CN116871887A - 一种智能制造平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能制造平台，属于智能制造技术领域。该技术方案以智能制造技术推广应用实际与发展需求为设计依据，按照设备自动化、生产精益化、管理信息化、人工高效化的构建理念，将数控加工设备、工业机器人、检测设备、数据信息采集管控设备等典型加工制造设备，集成为智能制造单元硬件系统，结合数字化设计技术、智能化控制技术、高效加工技术、工业物联网技术、RFID数字信息技术等软件的综合运用，构成智能制造平台。该平台具备零件数字化设计和工艺规划、加工过程实时制造数据采集、加工过程自动化、基于RFID加工状态可追溯以及加工柔性化等功能。本发明不仅自动化程度更高，而且硬件设备实现了系统化运行，从而提升了整体生产能力。

Description

一种智能制造平台

技术领域

本发明涉及智能制造技术领域，具体涉及一种智能制造平台。

背景技术

智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。智能制造平台是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化的概念更新，扩展到柔性化、智能化和高度集成化。

一般而言，制造系统在概念上认为是一个复杂的相互关联的子系统的整体集成，从制造系统的功能角度，可将智能制造系统细分为设计、计划、生产和系统活动四个子系统。在设计子系统中，智能制造突出了产品的概念设计过程中消费需求的影响；功能设计关注了产品可制造性、可装配性和可维护及保障性。另外，模拟测试也广泛应用智能技术。在计划子系统中，数据库构造将从简单信息型发展到知识密集型。在排序和制造资源计划管理中，模糊推理等多类的专家系统将集成应用；智能制造的生产系统将是自治或半自治系统。在监测生产过程、生产状态获取和故障诊断、检验装配中，将广泛应用智能技术；从系统活动角度，神经网络技术在系统控制中已开始应用，同时应用分布技术和多元代理技术、全能技术，并采用开放式系统结构，使系统活动并行，解决系统集成。由此可见，智能制造理念建立在自组织、分布自治和社会生态学机理上，目的是通过设备柔性和计算机人工智能控制，自动地完成设计、加工、控制管理过程，旨在解决适应高度变化环境的制造的有效性。目前，常规智能制造系统虽然已经实现了一定程度的自动化和智能化，但其自动化程度仍然交底，而且在系统化运行效率、智能决策水平以及整体生产能力等方面都有待改善。

发明内容

本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种智能制造平台，以解决常规智能制造系统在自动化程度、系统化运行效率、智能决策水平、整体生产能力等方面有待提升的技术问题。

为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种智能制造平台，包括数控车床，加工中心，高速加工中心，工业机器人，夹具，快换夹具工作台，工业机器人导轨，三坐标测量仪，清洗烘干机，打标机，AGV小车，立体仓库，中央电气控制系统，MES系统，可视化系统，显示终端。

作为优选，所述数控车床设有自动门，由数控系统控制安全门的自动开闭；机床内部配置自动吹扫管。

作为优选，所述加工中心为三轴加工中心，所述加工中心设置有自动门、系统网络、IO通讯模块、电气化模块、摄像头。

作为优选，所述高速加工中心为五轴加工中心，所述高速加工中心的工作台为直驱类型，A/C轴锁紧方式为气动；所述高速加工中心的主轴为电主轴，配有刚性攻丝功能；所述高速加工中心的刀库型式为伞形。

作为优选，所述工业机器人为双旋机器人，有效负载25KG，有效工作半径1849.5mm；所述工业机器人的手臂为中空手臂，内置线缆、气管。

作为优选，所述夹具包括气动精密平口钳和气动三爪卡盘；所述气动精密平口钳通过气液增压，钳口型式为V型；所述气动三爪卡盘的卡爪行程为4.8mm，许用压力为0.4-0.8MPa，最大夹紧力为73.2KN，最大撑紧力为46.9KN，夹紧范围为10-260mm，撑紧范围为30-280mm。

作为优选，所述工业机器人导轨配备第七轴电机和减速机，由机器人示教器直接控制。

作为优选，所述快换夹具工作台的每个位置配置手爪放置到位检测传感器；所述快换夹具工作台安装在靠近料仓侧并与机器人导轨本体固定；所述快换夹具工作台配置底板和支撑腿立于地面上，不与地面固定。

