行模塊化設計，由多個獨立的工作站組成，其中各站的工作臺進行標準化設計。標準工作臺由標準工作臺機體、標準上層輸送線、標準下層輸送線三部分組成。
說明：
1)標準工作站臺面采用15MM鋁板；
2)底部焊接機架采用50X50X3.2方管;
3)抽屜采用三節(jié)導軌，可全部打開，方便實訓時對控制柜的學習;
4)三聯(lián)件和開關電源安裝采用內藏式; 安全不易被碰撞；
5)上部型材門采用磁性開關檢測；正常工作開門會觸發(fā)檢測開關，設備會報警；
6)控制板采用網孔式，方便電氣元件的安裝，無需配打開孔。
7)標準工作站包括上層輸送線和下層輸送線。上下輸送線可以對換安裝；
8)采用福馬輪做地腳，一體式調節(jié)方便；
9)人機界面和開關按鈕設計在上部型材門上，方便操作。
2.1.1、標準上層輸送線設計
該輸送線用于上層載具的輸送，同時可內置高精度阻擋定位機構、升降換向機構、阻擋緩存機構等，且能夠內部自由調節(jié)安裝位置。此輸送線是通過異步電機驅動同步輪，然后帶動同步帶實現(xiàn)移載。
說明：
1)采用90W 異步減速調速電機驅動，同步帶傳動，速比10，速度≦30m/Min；
2)可輸送負載5KG；
3)定位機構可以在線體內部移動位置實現(xiàn)任意調節(jié)；
4)可以移載寬204mm的載具；
5)采用耐磨帶鋼絲的聚氨酯同步帶輸送；
6)具有等待位功能，當上一工位來料太快時，可以增加一個阻擋機構實現(xiàn)暫時阻檔；
7)可增加定位機構，用于實現(xiàn)載具定位；
8)采用型材30X30,30X60型材做主體結構；
2.1.2、高精度定位機構設計
高精度定位機構作為通用型定位組件，安裝于上層輸送線，每個單元的上層輸送線都有安裝此定位機構，通過定位機構的定位銷對載具進行精準定位。被定位的載具會在上面完成本單元的工序。此機構通過氣缸和直線軸承實現(xiàn)升降動作，通過氣缸和阻擋塊實現(xiàn)阻擋動作，通過定位銷和載具上的襯套實現(xiàn)定位。阻擋塊上加裝接近開關，實現(xiàn)到位感應。
說明：
1）定位精度±0.05mm；
2）外形尺寸約為：150mmX210mmX90mm;
3）采用球型和棱形定位銷；保證精度；
4）材料采用6061鋁合金和不銹鋼材質；
5)定位銷螺絲固定時采用雙疊型墊片或加螺絲膠，防止定位銷松動；
6)定位機構可在上線體內部任意調節(jié)位置；
2.2、
控制系統(tǒng)采用MITSUBISHI公司的Fx3u系列PLC。
2.2.1、FX3U系列PLC介紹
1） 第三代微型可編程控制器 FX3U三菱PLC
2） 內置高達64K大容量的RAM存儲器
3）內置業(yè)界最高水平的高速處理0.065μS/基本指令
4）控制規(guī)模:16~384(包括CC-LINK I/O)點
5）內置獨立3軸100kHz定位功能(晶體管輸出型)
6）基本單元左側均可以連接功能強大簡便易用的適配器
2.2.2、Fx3u系列PLC主要特點
1）最大384點的輸入輸出點數(shù)
可編程控制器上直接接線的輸入輸出(最大256點)和網絡(CC-Link)上的遠程I/O(最大256點)的合計點數(shù)可以擴展到384點。
2）可以連接的擴展單元/模塊
輸入輸出的擴展設備可以連接FX2N 系列的輸入輸出擴展單元/模塊。此外，F(xiàn)X0N/FX2N/FX3U系列特殊功能單元/模塊最多可以連接8臺。
3）程序內存
內置了64K步的RAM內存。此外， 可以通過使用存儲器盒， 將程序內存變?yōu)榭扉W存儲器。
