工業(yè)4.0智能制造實訓設備,工業(yè)柔性制造生產(chǎn)線實訓裝置是專門為用戶解決疑難問題的，非常具有代表性，在客戶進行產(chǎn)品選型前，我們一般建議用戶先看下工業(yè)4.0智能制造實訓設備,工業(yè)柔性制造生產(chǎn)線實訓裝置。這樣能對用戶選型有非常大的幫助。

工業(yè)4.0智能制造實訓設備,工業(yè)柔性制造生產(chǎn)線實訓裝置

一、設備簡介
工業(yè)4.0智能制造實訓設備是一款智能制造綜合教學實訓平臺，包含了智能制造中完整的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構，包括：感知設備、執(zhí)行機構、無線傳感網(wǎng)絡、有線傳感網(wǎng)絡、工業(yè)主控機構、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析平臺。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實訓平臺有五大功能模塊：總控臺、智能加工、智能裝配、智能檢測、智能倉儲、智能物流等模塊，使用了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、嵌入式、大數(shù)據(jù)、移動應用、人工智能等新興技術，模擬生產(chǎn)過程，并實施反饋各個工位及產(chǎn)品的相關數(shù)據(jù)，設備中網(wǎng)絡建設系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)、智能化控制系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)等一系列單元，通過網(wǎng)絡進行任務指令的下達，實訓整體的控制應用，具有豐富的教學、生產(chǎn)仿真、展示、對外培訓、雙創(chuàng)平臺、科普教育等用途和功能，為高校相關學科專業(yè)升級和改革提供教學、實驗和科研支撐。
n主要技術參數(shù)：
1、供電電源：AC220V 50HZ；
2、供氣氣壓：0.4-0.75MPa；
3、使用功率：約3.0KW;
4、設備尺寸：約2600*1300*1900（最高點）mm。
二、組合工作臺
控制臺整體采用鋁合金材質進行搭建，桌面為帶槽的工業(yè)鋁型材，能夠方便地保證桌面上機構的安裝，裝置下部分設計有抽屜式電控箱，方便學員控制執(zhí)行機構。
n主要技術參數(shù)
1.框架材質：鋁合金；
2.桌面：帶T槽鋁型材；
3.側封板：烤漆鈑金；
4.電控箱：抽屜式；
5.移動方式：萬向輪；
三、可開展教學實踐項目
n設備控制類
1、傳感器輸入輸出裝置接入控制應用實踐；
2、步進電機控制應用實踐；
3、伺服電機控制應用實踐
4、氣動系統(tǒng)控制應用實踐
5、模擬加工設備控制應用實踐
6、物流運輸系統(tǒng)的控制實踐
7、檢測系統(tǒng)的應用實踐
8、工業(yè)機器人的操作應用實踐
9、PLC控制器的操作變成應用實踐
10、HMI人機界面監(jiān)控應用實踐
n軟件及網(wǎng)絡類
1、設備層網(wǎng)絡建設布置應用實踐
2、設備整體控制流程規(guī)劃應用實踐
3、設備層數(shù)據(jù)采集應用實踐；
4、數(shù)據(jù)分析及顯現(xiàn)界面應用實踐；
5、網(wǎng)絡攝像視覺監(jiān)控應用實踐；
6、云端數(shù)據(jù)分析應用實踐；
7、基于云端的故障診斷應用實踐；
8、基于去端的運程調試應用實踐。
四、配套的應用單元
（1）立體倉庫單元