作为优选，所述清洗烘干机设有清洗烘干机本体、料盘输送线、桁架机器人、PLC电气控制系统。

作为优选，所述三坐标测量仪采用全合金铝三角梁框架结构，长轴导轨采用整体燕尾型导轨，三轴均采用同步带驱动，三轴均采用镀金光栅尺，三轴均采用空气轴承，Z轴采用可调气动平衡，电机远程放置。

本发明公开了一种智能制造平台。该技术方案以智能制造技术推广应用实际与发展需求为设计依据，按照设备自动化、生产精益化、管理信息化、人工高效化的构建理念，将数控加工设备、工业机器人、检测设备、数据信息采集管控设备等典型加工制造设备，集成为智能制造单元硬件系统，结合数字化设计技术、智能化控制技术、高效加工技术、工业物联网技术、RFID数字信息技术等软件的综合运用，构成智能制造平台。该平台具备零件数字化设计和工艺规划、加工过程实时制造数据采集、加工过程自动化、基于RFID加工状态可追溯以及加工柔性化等功能。本发明不仅自动化程度更高，而且硬件设备实现了系统化运行，从而提升了整体生产能力，具体突出的技术优势。

附图说明

图1是本发明的立体布局模式图。

图2是本发明的平面布局模式图。

图3是本发明中高速五轴加工中心的外形图。

图4是本发明中气液增压平口钳的外形图。

图5是本发明中气动三爪卡盘的外形图。

图6是本发明中工业机器人的外形图。

图7是本发明中工业机器人从一个视角观察的参数图。

图8是本发明中工业机器人从另一视角观察的参数图。

图9是本发明中机器人第七轴导轨的外形图。

图10是本发明中机器人侧快换的构造图。

图11是本发明中夹具侧快换的构造图。

图12是本发明中快换夹具工作台的构造图。

图13是本发明中清洗烘干机的构造图。

图14是本发明中三坐标测量仪的外形图。

图15是本发明中打标机的外形图。

图16是本发明中AGV小车的外形图。

图17是本发明中立体仓库从两视角观察的外形图。

图18是本发明中总控电柜的外形图。

图19是本发明中安全光栅的外形图。

图20是本发明中的排程管理界面图。

图21是本发明中的设备管理界面图。

图22是本发明中的测量刀补界面图。

图23是本发明中的系统设置界面图。

图24是本发明中的任务管理界面图。

图25是本发明中的轮廓提取界面图。

图26是本发明中的工艺参数优化软件原理图。

图27是本发明中Afo-Milling软件主界面各部分名称图。

图28是本发明中数控云管家的简要通信关系图。

图29是本发明中数控云管家的一幅界面图。

图30是本发明中数控云管家的另一幅界面图。

图31是本发明中云管家APP的界面图。

图32是本发明运行过程中的产线流程图。

具体实施方式

以下将对本发明的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。以下实施例中所使用的近似性语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。除有定义外，以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。

一种智能制造平台，其基本组成包括：数控车床、加工中心(三轴)、高速加工中心(五轴)、工业机器人及夹具、快换夹具工作台、工业机器人导轨、三坐标测量仪、清洗烘干机、打标机、AGV小车、立体仓库、中央电气控制系统、MES系统和可视化系统及显示终端等。其布局规划如图1、图2所示。

主要硬件设备清单如以下表1所示：

表1主要硬件设备清单

主要软件设备清单如以下表2所示：

表2主要软件设备清单

硬件介绍：

1、数控车床

1)功能介绍

本系统采用数控车床一台，整机具备功能齐全，配备华数8型数控系统，加工效率高，稳定性好，强度高，各项精度稳定可靠。

数控车床安全门需由手动门改装为自动门，由数控系统控制安全门的自动开闭。机床内部配置自动吹扫管，在加工一个工件完毕后可以对加工的工件、卡盘进行吹扫，避免加工产生的金属屑粘附在工件、卡盘上，影响装夹精度。

2、加工中心(三轴)

本系统采用加工中心一台(提供具备加工能力完好的机床且满足中间轴、上板和下的加工需求)，配备华数8型数控系统。

机床需进行自动化改造(自动门、系统网络、IO通讯、电气化改造、摄像头等)。

3、加工中心(五轴)