4）運算指令
除了浮點數(shù)、字符串處理指令以外， 還具備了定坐標指令等豐富的指令。
5）內置RUN/STOP開關
可以通過內置開關進行RUN/STOP的操作。此外， 也可以從通用的輸入端子或外圍設備上發(fā)出RUN/STOP的指令。
6）支持RUN中寫入
通過計算機用的編程軟件， 可以在可編程控制器RUN時更改程序。
7）內置時鐘功能
內置了時鐘功能， 可以執(zhí)行時間的控制。
8）支持程序的遠程調試
如果使用編程軟件(GX Developer)， 可以通過連接在RS-232C功能擴展板， 以及RS-232C通信特殊適配器上的調制解調器， 執(zhí)行遠距離的程序傳送以及可編程控制器的運行監(jiān)控
2.3、人機界面
每個PLC，都配有一臺臺灣威綸通觸摸屏，作為一機界面HMI。方便對本工作站狀態(tài)的實時查看與控制。
單元介紹與節(jié)拍
3.1、上料單元
3.1.1、單元機構設計
上料單元主要包括標準工作臺、底座料盤、底座工件、法蘭料盤、法蘭工件、6關節(jié)、機械整形組件、真空吸盤工裝組件等其他機構，主要實現(xiàn)底座工件整形，上料。
3.1.2、單元功能介紹
本單元是整個裝配柔性線的起點，主要功能是機器人從料盤取料，取出工件底座，放入到被定位的載具治具上。上料單元的執(zhí)行機構主要由六關節(jié)機器人、機械整形機構、高精度阻擋定位機構、氣動夾具、同步帶流水線等構成。檢測裝置包括：負壓、接近開關、光電漫反射、磁性開關。
主要技術說明：
1）六關節(jié)機器人
以便于線體的升級和機器人的應用升級，選用了本公司生產的機器人。機器人的特點：采用自主研發(fā)的運動控制器，集成各種生產工藝包，特別是集成了視覺功能，使機器人在帶視覺的應用特別方便。 根據本項目的需求，選用了6Kg級的智能視覺機器人。
主要參數(shù)如下：
機器人不僅支持在線示教與在線編程，還支持本地通過U盤Copy程序或通過MES系統(tǒng)下載程序。
2）機器人工裝設計
通過氣動夾具對工件進行上下料
3）EtherCAT總線
工業(yè)以太網EtherCAT以高性能、靈活、同步和開放等顯著的特點得到廣泛應用。保證其研發(fā)的EtherCAT具有良好的兼容性。工業(yè)機器人就是基于EtherCAT總線系統(tǒng)，能方便的擴展EtherCAT外圍設備。
4）高精度整形
為精確組裝，本工作臺設計一個機械整型功能。通過機械整形，精度可達0.05mm。
3.1.3、實驗目的
1、了解上料單元的工作過程；
2、了解料盤缺料檢測；
3、了解傳動機構和執(zhí)行機構的工作原理，
4、了解光電傳感器的原理和在此站的作用；
5、了解調速器對電機進行控制的原理；
6、了解同步帶輸送線（上層輸送線）的結構設計和工作原理；
7、了解平皮帶輸送線（下層輸送線）的結構設計和工作原理；
8、了解真空吸盤的原理；
9、了解載具如何被定位，高精度阻擋定位機構的設計結構和工作原理；
10、學習PLC編程；
11、了解繼電器、電磁閥等電氣元件的應用；
12、了解負壓傳感器的設置；
13、了解機械整形機構的工作原理；
14、學習6關節(jié)機器人基本編程；
15、學習6關節(jié)機器人的示教上料操作；
16、學習6關節(jié)機器人通過拖動示教上料操作；
17、PLC與機器人通訊原理；
3.1.4、人機界面
3.2、鎖螺絲單元
3.2.1、單元機構定義
