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浅析智能制造生产线的运行与管控

作者：刘伟莲

来源：《赢未来》2019年第07期

????????摘要：智能制造生产线是融合先进的通信技术和制造技术于一体，具有感知、人机交互、控制决策、执行和反馈功能，将产品的设计、采购、生产、装配、服务全过程智能结合在一起，智能制造生产线代表了未来工厂的发展趋势，本文以石家庄职业技术学院华中数控智能制造生产线为例，简要介绍智能制造生产线的运行与管控。

????????关键词：智能产线;智能工厂;管控

????????1智能制造生产线的组成

????????石家庄职业技术学院智能生产线的生产产品为：刻有学校校徽的四个组合零件，其中三个圆形零件，分别刻有校徽等图案，另一零件为一复杂底座。

????????智能生产线具体的生产任务为：实现四个零件的自动上下料、混流加工以及成型后的自动装配。其主要组成部分如下：

????????1.1智能仓储系统

????????智能仓储系统主要组成部分为立体料仓、RFID系统、AGV小车组成。

????????立体料仓主要由料仓、堆垛机、出入库皮带、电气控制柜、WMS仓储管理软件等组成，可以实现多层存放货物的功能。

????????AGV小车装备有电磁或光学自动导引装置，按照规定的导引路径，把物料输送到相应的位置，可以在各个工位穿梭往复，并且具有保护及自动报警功能。

????????1.2SCARA工业机器人

????????本智能生产线选用华数HSR-JR系列六轴工业机器人，其主要功能包括上料台取料，（上料台把VGA小车运输过来的物料放到定位台后，工业机器人将物料搬运到指定举升位置）;物料抓取及搬运、五轴加工中心上料。

????????机器人性能参数主要包括工作空间、机器人负载、机器人运动速度、机器人最大动作范围和重复定位精度。

????????1.3加工系统

????????本智能产线的加工系统由数控车床、钻攻中心、三轴加工中心、五轴加工中心组成。加工机床配备华数8型数控系统。数控车床的功能是车外圆，机器人将圆形工件放入数控车床加工，车床结束后，自动门打开，机器人进入，抓取工件送入顶升机构的料盘;

????????1.4物料输送系统

????????物料输送系统主要由倍速链输送线和工位顶升机构组成。本智能制造生产线采用的是双层倍速链，当某个工位的加工、装配时间冲突时，托盘可以在双层倍速链间流转。

????????工位顶升机构负责将倍速链上传送到某一工位的料盘进行识别，完成识别后，将此工位的料盘顶升，由工业机械臂将工件进行抓取，抓取完毕后送至加工系统。

????????1.5装配系统

????????装配系统主要由打码机及扫描仪、清洗机、装配台等组成，将加工完成的四个零件进行清洗，采用扫码机进行打码，清洗，最后在装配台进行装配完成。

????????2智能制造生产线的总控系统

????????智能制造生产线的总控系统，是智能工厂的核心，总控系统的性能和稳定性、可靠性决定着智能工厂的“智慧程度”。本智能制造产线的功能只要包括：设备参数的采集、产线运行状态的显示、运行过程中的监控、射频系统的识别、云数控系统的运行与维护。结合CCD在线检测系统，可以实时获得加工设备的加工信息。

????????智能产线的制造执行系统MES和智能产线PLC系统的结合，是提高产线运行效率的核心保障。本智能产线的PLC负责整个产线的逻辑动作控制、机床、机器人、在线检测系统、数字化立体料仓的生产协调控制。本智能生产线采用华中数控系统PLC编程软件。

????????智能产线的网络通讯模块主要负责将离散的CNC、PLC、RFID、在线检测系统等进行组网，实现产线总控及智能化制造系统与设备之间的集中控制与网络化管理。

????????3智能制造生产线的运行与管控

????????3.1实时通信

????????本智能制造生产线融合数字双胞胎、物联网、大数据等信息技术，着力提高加工系统的加工效率，努力提升机床的智能化管理，通过人与机械的感知、机械与机械之间的感知、人与环境之间的感知，从而达到“万物互联”的一种状态。

????????数字双胞胎技术是智能制造的关键点，其核心是建模与虚拟仿真分析，利用数字双胞胎技术，不仅可以监测智能产线的现行运行状态，还可以以这些运行数据为基础，进行预测分析。

????????3.2智能排障

????????本智能产线的CCD在线检测系统，在生产和装备装配过程，可以自动进行数据采集，通过数据的实时传输，可以显示实时的生产状态，借助机器视觉识别，快速扫描产品质量，提高检验的效率。

????????3.3精准决策

????????MES是对产线数字化、自动化、网络化生产的生产管理系统，引进MES与总控系统的有机结合，控制方式更灵活、优化了仓储系统，从产品订单、生产过程到产