本系统采用智能高速五轴一台，整机具备功能齐全，配备华数8型数控系统，加工效率高，稳定性好，强度高，各项精度稳定可靠。其外形如图3所示。

其参数配置如以下表3所示：

表3高速五轴加工中心参数配置表

4、气动精密平口钳

1)规格：中国台湾鹰牌VMC-5P。

2)工作原理：气液增压。

3)气源压力：0.5～0.7MPa。

4)最大夹紧力：5000KgF(可调)。

5)兼容φ35和φ68两款产品。

6)钳口型式：V型,夹持直径范围Φ30-Φ40、Φ55-Φ70mm。

其外形如图4所示。

5、气动三爪卡盘

1、卡爪行程(直径)4.8mm，许用压力0.4-0.8MPa，理论最大夹紧力73.2KN(0.8MPa),理论最大撑紧力46.9KN(0.8MPa)；

2、夹紧范围10-260，撑紧范围30-280。其外形如图5所示。

6、工业机器人

HSR-BR625作为双旋机器人里的大负载产品，有效负载高达25KG，有效工作半径达1849.5mm，同时满足高负载长工作半径的双重要求，超长臂展，大负载灵活作业，保证全方位检测，无作业盲点，加之灵活的双旋结构设计，可实现规避小空间限制，真正的达到提高产品品质的目的。BR625操作简易、低功耗，可实现快速部署，中空手臂的设计，内置线缆、气管，可使作业环境更整洁安全。BR625尤其适用于装配、上下料、搬运、冲压、密集排布钻工中心等配置，性价比非常高。其外形如图6所示。

工业机器人的参数如以下表4所示。

表4工业机器人参数

工业机器人的参数图如图7、图8所示。

7、工业机器人导轨

机器人导轨配套机器人使用，配备第七轴电机和减速机，由机器人示教器直接控制采，可扩大机器人的活动范围。其外形如图9所示。

8、机器人夹具

(1)手爪采用快换夹持系统，由1套机器人侧快换和5套夹具侧快换组成，实现5种机器人手爪的快速更换；

(2)机器人侧快换装置具备握紧、松开、有无料检测功能，并具备良好的气密性；

(3)手爪安装扩散反射型光电开关，可检测机器人手爪有无抓取工件状态(有工件/无工件)；

(4)手爪上安装RFID一体式读写器，可读写加工信息和加工状态。

机器人侧快换的构造如图10所示，夹具侧快换的构造如图11所示。

9、工业机器人快换工作台

(1)快换夹具工作台满足5款手爪的放置功能，每个位置配置手爪放置到位检测传感器；

(2)快换夹具工作台安装在靠近料仓侧并与机器人导轨本体固定；

(3)快换夹具工作台配置大底板和支撑腿立于地面上，不与地面固定；机器人快换夹具工作台示意图如图12所示。

10、清洗烘干机

该专机将清洗机、机械手、输送线等整合，能够实现料盘的自动输送、工件清洗和烘干等工序；其构造如图13所示。

a、清洗烘干机：

1)槽体材质：不锈钢SUS304镜面板，板材厚度：2mm；

2)槽体加热：采用不锈钢发热线，功率：2.5KW；

3)水泵：65W，具有循环过滤，流量可手动调节；

4)过滤器：不锈钢篮式精密过滤器SBL/25-10SA，过滤精度25U；

5)排水：槽底部设3/4”排水口，安装手动球阀；

6)槽体结构：槽体底部做成倾斜式，便于排尽槽内液体，自带进出排液阀；

7)槽体液位保护：采用内置式磁性液位开关控制，当槽内液体未能满足工作需要时，加热器、超声波因缺液而无法工作，并能声光报警提示补液；

8)槽体材料：槽体4周、底部分别外包保温材料，厚度：10mm，用于节能保温；

9)超声波震头：换能器功率：50w/个，频率：40KHZ；

10)超声波激发器：采用电子信号线路，GAW电子信号发生、MOS管推动放大线路；设有适合产品清洗需要的专用的高效扫频线路以增强超声清洗效果，并可根据实际清洗需要调整扫频幅度；