鎖螺絲單元主要包括標準工作臺、線軌直角機器人、開放式螺絲振動盤、真空吸嘴工裝組件、電批組件等結構。主要實現(xiàn)在工件上自動鎖螺絲。
3.2.2、單元功能介紹
本單元是線軌直角機器人吸取螺絲自動放到被定位的工件上，并擰緊。開方式螺絲振動盤的功能是對螺絲工件進行連續(xù)的排列出料。該單元的執(zhí)行機構主要由三軸線軌直角機器人、開放式螺絲振動盤、高精度定位機構、帶真空吸嘴的數(shù)控電批、上下層流水線等構成。檢測裝置包括：負壓傳感器、接近開關、光電漫反射傳感器、磁性開關、、光纖傳感器、原點開關，扭矩傳感器。
鎖螺絲是實際工業(yè)具最基本的應用，為了兼容工具的真實性與實訓的方便性，用銷替代螺絲，用真空吸盤替代數(shù)控電批。在頻繁實訓時，可以降低工件盒的損耗。
主要技術說明：
1）線軌直角機器人
絲桿線軌設計的直角機器人驅動采用步進電機，精度可達0.03mm; 絲桿直徑16mm，導程10mm；X、Y軸采用雙線軌雙滑塊，X、Y行程400mm；Z軸行程200mm。
3.2.3、實驗目的
1）了解鎖螺絲單元的工作過程；
2）了解傳動機構和執(zhí)行機構的工作原理；
3）了解光電傳感器的原理和在此站的作用；
4）了解繼電器、電磁閥的使用方法；
5）了解調速器對電機進行控制的原理；
6）學習用PLC控制編程；
7）了解同步帶輸送線（上層輸送線）的結構設計和工作原理；
8）了解平皮帶輸送線（下層輸送線）的結構設計和工作原理；
9）了解真空吸盤的原理及應用；
10）了解載具如何被定位，高精度阻擋定位機構的設計結構和工作原理；
11）學習線軌直角機器人基本編程；
12）學習線軌直角機器人的結構原理及運用；
13）了解步進電機的原理；
14）學習電批的運用；
15）了解光纖放大器的作用與原理；
16）了解振動盤出料原理；
3.2.4、人機界面
3.3、視覺檢測單元
3.3.1、單元機構設計
視覺檢測單元主要包括標準機臺、視覺檢測、紅外掃描槍組件等機構。主要實現(xiàn)對組裝好的工件進行檢測和數(shù)據讀取。
3.3.2、單元功能介紹
當載具到達本工位時，開啟檢測功能。包括檢測法蘭的尺寸是否合格，是否少螺絲（標準為4顆），以及法蘭是否是金屬材料。該單元的部件主要由金屬傳感器、工業(yè)相機、環(huán)形光源、紅外掃描槍、高精度定位機構、上下層流水線等構成。檢測裝置包括：工業(yè)相機、接近開關、光電漫反射傳感器、磁性開關。
主要技術說明:
1)法蘭視覺檢測
視覺系統(tǒng)由視覺主機，工業(yè)相機，鏡頭，光源組成。視覺主機通過千兆網口接入多個網絡接口的工業(yè)相機。視覺主機通過Modbusu接入PLC設備，當被檢測物件到達時，PLC觸發(fā)視覺系統(tǒng)采樣圖像，并進行圖像處理、信號識別等先進技術。并對法蘭尺寸參數(shù)進行測量，并依據判別結果返回到上位機。視覺系統(tǒng)的尺寸測量，配合合適的鏡頭，能達到 um 級的測量精度。
本案的配置如下：
視覺主機：10寸屏一體機
工業(yè)相機：大華A5501MG20，用500W像素，分辨率2590*2048；
相機鏡頭：16mm焦距鏡頭。工作距離：200mm；
2）法蘭缺螺絲檢測
利用視覺系統(tǒng)，在完成法蘭尺寸檢測后，進一步檢測4個螺絲是否安裝到位。在視覺成象中，有螺絲與缺螺絲的圖象差別明顯，可方便檢測錯是否漏打螺絲。
距離測量
檢測原理：測量兩條線段距離，檢測工件是否合格；
測量是否漏安裝
2）金屬檢測
本工位帶的電容式傳感器，用于檢測法蘭蓋是否為金屬。通過HMI，可以檢測金屬是良品，還是非金屬是良品，或者二者都為良品。