立體倉庫單元采用鋁型材框架結構，鋁合金工作臺面，安裝執(zhí)行機構，采用伺服電機控制雙軸堆垛機，具有4層4列存儲貨位，可以放置多件組裝主體。它作為整個系統(tǒng)中存儲原材料的主要工作站。
n主要技術參數(shù)：
1、供電電源：AC220V 5HZ;
2、整機功能約：1KW;
3、庫位數(shù)：4層4列;
4、控制器：S7-1200;
5、通訊網(wǎng)絡：PROFINET；
6、貨架材料：工業(yè)鋁型材。
（2）傳輸單元
傳輸線是一個將工件從立體倉庫運輸至加工單元、壓裝單元及裝配單元的傳輸裝置，它采用同步帶式傳動，整個輸送裝配連接多個工位，在各個工位設置了氣動阻擋裝置與檢測開關用于隨行工裝的停止定位。
n主要技術參數(shù)：
1、驅動電機：直流電機;
2、傳輸速度：3-5m/min;
3、傳輸方式：同步帶傳送；
4、定位形式：氣動阻擋及定位；
（3）RFID系統(tǒng)
RFID識別系統(tǒng)的系統(tǒng)中于識別物料的類型、加工工藝等關鍵信息。它安裝在立體倉庫及每個工作站點當中。當原材料被存入到系統(tǒng)中時，軟件系統(tǒng)在該物料的RFID電子標簽上進行了物料信息寫入。物料由立體倉庫輸出后，在每一個工位都首先進行識別，然后再根據(jù)MES系統(tǒng)中數(shù)據(jù)進行加工、搬運、檢測等相關操作。
在系統(tǒng)應用的每個工裝板上都安裝有RFID標簽，在每個加工工位物料都需要進行識讀操作，RFID讀寫器與PLC進行總線通訊并將信息通過網(wǎng)絡傳輸給服務器，實時的跟蹤物料位置信息和倉儲位置信息，做到物料、成品、半成品的可追溯性管理。
n主要技術參數(shù)：
1.功耗：約2.2W；
2.電路保護：帶極性接反保護；
3.工作頻率：13.56MHZ；
4.協(xié)議標準：ISO15693；
5.支持標簽類型：I-CODE2.I-CODE SLI；
6.讀卡距離：50mm(標準IC卡)；
7.通信接口：TCP/IP 以太網(wǎng)；
（4）模擬機床單元
該單元是結構化小型的加工銑床，該銑床本體可配合PLC實現(xiàn)銑床的數(shù)控加工工作。整套單元采用獨立桌面式設計，主控采用PLC、觸摸屏控制，單元可配合機械手或者機器人等自動化設備完成產(chǎn)品的全自動化加工生產(chǎn)工作。
n主要技術參數(shù)：
1、結構形式：模擬銑床結構;
2、驅動電機：步進電機;
3、驅動電源：DC24V;
4、控制方式：PLC控制；
5、機床夾具：氣動夾具；
（5）上下料機械手
該單元主要用于自動化設備的自動上下料工作，該桁架設備配合上位機、PLC實現(xiàn)桁架系統(tǒng)的全自動生產(chǎn)作業(yè)。整套單元采用獨立桌面式設計，主控采用PLC、觸摸屏控制，單元可配合機床等自動化設備完成產(chǎn)品的全自動化加工生產(chǎn)工作。主要是有電氣控制系統(tǒng)、桁架機械手本體、機械手夾爪、氣動控制系統(tǒng)等組成。具體組成分布如圖所示：
n工作站主要技術參數(shù):
1.使用電壓：DC24V；
2.驅動方式：步進電機；
3.控制方式: PLC控制；
4.主體結構: 龍門式；
5.軸結構:同步帶式模組；
6.運行形式：雙軸+雙工位夾爪。
（6）壓機單元
該單元主要用于自動化設備的產(chǎn)品壓裝工作，該壓力機設備配合上位機、PLC實現(xiàn)壓力機系統(tǒng)的全自動智能控制。整套單元采用獨立桌面式設計，單元可配合機器人等自動化設備完成產(chǎn)品的全自動化生產(chǎn)工作。
n主要技術參數(shù)：
1、結構形式：四立柱結構;
2、驅動電機：電機;
3、安全防護：安全光柵;
4、控制方式：PLC控制；
5、反饋數(shù)據(jù)：下壓力、速度等；
（7）工業(yè)機器人單元