11)工装要求：带工件工装和独立的电控箱，能够独立清洗，更换工位；

12)超声波总功率：300W；超声波频率：40KHZ；清洗槽加热功率：2.5KW；

13)清洗经过机床加工后的附着切削液、加工屑、油污等；

14)具备烘干功能，热风吹扫烘干工件，热风温度可调；

15)清洗机具备防护罩，清洗液不能飞溅污染场地及周边其他设备；

16)清洗液要求无毒无味；

17)清洗机可与机器人配合自动化工作；

18)清洗机清洗产品定位需根据实际工件工装设计；

19)清洗工装要求:清洗机的工装每个工位有检测工件有无的传感器，并能够进行信号交互。

b、料盘输送线：

1)可使用料盘尺寸宽度：400mm；

2)输送带形式为：双同步带方式，载体质量：10kg；

3)输送线具本料盘定位功能；

4)输送线保持力矩2.3NM；

5)定位机构使用气压0.5～0.7MPa；

6)输送线形状为U型，含顶升移载机构和挡停定位机构；

7)组成U型输送线的三段输送体可独立控制，线条输送速度100mm/s-400mm/s；

8)输送线上装有RFID读写头，用于读取和写入工件信息。

c、桁架机器人

1)重复定位精度0.1mm；

2)X轴为双模组驱动，有效负载60kg，行程1500mm，最大速度：500mm/s，最大扭矩：15NM,采用伺服驱动；

3)Y轴模组有效负载约30kg，行程1000mm，最大速度：500mm/s，最大扭矩：15NM,采用伺服驱动；

4)Z轴模组有效负载约15kg，行程500mm，最大速度：500mm/s，最大扭矩：15NM，采用伺服驱动带抱闸；

5)机械手末端配置夹具，夹具根据产品定制。

d、PLC电气控制系统

1)集成PROFINET接口能够与其他设备通信：编程设备、HMI设备、其他SIMATIC控制器；

2)支持以下协议：TCP/IP、ISO-on-TCP、S7通信(服务器)；

3)采用公开的用户通信和分布式I/O指令，能够与其他的CPU、PROFINET I/0设备、使用标准的TCP通信协议的设备通信，遵循RS485/422技术规范；

4)支持扩展125kb工作存储器/4MB负载存储器，可用专用SD卡扩展；

5)信号模块扩展：支持8个信号模块；

6)信号扩展：支持1块信号板；

7)通信模块扩展：支持扩展通信模块；

8)通信：2个端口。以太网通信；

9)支持连接数：3个用于HMI、8个用于客户端、1个用于编程设备、8个用于用户程序中以太网命令、3个用于服务器GET/PUT；

10)通讯：Modbus TCP/IP；

11)配线接口：快插；

12)配置有工业交换机；

11、三坐标测量仪

Pioneer款三坐标测量仪主要用于几何元素测量；空间几何尺寸检测；形位公差测量与误差分析；CAD数模导入导出。其外形如图14所示。

主要机器参数：

测量行程：X≥600mm、Y≥800mm、Z≥600mm。

机器精度：根据ISO-10360-2标准。

长度测量最大允许示值精度：MPEE≤(2.5+3.3L/1000)μm

最大允许探测精度：MPEP≤2.7μm

三维最大速度：520mm/s。

三维最大加速度：1730mm/s²。

工作台承重：≥300kg。

设备尺寸Lx*Ly*Lz：1150*1623*2638mm。

机器结构要求：

1)全合金铝精密三角梁框架结构，采用了先进的表面阳极化挤压合金铝制造工艺，具备良好的刚性，并降低了整机的重心，从而提高了测量的精度和运动稳定性。

2)长轴导轨采用整体燕尾型导轨，长轴导轨不得裸露，不得高于测量平台平面。

3)三轴均采用同步带驱动，结构紧凑、不打滑、速度快、噪音低、易维护。

4)三轴均采用海德汉高分辨率镀金光栅尺，其热膨胀系数的准确度及均匀性经PTB认证(提供证书)，分辨率≤0.008μm，装配时，一端固定，另一端可随温度变化自由伸缩。

5)三轴均采用空气轴承，完全消除摩擦力和磨损的影响，对灰尘具备不敏感性。

6)Z轴采用可调气动平衡，运动平稳；并可在紧急情况下自动制动，保证安全。

7)电机远程放置减少移动质量，提高速度，也避免电机发热对机器性能的影响。

控制系统要求：

1)全新的数字式运动控制系统，具有更精确和应对更为复杂工件的检测能力。

2)带有三轴联动功能的便携式操纵盒,单摇杆结构，可以与测量软件实现通讯。

3)独特的飞行特性减少了运动中的停顿和拐角，确保测量机工作效率及运行的稳定性。

4)控制系统应具有各种紧急保护功能，含测头防撞保护、停电延时保护、电压波动保护、误操作保护等。

5)具备远程诊断功能，更加快捷和有效进行故障诊断和修复，大大节省用户等待时间。

设备工作条件：

1)电源：220V±10％，50Hz±1％。

2)电流：15A。

3)最大耗电量：1500VA。

4)环境温度：18℃～24℃，温度变化梯度：≤1℃/小时，≤1℃/米，≤2℃/24h

5)相对湿度：25％～75％

6)气源：压力不小于6bar(0.6Mpa)，不大于7.9bar(0.79Mpa)清洁干燥。

7)耗气量：不大于90NL/min(1.5dm3/s)