3.3.3、實驗目的
1）了解視覺檢測單元的工作過程 ；
2）了解傳動機構和執(zhí)行機構的工作原理，光電傳感器功能和在此站的作用以及繼電器的使用方法；
3）了解調速器對電機進行控制的原理 ；
5）學習用PLC控制編程；
6）了解同步帶輸送線（上層輸送線）的結構設計和工作原理；
7）了解平皮帶輸送線（下層輸送線）的結構設計和工作原理；
8）了解工業(yè)視覺的工作原理及應用，學習視覺主機的操作；
9）了解載具如何被定位，高精度阻擋定位機構的設計結構和工作原理；
10）了解光電傳感器的工作原理及運用；
11）學習掃描槍的功能，了解與上位機通訊功能，把掃描的ID，與檢測的結果上傳到上位機；
12）了解金屬檢測原理；
13）學習PLC的檢測結果與MES系統(tǒng)通訊；
3.3.4、人機界面
3.4.液壓單元
3.4.1、單元機構設計
液壓單元主要包括標準機臺、液壓組件、貼標簽機等機構，主要實現(xiàn)載具自動貼標簽。
3.4.2、單元功能介紹
貼標簽機安裝在液壓結構上。當傳感器檢測到工件到達到本工位時，控制系統(tǒng)觸發(fā)液壓機構蓋章。
該單元主要執(zhí)行機構由油缸、氣缸等構成，檢測裝置包括磁性開關、光電傳感器、油壓檢測。
3.4.3、實驗目的
1）了解液壓元件的工作原理及其應用；
2）了解液壓技術的基本物理知識；
3）了解液壓系統(tǒng)控制回路的設計；
4）學習系統(tǒng)的安裝調試、故障診斷及排除；
5）了解油閥以及其他油路元器件的基本知識；
6）編寫繪制該站原理圖
7）用PLC控制該站全過程操作并編寫程序
8）了解連桿傳動機構
液壓系統(tǒng)主要包括動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件、液壓油
3.4.4、人機界面
3.5分揀單元
3.5.1、單元機構設計
分檢單元主要包括標準機臺、氣動直角機器人、廢料盒、紅外掃描槍、真空吸盤組件等機構。主要實現(xiàn)對安裝好的工件進行分檢，合格的通過，不合格的挑出。
3.5.2、單元功能介紹
分揀單元執(zhí)行機構由XZ軸氣缸，夾爪氣缸等構成。檢測裝置包括：RFID、工業(yè)相機、接近開關、光電漫反射傳感器、磁性開關。該站主要功能是：對待分檢的工件進行掃描，讀到產品的ID號。用產品的ID號，向MES請求該產品在檢測單元的檢測結果。合格產品進入下一站即升降梯立體倉庫單元，不合格產品則抓取并丟入廢料盒。
主要技術說明
1）氣動直角機器人
該氣動直角機器人把不合格品從流水線放置到廢料盒。X軸氣動有效行程700mm；Z軸氣動有效行程400mm;氣壓≥0.6MPa。
2)機器人工裝
夾爪最大寬度60mm
3.5.3、實訓目的
1）了解分檢單元動作：
2）了解氣動機械手的氣動原理；
3）了解無桿氣缸的原理；
4）了解氣動直角機器人機械結構設計；
5）了解異步電機的工作原理和實際應用；
6）了解磁性開關和光電開關的實際應用；
7）了解電機調速器的控制方式；
8）了解電磁閥、繼電器的工作原理和應用；
9）了解紅外掃描槍的應用；
10）學習掃描槍的功能，了解與上位機通訊功能，把掃描的ID，與檢測的結果上傳到上位機；
11）學習編寫繪制該站氣路圖；
12）用PLC控制該站全過程操作并編寫程序；
13）了解該站與廢品單元、倉庫單元的通訊和編程；
3.5.4、人機界面
3.6、電梯式立體倉庫單元
3.6.1、單元機構設計
電梯式立體倉庫單元由標準工作臺、電梯式立體倉庫構成，主要實現(xiàn)工件自動入庫及在線顯示倉庫信息。
