《先進(jìn)制造技術(shù)（第2版）》 課件 第六章-先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用案例

第六章先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用案例6.1智能工廠及智能制造系統(tǒng)

一、智能工廠智能工廠是以打通企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營全部流程為著眼點(diǎn)，充分利用自動化技術(shù)和信息技術(shù)交互融合等新一輪技術(shù)革命帶來的新的解決方案，通過數(shù)據(jù)互通、柔性制造、人機(jī)交互、復(fù)雜系統(tǒng)及信息分析等手段，實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到銷售，從設(shè)備控制到企業(yè)資源管理所有環(huán)節(jié)的信息快速交換、傳遞、存儲、處理和無縫智能化集成。6.1智能工廠及智能制造系統(tǒng)

一、智能工廠智能工廠具有以下特征：1.信息基礎(chǔ)設(shè)施高度互聯(lián)，包括生產(chǎn)設(shè)備、機(jī)器人、操作人員、物料和成品。2.制造過程數(shù)據(jù)具備實(shí)時性，生產(chǎn)數(shù)據(jù)具有平穩(wěn)的節(jié)拍和到達(dá)流，數(shù)據(jù)的存儲與處理也具有實(shí)時性。3.可以利用存儲的數(shù)據(jù)從事數(shù)據(jù)挖掘分析，有自我學(xué)習(xí)、自行維護(hù)的能力，還可以改善不優(yōu)化的制造工藝過程，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器的相互協(xié)調(diào)合作。6.1智能工廠及智能制造系統(tǒng)

一、智能工廠智能工廠的核心是智能設(shè)備的互聯(lián)，通過網(wǎng)絡(luò)把生產(chǎn)設(shè)備、機(jī)器人、生產(chǎn)線、物料、供應(yīng)商、產(chǎn)品和客戶緊密地聯(lián)系在一起。智能設(shè)備或終端通過CPS構(gòu)成一個智能網(wǎng)絡(luò)，使人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器、服務(wù)與服務(wù)之間能夠形成一個互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)橫向、縱向和端到端的高度集成。6.1智能工廠及智能制造系統(tǒng)

二、智能制造系統(tǒng)智能制造是基于先進(jìn)制造技術(shù)與新一代信息技術(shù)的深度融合，其本質(zhì)是先進(jìn)制造。智能制造系統(tǒng)（IntelligentManufacturingSystem，IMS）是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中以一種高度柔性與集成的方式，借助計(jì)算機(jī)模擬人類專家的智能活動，進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策，從而取代或者延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動，并收集、存貯、完善、共享、繼承和發(fā)展人類專家的制造智能。6.1智能工廠及智能制造系統(tǒng)

二、智能制造系統(tǒng)2022年1月工業(yè)和信息化部、國家標(biāo)準(zhǔn)委聯(lián)合印發(fā)了《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》（2021版），《指南》指出，智能制造系統(tǒng)架構(gòu)從生命周期、系統(tǒng)層級和智能特征等3個維度對智能制造所涉及的要素、裝備、活動等內(nèi)容進(jìn)行描述，主要用于明確智能制造的標(biāo)準(zhǔn)化對象和范圍。6.1智能工廠及智能制造系統(tǒng)

二、智能制造系統(tǒng)1）生命周期生命周期涵蓋從產(chǎn)品原型研發(fā)開始到產(chǎn)品回收再制造的各個階段，包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、銷售、服務(wù)等一系列相互聯(lián)系的價(jià)值創(chuàng)造活動。2）系統(tǒng)層級系統(tǒng)層級是指與企業(yè)生產(chǎn)活動相關(guān)的組織結(jié)構(gòu)的層級劃分，包括設(shè)備層、單元層、車間層、企業(yè)層和協(xié)同層。3）智能特征智能特征是指制造活動具有的自感知、自決策、自執(zhí)行、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)之類功能的表征，包括資源要素、互聯(lián)互通、融合共享、系統(tǒng)集成、新興業(yè)態(tài)等5層智能化要求。6.1智能工廠及智能制造系統(tǒng)