探测系统要求：

测头系统配置国际顶级的高精度的触发式测头及全自动分度测座，测座可配置200毫米以上加长杆。

配置3工位自动测针更换架系统。

配置不低于15件的测针组。

软件系统要求：

1)手动特征的智能识别，根据测量点位自动计算测量特征的类型(点、线、平面、圆、圆柱、圆锥、球、圆环、圆槽、方槽等等)。

2)遵循国际GD&T评价标准。

3)提供功能强大的形位公差的评价，包括：直线度、平面度、圆度、圆柱度、圆锥度以及各种复杂曲面的轮廓度等。相对基准几何要素位置度的评价：平行度、垂直度、角度、对称度、位置度、同轴度、同心度、轴向跳动、径向跳动、轴向全跳动、径向全跳动。

4)软件通过PTB认证。

5)支持多种格式CAD文件导入，如IGES、STEP等格式的通用CAD文件。

12、打标机

设备型号：WH-GYG-N1，其外形如图15所示。

激光打标机由激光器、高速扫描振镜系统、打标控制卡、专用打标软件等部分构成。激光器具有高效率、长寿命、免维护等优势。本机器性能稳定、操控简便；结构紧凑，.广泛适用于通讯、汽车配件、金属ABS，塑胶喷漆后镭雕，铅质材料、IC/PCB板、电子、电脑、钟表及礼品等行业。

WH-GYG-N1系列产品的多项创新技术为用户带来无比卓越的系统性能

1)全封闭激光腔体设计，防尘不结霜。寿命长，故障率低；

2)创新全屏蔽激光外腔设计，无引线外露，适合工业生产环境，抗干扰；

3)全风冷散热，控制精度高，激光稳定性好，室温下24小时连续运转；

4)新型激光源，小电流供电，激光器使用寿命长；

5)人性化化结构设计，方便系统集成和设备维护；

6)强大用户应用软件，友好界面，功能齐备，免费升级；

7)国际品牌，一流技术，良好的全球技术支持服务。

8)软件识别的格式分别为：ai/pit/dxf/dst/svg/nc/jpc/dot

新一代的高速数据处理器配合全新升级的控制软件，实现从加工图形信号的精密生成到标记控制信号的高速实时处理，开创业界高端应用的典范。

1)支持点阵和矢量标记方式

2)支持商用和工程绘图软件生成的文件格式；

3)丰富的图形编辑功能；

4)强大的圆形和文字编辑功能

5)全方位支持世界各国文字的字体和编辑；

6)直接调用Type、True Type、AFM、CID、CFF、SFNT、PRF等字体；

7)标记任务可以任意分解，自由排列，组合，调整大小；

8)图形合并处理功能；

导入和导出文件：

1)导入文件支持PLT和DXF文件；

2)支持位图文件；

通用和专用条形码、二维码：

1)支持标准工业码、2/5码、ASCII码、128码、EAN13码；

2)EAN8码、UPCA、UPCE码的标记；

3)支持DATAMATRIX、Qr码、PDF417码、16K码；

4)码型比例的任意调整实现最高的读出比例和效率。

N1系列产品应用特点：

产品具有短脉冲、光束质量优异、高精度、高峰值功率、高调制频率等特点。因此在金属或金属镀层等材料表面的加工应用上能显著减少热融与烧灼效应，达到完美的标记效果，同时适用于非金属材料，如ABS、PC、PES、PVC、聚碳酸酯等等。

目前，该系列产品已广泛地应用于电子、电脑周边、通信、电器、钟表、眼镜、首饰、礼品、仪表仪器、商标标牌、汽车制造、轮船制造和航天航空业等众多行业的产品表面的文字、符号等标记及微加工处理。

产品主要配置参数和技术参数如以下表5、表6所示。

表5产品主要配置参数

表6产品主要技术参数

13、AGV小车

导航方式2D激光SLAM+视觉+IMU

机身尺寸本体841*540mm(L*W)，滚筒载具900*540mm，对接高度740mm

载具类型滚筒式

额定载重400KG

驱动方式双轮差速驱动

充电方式支持自动/手动充电

电池容量48V/31Ah磷酸铁锂电池

充电时长2小时

电池寿命≥1500次循环

通信方式WIFI

扩展接口USB2.0*2/PLC。

其外形如图16所示。

14、立体仓库

立体料仓是智能产线的物料存储单元，融合了RFID系统，实现智能立体料仓的智能化管理。该立体料仓各区每个仓位均安装有感应开关，能够感应仓位是否有物料存在，同时总控相互交互信号，实现库位的监控和管理。其外形如图17所示。

