淺析智能制造生產(chǎn)線的運行與管控

摘要：智能制造生產(chǎn)線是融合先進的通信技術和制造技術于一體，具有感知、人機交互、控制決策、執(zhí)行和反饋功能，將產(chǎn)品的設計、采購、生產(chǎn)、裝配、服務全過程智能結合在一起，智能制造生產(chǎn)線代表了未來工廠的發(fā)展趨勢，本文以石家莊職業(yè)技術學院華中數(shù)控智能制造生產(chǎn)線為例，簡要介紹智能制造生產(chǎn)線的運行與管控。

關鍵詞：智能產(chǎn)線;智能工廠;管控

1智能制造生產(chǎn)線的組成

石家莊職業(yè)技術學院智能生產(chǎn)線的生產(chǎn)產(chǎn)品為：刻有學校校徽的四個組合零件，其中三個圓形零件，分別刻有校徽等圖案，另一零件為一復雜底座。

智能生產(chǎn)線具體的生產(chǎn)任務為：實現(xiàn)四個零件的自動上下料、混流加工以及成型后的自動裝配。其主要組成部分如下：

1.1智能倉儲系統(tǒng)

智能倉儲系統(tǒng)主要組成部分為立體料倉、RFID系統(tǒng)、AGV小車組成。

立體料倉主要由料倉、堆垛機、出入庫皮帶、電氣控制柜、WMS倉儲管理軟件等組成，可以實現(xiàn)多層存放貨物的功能。

AGV小車裝備有電磁或光學自動導引裝置，按照規(guī)定的導引路徑，把物料輸送到相應的位置，可以在各個工位穿梭往復，并且具有保護及自動報警功能。

1.2SCARA工業(yè)機器人

本智能生產(chǎn)線選用華數(shù)HSR-JR系列六軸工業(yè)機器人，其主要功能包括上料臺取料，（上料臺把VGA小車運輸過來的物料放到定位臺后，工業(yè)機器人將物料搬運到指定舉升位置）;物料抓取及搬運、五軸加工中心上料。

機器人性能參數(shù)主要包括工作空間、機器人負載、機器人運動速度、機器人最大動作范圍和重復定位精度。

1.3加工系統(tǒng)

本智能產(chǎn)線的加工系統(tǒng)由數(shù)控車床、鉆攻中心、三軸加工中心、五軸加工中心組成。加工機床配備華數(shù)8型數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控車床的功能是車外圓，機器人將圓形工件放入數(shù)控車床加工，車床結束后，自動門打開，機器人進入，抓取工件送入頂升機構的料盤;

1.4物料輸送系統(tǒng)

物料輸送系統(tǒng)主要由倍速鏈輸送線和工位頂升機構組成。本智能制造生產(chǎn)線采用的是雙層倍速鏈，當某個工位的加工、裝配時間沖突時，托盤可以在雙層倍速鏈間流轉。

工位頂升機構負責將倍速鏈上傳送到某一工位的料盤進行識別，完成識別后，將此工位的料盤頂升，由工業(yè)機械臂將工件進行抓取，抓取完畢后送至加工系統(tǒng)。

1.5裝配系統(tǒng)

裝配系統(tǒng)主要由打碼機及掃描儀、清洗機、裝配臺等組成，將加工完成的四個零件進行清洗，采用掃碼機進行打碼，清洗，最后在裝配臺進行裝配完成。

2智能制造生產(chǎn)線的總控系統(tǒng)

智能制造生產(chǎn)線的總控系統(tǒng)，是智能工廠的核心，總控系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性、可靠性決定著智能工廠的“智慧程度”。本智能制造產(chǎn)線的功能只要包括：設備參數(shù)的采集、產(chǎn)線運行狀態(tài)的顯示、運行過程中的監(jiān)控、射頻系統(tǒng)的識別、云數(shù)控系統(tǒng)的運行與維護。結合CCD在線檢測系統(tǒng)，可以實時獲得加工設備的加工信息。

智能產(chǎn)線的制造執(zhí)行系統(tǒng)MES和智能產(chǎn)線PLC系統(tǒng)的結合，是提高產(chǎn)線運行效率的核心保障。本智能產(chǎn)線的PLC負責整個產(chǎn)線的邏輯動作控制、機床、機器人、在線檢測系統(tǒng)、數(shù)字化立體料倉的生產(chǎn)協(xié)調控制。本智能生產(chǎn)線采用華中數(shù)控系統(tǒng)PLC編程軟件。

智能產(chǎn)線的網(wǎng)絡通訊模塊主要負責將離散的CNC、PLC、RFID、在線檢測系統(tǒng)等進行組網(wǎng)，實現(xiàn)產(chǎn)線總控及智能化制造系統(tǒng)與設備之間的集中控制與網(wǎng)絡化管理。

3智能制造生產(chǎn)線的運行與管控

3.1實時通信

本智能制造生產(chǎn)線融合數(shù)字雙胞胎、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術，著力提高加工系統(tǒng)的加工效率，努力提升機床的智能化管理，通過人與機械的感知、機械與機械之間的感知、人與環(huán)境之間的感知，從而達到“萬物互聯(lián)”的一種狀態(tài)。

數(shù)字雙胞胎技術是智能制造的關鍵點，其核心是建模與虛擬仿真分析，利用數(shù)字雙胞胎技術，不僅可以監(jiān)測智能產(chǎn)線的現(xiàn)行運行狀態(tài)，還可以以這些運行數(shù)據(jù)為基礎，進行預測分析。

3.2智能排障

本智能產(chǎn)線的CCD在線檢測系統(tǒng)，在生產(chǎn)和裝備裝配過程，可以自動進行數(shù)據(jù)采集，通過數(shù)據(jù)的實時傳輸，可以顯示實時的生產(chǎn)狀態(tài)，借助機器視覺識別，快速掃描產(chǎn)品質量，提高檢驗的效率。

3.3精準決策

MES是對產(chǎn)線數(shù)字化、自動化、網(wǎng)絡化生產(chǎn)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，引進MES與總控系統(tǒng)的有機結合，控制方式更靈活、優(yōu)化了倉儲系統(tǒng)，從產(chǎn)品訂單、生產(chǎn)過程到產(chǎn)品的裝配運輸全過程，整個過程控制更智能、更綠色，控制方式更靈活、產(chǎn)品的質量問題可以及時追溯、操作者和管理者只需坐在控制臺，就可以云監(jiān)控整條生產(chǎn)線的運行狀況。

數(shù)字雙胞胎技術的運用，也可以為產(chǎn)線的運行提供決策支持，有助于實現(xiàn)人與機器、人與系統(tǒng)的有機融合。

4結語

綜上所述，智能制造生產(chǎn)線由智能化的產(chǎn)品、智能化的設備、互聯(lián)的生產(chǎn)車間、解放雙手的勞動者和控制系統(tǒng)組成。智能制造生產(chǎn)線的有效運行和智能管控，關乎生產(chǎn)過程的柔性化、個性化和定制化。

參考文獻

[1]李睿.智能化工廠設計思路初探[J].自動化與儀器儀表.2019（S1）：33-36

作者簡介：劉偉蓮（1981.06-），女，漢族，河北晉州人，講師，碩士研究生，研究方向：從事目標探測與識別研究。