3.6.2、單元功能介紹
升降梯立體倉庫單元執(zhí)行機構由氣缸、步進電機等構成。檢測裝置包括：RFID、接近開關、光電漫反射傳感器、磁性開關，該站的主要功能是：根據檢測單元的法蘭是不為金屬的檢測結果，對工件進行分類，將金屬法蘭和尼龍法蘭分別放入不同的倉庫。該單元的部件主要由高精度定位機構、上下層流水線等構成。
主要技術說明
1）立體倉庫設計
支持4×4的16格庫位；總寬900~1000mm、負載12Kg。每個庫位都有傳感器，能檢測是否有料，可在線知道庫位狀態(tài)，是否空閑。工作原理：X軸是線軌模組，Y軸是氣動無桿缸，Z軸是鏈條式升降模組，工件夾取采用氣動手指，旋轉采用擺動氣缸。通過XZ的聯(lián)動，氣動手指到達對應的庫位，通過Y軸的移動和擺動氣缸以及氣動手指實現(xiàn)工件的進出倉。
2）立體倉庫管理軟件
在MES系統(tǒng)里，本工位的PLC與MES系統(tǒng)配合，實現(xiàn)立體倉庫管理，具有以下功能：
1、倉庫管理，定義存儲區(qū)和倉位。用以下存儲類型來表示實際的倉庫結構:
收貨區(qū)，發(fā)貨區(qū)，不良區(qū)，退貨區(qū)等不同的區(qū)；
2、從MES軟件平臺獲取立體倉庫執(zhí)行命令，并下達給立體倉庫PLC，執(zhí)行原料入庫、成品出庫、移庫、原料出料、成品回庫等動作。實時采集立體倉庫執(zhí)行過程的各項數(shù)據，包括立庫狀態(tài)、已抓取信號、已放料信號、原料入庫請求、成品回庫請求以及各種報警信號等。
3、實時顯示立體倉庫倉位庫存，實時顯示當前執(zhí)行任務及排隊任務，出入庫記錄，報警記錄等。
4、在HMI與看板上。顯示立體倉庫動態(tài)庫存，作業(yè)狀態(tài)信息顯示，可實時顯示立體倉庫的庫存與作業(yè)信息;主要顯示信息：當前任務單信息，庫位信息，物料名稱、物料編碼、出入庫倉位等。
3.6.3、實驗目的
1）了解氣動機械手的氣動原理及應用；
2）了解無桿氣缸的原理及應用；
3）了解擺動氣缸的功能及應用；
4）了解真空皮碗的工作原理和功能；
5）學習編寫繪制該站氣路圖；
6）用PLC控制該站全過程操作并編寫程序；
7）了解改站與廢品單元、倉庫單元的通訊和編程；
8）立體倉庫操作原理；
10）學習鏈條式升降的工作原理；
11）學習立體倉庫的結構設計；
12）了解步進電機的原理和編程應用；
13）了解光電傳感器、磁性開關、原點開關的工作原理和實際應用；
14）學習查看庫位信息；
15）了解電磁閥、繼電器的工作原理及應用；
3.6.4、人機界面
3.7 轉角換向單元
3.7.1、單元機構定義
轉角換向單元主要包括2個內置換向組件的輸送線（和上層輸送線一樣）和2個線體換向組件。
主要技術說明
1）轉角換向機體采用50X50X3.2的方管焊接。
2）可內置換向組件的輸送線（和上層輸送線一樣），技術參數(shù)和上層輸送線一致。
3）線體換向組件采用25W異步電機，速比10，可調速，速度≦30M/min;采用耐磨帶鋼絲的傳輸帶輸送。
3.7.2、實驗目的
1）了解本單元動作；
2）了解氣缸的原理及應用；
3）了解傳輸線結構和傳動原理
4）了解換向組件的結構及動作；
5）學習異步電機控制方式；
6）學習電磁閥、繼電器的應用；
6）學習本單元PLC控制編程；
7）用PLC控制該站全過程操作并編寫程序；
8）學習光電傳感器、磁性開關、接近開關的應用；
四、數(shù)字化信息總控系統(tǒng)