15、可视化系统及显示终端

1)功能介绍：实时呈现加工中心、数控车床的运行状态，工件加工情况(加工前、加工中、加工后)、加工效果(合格、不合格)，加工日志，数据统计等。

2)显示终端参数要求：

(1)总终端显示采用1台55英寸；

(2)库位终端、加工过程显示终端采用2台40英寸显示器。

16、总控电柜

1)智能产线PLC电柜包含PLC电气控制及I/O通讯系统，主要负责周边设备及机器人控制，实现智能制造单元的流程和逻辑总控。

2)元件配置要求：

(1)主控PLC采用西门子S7-1215，支持Modbus TCP/IP通信协议，并配置16路输入和16路输出模块；

(2)配有16口工业交换机；

(3)外部配线接口采用航空插头，方便设备拆装移动；

(4)人机界面采用西门子TP900精智面板；

(5)PLC总控柜外形尺寸：650mmx420mmx980mm。

总控电柜的外形如图18所示。

17、RFID读写器及RFID芯片

1)RFID读写器采用高频一体式读写头,装在机器人夹具上。

2)RFID标签共30个，其中放置在仓位上24个(4×6)，6个放置在方料托盘便于信息跟踪及追溯；

RFID读写头和芯片参数如以下表7所示。

表7RFID读写头和芯片参数

18、编程和设计工位计算机

计算机配置如下：

1)处理器：≥i5；

2)内存：≥8GB；

3)硬盘：≥500GB可用空间；

4)显卡：独立显卡，显存2GB；

5)系统为windows7/10 64位版本，能流畅使用相关工程软件。

6)21.5寸液晶显示器。

19、安全光栅

安全光栅是避免人员接近移动机械的一种光电设备，可以避免人员伤亡，这类的移动机械有冲床、卷绕机、码垛机、电梯等。安全光栅可以用来代替传统的机械屏障或是其他方式的机械防护，也可以增加设备的可维修性。配合安全光栅，也可以增加机械设备(像一些半自动设备)的操作性及效率。其外形如图19所示。

软件介绍：

1、MES系统

通过产线总控系统软件，实现单加工整体资源调度，实现加工过程的全流程调度和管控。

1)排程管理

①支持多数量、多种类零件混流执行。

②支持加工程序通过网络自动下发给机床。

③支持零件返修。

④手动排程功能，根据加工需要选择手动排程，生成工件的加工工序。选手可对工件的每一道工序实行分步加工，进行上料、下料操作。

⑤自动排程功能，提供排程参数设置功能，可根据订单任务完成订单的自动加工。

⑥加工程序管理，可下发加工程序，直接通过网络将加工程序派发到机床并跟踪下发结果。

⑦可根据加工任务自动将程序下发并加载到机床。

排程管理界面如图20所示。

2)设备管理

①加工中心与车床的数控采集，采集加工中心与车床的工作状态、工作模式、轴位置、轴负载、进给、速度等实时信息；采集机床的加工程序名称运行行数信息、机床报警信息；采集机床开关门信息、卡盘状态该信息等。

②机器人数据采集，采集机器人关节位置信息、工作状态、工作模式、运行速率；采集加载工程名、加载程序名称等信息。

③料仓管理，设置物料信息包括类型、场次等；仓位能配置物料类型；仓位具备初始化功能；跟踪物料实时状态，同步物料信息给PLC和五色灯；具备料仓RFID读写功能。

④视频监控功能，设置视频监控通信参数；预览摄像头实时视频内容；捕获视频截图；显示录像机操作信息记录；

设备管理界面如图21所示。

3)测量与刀补

①获取机床刀具数量，采集机床刀具数据，包括刀长、半径、长度补偿、半径补偿的数据；

②采集在线测量数据，提供工件测量标准值、上下限值、实际值偏和差值对比表格，方便用户查看理论值和实际值偏差。

③具备测量历史记录保存功能，能查看每一个加工工件的测量数据、测量结果、测量时间等信息，便于选手分析测量数据和加工趋势，测量对象包括实测值、名义值、上偏差、下偏差等。