使用工業(yè)機器人完成工件的智能化上下料加工作業(yè)，從而提高生產(chǎn)力，并同時縮短投入市場的時間。
機器人夾具：
設備機器人使用組合夾具實現(xiàn)產(chǎn)品抓取，組合夾具根據(jù)產(chǎn)品進行定制設計，使其能夠有效的抓取不同的工件并將工件抓取放置相對應的工位。
n主要技術參數(shù)：
1.使用氣壓：0.5~0.75Mpa；
2.類型：多種組合式結構；
3.執(zhí)行元件：氣動夾爪；
4.信號：開關量傳感器。
（8）智能移載小車
智能移載小車通輪式驅動在桌面上運行物料搬運單元，具有獨立的PLC控制系統(tǒng)和無線WIFI通訊系統(tǒng)是一個可通過調度控制實現(xiàn)傳輸線與RGV小車之間的物料轉運裝置。
n主要技術參數(shù)：
1.供電電源：24V;
2.驅動方式：輪式;
3.控制器：S7-1200 ;
4.通訊方式：WIFI;
5.頂部傳輸方式：皮帶式傳輸;
6.最大搬運負重：3kg。
（9）RGV運輸單元
項目中另一種運輸方式選用有軌RGV 運輸小車，其用于視覺檢測單元與激光打標單元工位之間的物流輸送作業(yè)，采用有軌形式、伺服電機驅動進行定位，是一個適用于快速搬運物品的輸送設備，可經(jīng)由控制系統(tǒng)實現(xiàn)小車的快速精準的在各個工位的輸送運輸和定位左右，大大的提高了運輸?shù)男�率和質量。
n主要技術參數(shù)：
1.結構形式：單軸同步帶結構;
2.驅動電機：伺服電機;
3.安全防護：行程限位開光;
4.控制方式：PLC控制；
5.反饋數(shù)據(jù)：運行速度等；
（10）視覺檢測單元
單元視覺系統(tǒng)采用是海康威視系列產(chǎn)品，系統(tǒng)支持多種操作系統(tǒng)和圖像采集硬件設備，能夠滿足機器視覺應用領域中物品形狀檢測、顏色、缺陷、OCR文字識別等應用。配備工業(yè)鏡頭、LED光源、視覺處理器等設備。
主要技術參數(shù):
1.品牌：�？低�視；
2.相素：100萬相素；
3.類型：智能相機；
4.通訊功能：TCP/IP、MODBUE-TCP、UDP；
5.功能：物品形狀檢測、顏色識別、缺陷識別、OCR文字識別；
（11）激光打標單元
激光打標機對物品進行標識刻印，采用非接觸式進行激光刻印。激光打印內容根據(jù)學生自行設計文件通過DXF格式文件可以進行導入更換。運用先進的激光技術，采用光纖激光器輸出，再經(jīng)掃描振鏡系統(tǒng)實現(xiàn)打標功能。
n工作站主要技術參數(shù):
1.使用電壓：AC220V 50HZ；
2.打標方法：激光打標機；
3.激光功率: 20W；
4.激光波長: 1064nm；
5.功率調節(jié)范圍: 0-100%；
6.打印范圍：100*100mm；
（13）控制系統(tǒng)單元
西門子SIMATIC S7-1200是款緊湊型、模塊化的PLC，可完成簡單邏輯控制、高級邏輯控制、HMI和網(wǎng)絡通信等任務。單機小型自動化系統(tǒng)的解決方案。對于需要網(wǎng)絡通信功能和單屏或多屏HMI的自動化系統(tǒng)，易于設計和實施。
主要技術參數(shù)：
1.系列：S7-1200系列；
2.通訊方式：以太網(wǎng)通訊；
3.可擴展多種模塊；
4.Pofinet接口：1個；
（14）工業(yè)觸摸裝置
觸摸屏人機界面用于控制系統(tǒng)通訊監(jiān)控與人機操作，通過以太網(wǎng)通訊可實現(xiàn)與PLC之間數(shù)據(jù)交互，本次項目采用北京昆侖通態(tài)TPC1061Ti，是一套以先進的Cortex-A8 CPU為核心（主頻600MHz）的高性能嵌入式一體化觸摸屏。
主要技術參數(shù)：
（15）電子看板系統(tǒng)