數(shù)字化信息主控系統(tǒng)，負責整個系統(tǒng)的信息收集、匯總、通訊、監(jiān)控等方面工作，由管理員負責操作管理，它帶電源總控、MES軟件系統(tǒng)、生產電子看板、視頻監(jiān)控系統(tǒng)，產線處的有數(shù)據均可從總控制臺收集獲取。
數(shù)字化信息監(jiān)控系統(tǒng)由以下組成：
序號
物料名稱
主要技術參數(shù)
數(shù)量
1
主控臺
2位組合，琴臺式操作臺
1套
2
MES系統(tǒng)服務器
Dell服務器
1套
3
無線路由器
300M無線路由器，2.4G/5G 雙頻段
1套
4
生產電子看板
42寸高清顯示器，分辨率:1920x1080
1套
5
單元攝像頭
紅外線、低照度網絡攝像機
7只
6
硬盤錄像機
8路1TB硬盤錄像機
1只
4.1、主控系統(tǒng)操作臺
琴臺式操作臺，高密度木質桌面、后部電氣安裝柜、采用前后開門方式設計，2位組合式，第1柜為電源總控柜與視頻監(jiān)控系統(tǒng)、第2柜為MES系統(tǒng)服務器與MES系統(tǒng)顯示器。
4.2、生產電子看板
生產電子看板，采用42寸大顯示屏，通過立式支架。顯示4部分內容：生產任務看板、工位狀態(tài)看板、質量看板。如下
4.3、單元攝像頭
在每個單元上增加攝像裝置，可以遠程實施監(jiān)控到單元運行等實時狀態(tài)，視頻錄像機實時對單元運行視頻進行錄制存貯，形成在線教材或視頻教材內容；老師或管理人員可以遠程監(jiān)測到實時加工狀態(tài)，并且可以實時指導學生教學。
?主要技術說明
1.產品類型：網絡攝像機
2.產品功能：紅外線、低照度
3.有效像素：1305水平x1049垂直
4.鏡頭參數(shù)：3.6mm
5.最低照度：0.1Lux@(F1.2，AGC ON)，0Lux with IR
6.水平清晰度：950TVL
7.電子快門：1/25秒至1/15,000秒
8.視頻輸出：1Vp-p Composite Output（75Ω/BNC）
9.產品電源：DC 12V±10%
10.電源功率：7W MAX
11.紅外照射距離：50-80米
4.4、硬盤錄像機
本網絡硬盤錄像機是集圖像處理技術、網絡技術、存儲技術、智能化技術和結構技術等于一體的監(jiān)控存儲設備，支持主流品牌網絡攝像機的接入，可廣泛用于家庭、超市、酒店、商鋪等監(jiān)控領域。
?主要技術參數(shù)
1.視頻輸入:16路BNC
2.視頻輸出:VGA輸出
4.視頻幀率:PAL：25Fps，NTSC：30Fps
6.存儲:SATA接口
7.硬盤個數(shù):2個(最大支持2T)
11.網絡管理:以太網10M/100M自適應
12.工作溫度:-10℃～+55℃
13.工作濕度:10%～90%
14.電源: DC12V
監(jiān)控畫面通過一個，接在網絡硬盤錄像機接22寸顯示器，可多畫面顯示監(jiān)控畫面。顯示器嵌入在1號控制臺里。
MES管理系統(tǒng)
5.1、MES系統(tǒng)概述
MES系統(tǒng)（制造執(zhí)行系統(tǒng)）是數(shù)字化柔性加工制造的核心組成部分，與生產線系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、工控系統(tǒng)等實時數(shù)據交互。能充分體現(xiàn)工業(yè)4.0 CPS系統(tǒng)核心價值，展示智能制造網絡化、信息化和智能化的核心軟件。同時該軟件與生產線、數(shù)字化看板系統(tǒng)、數(shù)據采集系統(tǒng)、一體化智能管控系統(tǒng)無縫對接，充分體現(xiàn)系統(tǒng)的完整性。系統(tǒng)采用B/S架構，可通過電腦、平板電腦、手機等終端隨時隨地遠程登錄系統(tǒng)；提供豐富的二次開發(fā)接口和個性化訂制服務。