④提供刀补补偿功能，用户根据测量结果判断是否需要修改刀补，并将结果通过网络下传到机床。

⑤返修，提供返修功能，在加工中心加工完成后，提示用户测量结果，用户根据测量结果判断是否需要返修，如果需要返修，可修改刀补后重新启动机床进行加工。

⑥提供零件测量模板设置功能，不同零件可设置为不同模板，在执行测量时自动匹配各自的模板信息。

测量刀补界面如图22所示。

4)系统设置

①网络拓扑设置，图形化显示产线网络拓扑图，可配置设备通信参数。

②机床通信测试，通过采集卡盘、开关门、主轴转速等信息，手动派发并加载加工程序，验证机床通信是否正常。

③机器人通信测试，通过采集机器人位置信息，验证机器人通信是否正常。

④料仓通信测试，通过设置料仓的状态和五色灯，验证料仓通信是否正常。

⑤日志，记录软件的操作信息。

系统设置界面如图23所示。

5)任务管理

①可以在任务接收模块中，直接获取任务书、任务图纸等任务文件。

②可以向服务器上传答题文件材料(包括图纸、pdf格式工艺卡等文件)。

③支持共享文件传输和FTP文件传输两种方法。

任务管理界面如图24所示。

2、伺服性能优化软件

1.关联关系：

通过伺服性能优化软采集机床伺服加工数据，可进行伺服性能分析，提供伺服参数优化参考。

2.软件说明：

1)数据采样,能够提供快捷的基本数据(位置、速度、电流)采样和用户自定义数据(任意数据)采样。软件能将这些数据以时域波形或者指令域波形的方式展现。

2)测定功能,以数控系统为中心的智能化、网络化服务平台。

3)图形操作，能进行圆度测试、刚性攻丝测试和轮廓测试。

4)数据分析，软件具有绘制相应的波形曲线功能，并根据波形数据智能分析出一系列量化指标。

5)参数调整，支持在线读取数控系统参数，并能够进行参数数据调整。

6)文件导入和导出能够将采样数据进行保存，并在离线模式下导入采样数据文件，用于观察波形，对波形进行任意放大缩小操作，以此来进行数据分析。

7)图形对比，支持两个示波器文件的图形数据对比，也支持在线采集的波形跟离线保存的数据波形文件对比。轮廓提取界面如图25所示。

3、Afo-Milling(优速铣)软件

Afo-Milling(优速铣)软件通过采集加工过程中的实时数据，获得加工过程信息，建立实时数据和加工程序行之间的对应关系，基于实测数据优化进给速度，在均衡刀具切削负荷的同时，可有效、安全地提高加工效率。工艺参数优化软件原理如图26所示。

Afo-Milling软件主界面各部分名称如图27所示，下文中提到这些名称时请对照参考。

提取数控机床首件试切时的实时数据，建立公共代码与实时加工数据，优化加工代码。

支持NC代码导入及三维刀路轨迹显示，

支持当前NC代码工艺数据提取，主要提取G代码中的刀具号、行号、进给速度。提取后，将会对工艺数据进行区间划分，并显示到刀具区间显示区。

支持试切数据联网采集，软件支持实时加工数据采样，具备连接机床、采集开始、采集停止等功能。

支持优化参数及策略设置，包括功率及速度优化等。

支持区间优化功能，针对特定加工区域进行功率和速度优化。

支持一键优化、生成优化代码、校验优化代码等功能。

4、数控云管家(Web版)

华中数控云管家(iNC-Cloud)是面向数控机床用户、数控机床、系统厂商打造以数控系统为中心的智能化、网络化服务平台。享受专业、智能、安全的跟踪服务，分享制造过程中生产管理、设备维护等先进经验，从而提高企业核心竞争力。

通过数控云管家网页版，可以实现生产车间设备的远程监控。数控云管家的简要通信关系如图28所示。数控云管家的界面如图29、图30所示。

用户管理功能：提供手机号和验证码登录功能。

地图分布功能：显示设备所在地，接入设备总数量、上线设备、累计设备、注册用户、活跃用户等信息。

设备监控：

显示工厂和车间列表，并可暂时车间设备状态信息。

可展开机床详情，了解机床信息、机床档案、加工统计、报警历史等信息。

机床的加工统计功能可提供状态统计、加工件数统计、开机时间统计、报警时间显示等。

统计：

提供最近7天、半月、半年、自动义等统计时间区段选择和自动义提供车间设备运行时间排名、产量排名；

提供时间和工件统计；

提供开机率、运行时间、故障时间统计；

5、数控云管家(手机端APP)