二、智能制造系統(tǒng)智能制造作為新一代信息技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)深度融合的產(chǎn)物，相關(guān)范式的誕生和演變發(fā)展與數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的特征緊密聯(lián)系。數(shù)字化是指將物理世界的信息轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能理解的信息；網(wǎng)絡(luò)化是指將數(shù)字化信息通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸和共享，網(wǎng)絡(luò)的終端可以是人，也可以是物；智能化是指在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)上，深度處理和利用信息，實(shí)現(xiàn)制造過程的智能研發(fā)、生產(chǎn)、制造、控制等。智能制造三個范式

一、系統(tǒng)方案介紹6.2基于工業(yè)視覺的印刷電路板質(zhì)量檢測系統(tǒng)

二、相機(jī)光源選擇6.2基于工業(yè)視覺的印刷電路板質(zhì)量檢測系統(tǒng)

三、圖像檢測要點(diǎn)6.2基于工業(yè)視覺的印刷電路板質(zhì)量檢測系統(tǒng)棋盤標(biāo)定界面

N點(diǎn)標(biāo)定法

三、圖像檢測要點(diǎn)6.2基于工業(yè)視覺的印刷電路板質(zhì)量檢測系統(tǒng)欲擬合的線段及擬合的基準(zhǔn)線

四、系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)6.2基于工業(yè)視覺的印刷電路板質(zhì)量檢測系統(tǒng)6.3自動導(dǎo)引小車的物料搬運(yùn)功能

一、AGV介紹AGV是自動導(dǎo)引小車（AutomaticGuidedVehicle）的簡稱，是一種能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，在車體上具有編程和停車選擇裝置、安全保護(hù)裝置以及各種物料移載功能的搬運(yùn)車輛。6.3自動導(dǎo)引小車的物料搬運(yùn)功能

二、AGV的組成（1）車體車體由車架和相應(yīng)的機(jī)械裝置所組成，是AGV的基礎(chǔ)部分，是其他總成部件的安裝基礎(chǔ)。（2）蓄電池和充電裝置AGV常用24V或48V直流蓄電池為動力。蓄電池供電一般應(yīng)保證連續(xù)工作8h以上。（3）驅(qū)動裝置

AGV的驅(qū)動裝置由車輪、減速器、制動器、驅(qū)動電機(jī)及速度控制器等部分組成，它是控制AGV正常運(yùn)行的裝置。（4）導(dǎo)向裝置導(dǎo)向裝置接收導(dǎo)引系統(tǒng)的方向信息，通過轉(zhuǎn)向裝置來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向動作。（5）車上控制器車上控制器接收控制中心的指令并執(zhí)行相應(yīng)的指令，同時將本身的狀態(tài)（如位置、速度等）及時反饋給控制中心。6.3自動導(dǎo)引小車的物料搬運(yùn)功能

二、AGV的組成（6）通信裝置通信裝置實(shí)現(xiàn)AGV與地面控制站及地面監(jiān)控設(shè)備之間的信息交換。（7）安全保護(hù)裝置安全保護(hù)裝置包括對AGV本身的保護(hù)、對人或其他設(shè)備的保護(hù)等方面，包含主動安全保護(hù)裝置、被動安全保護(hù)裝置。（8）移載裝置移載裝置與所搬運(yùn)貨物直接接觸，實(shí)現(xiàn)貨物轉(zhuǎn)載的裝置。（9）信息傳輸和處理裝置信息傳輸和處理裝置主要功能是對AGV進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)控AGV所處的地面狀態(tài)，并與地面控制站實(shí)時進(jìn)行信息傳遞。6.3自動導(dǎo)引小車的物料搬運(yùn)功能

三、AGV的幾種導(dǎo)引方式（1）電磁導(dǎo)引在AGV的運(yùn)行路線下面埋設(shè)導(dǎo)向電線1，通以3-10KHZ的低壓、低頻電流，該交流電信號沿電線周圍產(chǎn)生磁場，AGV上裝設(shè)的信號檢測器可以檢測到磁場的強(qiáng)弱并通過檢測回路以電壓的形式表示出來。6.3自動導(dǎo)引小車的物料搬運(yùn)功能

三、AGV的幾種導(dǎo)引方式（2）磁帶導(dǎo)引磁帶導(dǎo)引方式與電磁導(dǎo)引方式比較類似，只是把導(dǎo)引線換成了磁條。在AGV底盤放兩只對稱的磁傳感器，使其能對稱處于磁導(dǎo)引軌跡的上方。6.3自動導(dǎo)引小車的物料搬運(yùn)功能