工位電子看板用于實時顯示設備各工作站單元的運行狀態(tài)、內部動作動態(tài)視頻、加工或作業(yè)工藝卡等信息�？窗褰K端均采用液晶面板智能電視作為顯示終端，它與監(jiān)控系統(tǒng)中工位攝像頭、工位攝像頭服務電腦進行連接，顯示數(shù)據(jù)與服務來自于工位攝像頭服務電腦。
n主要技術參數(shù)：
1.供電電源：AC220V 50HZ；
2.分辨率：1920*1080；
3.類型：液晶顯示屏；
4.顯示尺寸：32英寸；
5.顯示接口：HDMI、VGA接口
6.安裝方式：懸掛式；
7.通訊方式：以太網(wǎng)。
技術融合的認知樞紐
傳統(tǒng)制造實訓局限于單一設備的機械操作，而工業(yè)4.0實訓設備通過整合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等跨學科技術，構建起多技術耦合的驗證平臺。這種技術融合產(chǎn)生了三大認知突破：
CPS系統(tǒng)的具象化理解
通過部署包含RFID、振動傳感器、視覺檢測模塊的柔性生產(chǎn)線實訓裝置，學生可實時監(jiān)測設備狀態(tài)數(shù)據(jù)在物理系統(tǒng)與數(shù)字空間的雙向流動。某高校實訓案例中，學生通過配置邊緣計算節(jié)點，將OEE（設備綜合效率）數(shù)據(jù)采集周期從30分鐘縮短至5秒，直觀理解信息物理系統(tǒng)（CPS）的實時性優(yōu)勢。
數(shù)字孿生的閉環(huán)驗證
高端實訓平臺配備虛擬調試系統(tǒng)，允許在數(shù)字空間構建物理實體的鏡像模型。在"智能倉儲優(yōu)化"項目中，學生通過調整AGV運行路徑參數(shù)，同步觀察虛擬倉庫的吞吐量變化，這種虛實映射機制使復雜系統(tǒng)的優(yōu)化過程從"黑箱操作"變?yōu)?透明決策"。
人工智能的決策可視化
集成機器學習算法的實訓設備，可展示AI在質量檢測、預測性維護等場景的應用邏輯。某職業(yè)院校開發(fā)的"刀具磨損預測系統(tǒng)"，通過采集主軸振動信號訓練神經(jīng)網(wǎng)絡模型，使預測準確率從72%提升至89%，學生在此過程中深入理解特征工程與模型調優(yōu)的關聯(lián)機制。
智能制造能力的階梯式鍛造
實訓設備通過"基礎操作-系統(tǒng)集成-創(chuàng)新開發(fā)"的三層能力培養(yǎng)架構，實現(xiàn)技能矩陣的立體化構建：
設備級智能操作
智能機器人實訓單元配備示教器編程與離線仿真功能，學生可通過拖拽指令塊完成碼垛路徑規(guī)劃。數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)過系統(tǒng)訓練的學生，其程序調試效率比傳統(tǒng)示教方式提升40%，錯誤率降低65%。
產(chǎn)線級協(xié)同控制
柔性制造系統(tǒng)（FMS）實訓平臺包含數(shù)控加工中心、自動導引車等典型設備，學生需配置OPC UA通信協(xié)議實現(xiàn)設備協(xié)同。某企業(yè)內訓案例顯示，團隊通過優(yōu)化緩沖區(qū)管理策略，使產(chǎn)線換型時間從45分鐘壓縮至12分鐘。
系統(tǒng)級創(chuàng)新開發(fā)
開放式的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實訓平臺支持二次開發(fā)，學生可基于Node-RED開發(fā)工業(yè)APP。某高校團隊開發(fā)的"能源管理優(yōu)化系統(tǒng)"，通過集成電表數(shù)據(jù)與生產(chǎn)計劃，使車間峰值用電負荷降低18%，展現(xiàn)出系統(tǒng)級創(chuàng)新潛力。