5.2、MES系統(tǒng)構架
5.2.2、MES系統(tǒng)模塊圖
MES帶有很強的行業(yè)特性，每行業(yè)應用差別大。本方案是以生產組裝，測試，倉儲為主的生產流程。結合柔性生產線功能，MES系統(tǒng)如下：
5.2.3、MES業(yè)務流程
本方案部署的MES系統(tǒng)，可以實現(xiàn)從APP下單，到生產計劃，資源調配，生產組裝，產品檢測，成品入庫。完成整個產品的生產過程。
5.3、數(shù)據采集與監(jiān)控
MES最大的價值就是數(shù)據和信息的轉換。如果把MES比喻為人，那么生產數(shù)據就相當于人的血液系統(tǒng)。數(shù)據采集和通訊功能保證了信息集成化的實施。MES不單是面向生產現(xiàn)場的系統(tǒng)，而是作為上、下兩個層次之間雙方信息的傳遞系統(tǒng)，連結現(xiàn)場層和經營層，通過實時數(shù)據庫傳輸基本信息系統(tǒng)的理論數(shù)據和工廠的實際數(shù)據，并提供企業(yè)計劃系統(tǒng)與過程控制系統(tǒng)之間的通信功能，是應用于企業(yè)的重要信息系統(tǒng)。離開生產數(shù)據采集，生產管理部門不能及時、準確地得到工件生產數(shù)量；不能準確分析設備利用率等瓶頸問題；無法準確、科學地制定生產計劃；無法實現(xiàn)生產管理協(xié)同?？梢?，只有有效地實現(xiàn)生產數(shù)據的采集，才能使得MES系統(tǒng)從根本上解決車間管理中計劃跟蹤遲滯、設備利用率低、產品質量難以提升等問題。
本系統(tǒng)MES的數(shù)據采集，實現(xiàn)了PLC數(shù)據采集與機器人數(shù)據采集。PLC通過RS485總線，Modbus協(xié)議與MES服務器通訊。PLC作為單元主控系統(tǒng)，所有外投，如I/O，掃描槍，視覺相機等，由PLC入數(shù)據處理后，再上傳給MES系統(tǒng)。
5.4、工藝設計模塊
數(shù)字化工藝設計模塊，可方便導入第三方CAD等設計軟件的設計文檔和數(shù)據，自動對接物料清單，工序卡，工藝路徑。生成的工藝路線直接控制生產執(zhí)行系統(tǒng)，生產線自動安裝工藝路徑規(guī)劃，進行傳輸與生產。
本模塊具有產品基礎信息、物料清單、工藝數(shù)據三大功能。產品基礎信息包含產品規(guī)格信息，產品編碼管理；物料清單包括物料清單維護、物料清單物料查詢；工藝數(shù)據項包括工序管理和工藝路線。
5.5、生產計劃模塊
該模塊需要包括基礎參數(shù)、需求訂單預測、主生產計劃（MPS）和物料需求計劃（MRP）等項目組成。主生產計劃（MPS）項包括主生產計劃運算和主生產計劃維護；物料需求計劃（MRP）包括MRP運算、MRP維護和MRP下達等功能。通過生產計劃排單后，將生成生產工單，交給生產執(zhí)行模塊執(zhí)行。
5.6、生產執(zhí)行模塊