三、AGV的幾種導(dǎo)引方式（3）激光導(dǎo)引在AGV頂部裝置一個沿360度方向按一定頻率發(fā)射激光的裝置。同時在AGV四周的一些固定位置上放置反射鏡片。當(dāng)AGV運(yùn)行時，不斷接收到至少從三個已知位置反射來的激光束，經(jīng)過簡單的幾何運(yùn)算，就可以確定AGV的準(zhǔn)確位置，并根據(jù)AGV的準(zhǔn)確位置對其進(jìn)行導(dǎo)向控制。6.3自動導(dǎo)引小車的物料搬運(yùn)功能

四、系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.3自動導(dǎo)引小車的物料搬運(yùn)功能磁導(dǎo)條信號6.3自動導(dǎo)引小車的物料搬運(yùn)功能

五、系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)6.4生產(chǎn)現(xiàn)場可視化管理系統(tǒng)的應(yīng)用

一、生產(chǎn)現(xiàn)場可視化概念生產(chǎn)現(xiàn)場可視化管理系統(tǒng)是國際流行的用于現(xiàn)代化生產(chǎn)現(xiàn)場對物料、質(zhì)量、設(shè)備監(jiān)控的自動化管理和控制系統(tǒng)，是一個柔性的自動化控制系統(tǒng)，主要用于生產(chǎn)線的協(xié)調(diào)、調(diào)度和對生產(chǎn)過程設(shè)備的監(jiān)控，以聲光信號展現(xiàn)當(dāng)前生產(chǎn)線狀態(tài)。所有控制參數(shù)都可以根據(jù)工藝要求在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上進(jìn)行靈活配置，能動態(tài)反映車間實(shí)際的生產(chǎn)情況和各設(shè)備的運(yùn)行狀況，能及時準(zhǔn)確地提示生產(chǎn)調(diào)度節(jié)點(diǎn)和指示各種故障的具體部位，能及時調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃，使生產(chǎn)管理科學(xué)化和可視化。6.4生產(chǎn)現(xiàn)場可視化管理系統(tǒng)的應(yīng)用

一、生產(chǎn)現(xiàn)場可視化概念生產(chǎn)現(xiàn)場可視化管理系統(tǒng)體系框架圖6.4生產(chǎn)現(xiàn)場可視化管理系統(tǒng)的應(yīng)用

一、生產(chǎn)現(xiàn)場可視化概念系統(tǒng)集成結(jié)構(gòu)6.4生產(chǎn)現(xiàn)場可視化管理系統(tǒng)的應(yīng)用

二、應(yīng)用示例6.5基于產(chǎn)品信息追溯的機(jī)加工自動生產(chǎn)線

一、產(chǎn)線介紹6.5基于產(chǎn)品信息追溯的機(jī)加工自動生產(chǎn)線

一、產(chǎn)線介紹6.5基于產(chǎn)品信息追溯的機(jī)加工自動生產(chǎn)線

一、產(chǎn)線介紹6.5基于產(chǎn)品信息追溯的機(jī)加工自動生產(chǎn)線

二、上位機(jī)及倉儲管理系統(tǒng)

ERP系統(tǒng)模塊維護(hù)領(lǐng)料出庫單界面6.5基于產(chǎn)品信息追溯的機(jī)加工自動生產(chǎn)線

二、上位機(jī)及倉儲管理系統(tǒng)

MES系統(tǒng)設(shè)備管理界面6.5基于產(chǎn)品信息追溯的機(jī)加工自動生產(chǎn)線

二、上位機(jī)及倉儲管理系統(tǒng)入庫/出庫歷史紀(jì)錄領(lǐng)料出庫單6.5基于產(chǎn)品信息追溯的機(jī)加工自動生產(chǎn)線

三、物料配送AGV與立體倉庫成品入庫輥道對接在毛坯超市入口校驗(yàn)物料信息6.5基于產(chǎn)品信息追溯的機(jī)加工自動生產(chǎn)線

四、產(chǎn)品信息追溯加工件進(jìn)入下一工序動作跟蹤MES對物料的管理信息6.5基于產(chǎn)