通过智能手机、IPAD等移动终端设备联接iNC-Cloud数据中心，实现数控机床的状态监控、生产管理、设备维修的高效管理，，一机在手，随时随地进行移动工作。移动端APP针对操作工人、车间管理员、机床厂以及用户厂家，提供不同的数据访问权限，实行差异化的数据分析和可视化功能，用户无需担心数据外泄。云管家APP的界面如图31所示。

软件平台：以数控系统为中心的智能化、网络化服务平台。

汇集数控系统指令域电控实时数据，建立安全可靠、高效智能的云数据中心，通过大数据智能分析、数据可视化等技术，实现生产过程的智能监控与管理。使用移动终端，掌握车间所有信息，支持数控机床的生产状态、生产效率、产量统计、报警信息等，享受专业、智能、安全的跟踪服务，分析制造过程中生产管理、设备维护先进经验。

通过智能手机、IPAD等移动终端设备联接iNC-Cloud数据中心，实现本次采购的所有设备中的数控机床的状态监控、生产管理、设备维修的高效管理。

云管家向数控车间管理人员提供数字化和可视化的车间机床运行状态以及生产数据统计，设备开机率、设备运行状态、设备运行时间统计、车间产量统计。车间管理人员可随时随地了解车间生产信息，快捷有效进行车间生产管理。

工作流程

1、流程一：单元流程(加工的工件不到AGV小车上)

单元组成：车床+铣床+单元机器人+人社料仓+快换台+单元控制系统运行流程：人工上料到人社料仓，机器人取料到机床加工完后放回人社料仓，不影响产线运行。

2、流程二：产线流程(如图32所示)。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能制造平台，其特征在于，包括数控车床，加工中心，高速加工中心，工业机器人，夹具，快换夹具工作台，工业机器人导轨，三坐标测量仪，清洗烘干机，打标机，AGV小车，立体仓库，中央电气控制系统，MES系统，可视化系统，显示终端。

2.根据权利要求1所述的一种智能制造平台，其特征在于，所述数控车床设有自动门，由数控系统控制安全门的自动开闭；机床内部配置自动吹扫管。

3.根据权利要求1所述的一种智能制造平台，其特征在于，所述加工中心为三轴加工中心，所述加工中心设置有自动门、系统网络、IO通讯模块、电气化模块、摄像头。

4.根据权利要求1所述的一种智能制造平台，其特征在于，所述高速加工中心为五轴加工中心，所述高速加工中心的工作台为直驱类型，A/C轴锁紧方式为气动；所述高速加工中心的主轴为电主轴，配有刚性攻丝功能；所述高速加工中心的刀库型式为伞形。

5.根据权利要求1所述的一种智能制造平台，其特征在于，所述工业机器人为双旋机器人，有效负载25KG，有效工作半径1849.5mm；所述工业机器人的手臂为中空手臂，内置线缆、气管。

6.根据权利要求1所述的一种智能制造平台，其特征在于，所述夹具包括气动精密平口钳和气动三爪卡盘；所述气动精密平口钳通过气液增压，钳口型式为V型；所述气动三爪卡盘的卡爪行程为4.8mm，许用压力为0.4-0.8MPa，最大夹紧力为73.2KN，最大撑紧力为46.9KN，夹紧范围为10-260mm，撑紧范围为30-280mm。

7.根据权利要求1所述的一种智能制造平台，其特征在于，所述工业机器人导轨配备第七轴电机和减速机，由机器人示教器直接控制。

8.根据权利要求1所述的一种智能制造平台，其特征在于，所述快换夹具工作台的每个位置配置手爪放置到位检测传感器；所述快换夹具工作台安装在靠近料仓侧并与机器人导轨本体固定；所述快换夹具工作台配置底板和支撑腿立于地面上，不与地面固定。

9.根据权利要求1所述的一种智能制造平台，其特征在于，所述清洗烘干机设有清洗烘干机本体、料盘输送线、桁架机器人、PLC电气控制系统。

10.根据权利要求1所述的一种智能制造平台，其特征在于，所述三坐标测量仪采用全合金铝三角梁框架结构，长轴导轨采用整体燕尾型导轨，三轴均采用同步带驱动，三轴均采用镀金光栅尺，三轴均采用空气轴承，Z轴采用可调气动平衡，电机远程放置。