生產執(zhí)行系統(tǒng)旨在加強MRP計劃的執(zhí)行功能。把生產單通過執(zhí)行系統(tǒng)，同車間作業(yè)現(xiàn)場控制系統(tǒng)聯(lián)動。下達到車間的生產單，自動通過自動化立體倉庫實時管控系統(tǒng)，下達批量出料命令，并自動給參與生產的工位下發(fā)派工單，相應工位信息終端自動更新該派工單信息，實時顯示加工指南，生產進度與所需原材料信息。
生產過程中，緊密結合RFID系統(tǒng)，實時跟蹤生產進度，并進行生產進度管理（WIP），通過每個工位的信息終端實時采集并上傳作業(yè)時間和狀態(tài)，實時監(jiān)控生產進度和作業(yè)狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)故障和問題。質檢工位可建立工序報檢單或成品報檢單，進入質量管理模塊，進行質檢工作。
5.7、生產看板
MES看板包括四個部分:生產任務看板、工位狀態(tài)看板、質量看板。其中生產任務看板包括生產任務號、班組、線體等元素。通過該看板，我們可以及時了解生產任務的生產計劃及產成數(shù)量，以及生產節(jié)拍計時等。該看板也為生產的前期準備提供了信息，比如當天需要生產什么。質量看板顯示設備異常和生產異常信息的提示。設備看板可視化的顯示設備運行狀態(tài)。
5.8、報表管理
根據任務單號、工序信息、產品質量，設備運動行情況，分析并生成相應的數(shù)據報表統(tǒng)，作為生產線精益生產、工序優(yōu)化、生產線平衡等提供數(shù)據報表，以便于進行生產優(yōu)化及相關精益生產的實訓項目。包含：
1、生產日報表：生產的每日統(tǒng)計報表；
2、生產月報表：生產數(shù)據的每月統(tǒng)計報表；
3、不良品報表：分類統(tǒng)計不良品類型和數(shù)據；
4、設備運行報表：自動生成設備相關運行數(shù)據報表；
5、設備運維報表：分類展現(xiàn)設備的運維信息；
5.9、立庫實時管理
立庫實時模塊，具有以下功能：
1、管理倉庫管理，定義存儲區(qū)和倉位。用以下存儲類型來表示實際的倉庫結構:收貨區(qū)，發(fā)貨區(qū)，不良區(qū)，退貨區(qū)，等不同的區(qū)；
2、從生產執(zhí)行模塊獲取立體倉庫執(zhí)行命令，并下達給立體倉庫PLC，執(zhí)行原料入庫、成品出庫、移庫、原料出料、成品回庫等動作。實時采集立體倉庫執(zhí)行過程的各項數(shù)據，包括立庫狀態(tài)、已抓取信號、已放料信號、原料入庫請求、成品回庫請求以及各種報警信號等。
3、實時顯示立體倉庫倉位庫存，實時顯示當前執(zhí)行任務及排隊任務，出入庫記錄，報警記錄等
4、倉庫看板顯示。顯示立體倉庫動態(tài)庫存，作業(yè)狀態(tài)信息顯示，可實時顯示立體倉庫的庫存與作業(yè)信息;主要顯示信息：當前任務單信息，庫位信息，物料名稱、物料編碼、出入庫倉位等。
環(huán)形智能制造實訓系統(tǒng),工業(yè)4.0柔性生產線實訓平臺說明：
該方案包括上料單元（6關節(jié)）、法蘭安裝單元（直角）、視覺檢測單元（RFID）、液壓單元、分檢單元（氣動直角）、入庫（6關節(jié)）、總控臺、MES系統(tǒng)。此布局呈口字直線型安裝，每站之間相互連接固定，整體結構簡潔清爽易實訓觀察，更方便維修。
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文章來源：scxckjss.com??? ?編輯：中人教儀廠??? ?時間：2018-05-20 08:50
