智能制造生产线技术及应用 教案 2-2智能制造生产线应用.doc

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XXXXX学院

单元教学设计

XXXX—XXX学年第X学期

课程名称：

授课班级：

任课教师：

所在系部及教研室：

本单元标题

智能制造生产线典型应用

教

学

目

的

通过了解生产线的典型应用，激发学生创新创业思维以及提高职业素养

教学

目标

能力（技能）目标

知识目标

了解智能制造生产线的发展现状；

了解智能制造生产线的典型应用。

学生自我搜集智能制造生产线的典型应用案例，提高其搜集信息资源的能力；

通过了解生产线的典型应用，理解并整理智能制造生产线的优势。

重点

难点

及

解决方法

重难点：

解决方法：

参考资料

[1]汪励,陈小艳.工业机器人工作站系统集成[M].机械工业出版社,2014.

[2]李志谦.精通FANUC机器人编程、维护与外围集成[M].机械工业出版社,2020

[3]陈晓明,霍永红,项万明.工业机器人应用编程(FANUC)初级[M].机械工业出版社,2022.

[4]王哲禄,何红军.工工业机器人应用编程与集成技术[M].机械工业出版社,2022.

[5]廖常初.S7-1200PLC应用教程[M].机械工业出版社,2020.

[6]乡碧云.自动化生产线组建与调试(第2版)—以亚龙YL-335B为例（三菱PLC版本）[M].机械工业出版社,2023.

单元教学设计

第一部分：复习上次课主要内容

第二部分：新课导入及学习新内容（时间：30分钟理论）

【步骤一】新课导入

引导问题

你见过物品加工的生产线吗？举一个例子。

你见过的最智能的生产线是怎样的？它属于什么公司？发展现状如何？

请同学根据所学所识积极思考，踊跃发言

【步骤二】新知识的讲授

很多行业的企业高度依赖自动化生产线，比如钢铁、化工、制药、食品饮料、烟草、芯片制造、电子组装、汽车整车和零部件制造等，实现自动化的加工、装配和检测，一些机械标准件生产也应用了自动化生产线，比如轴承。但是，装备制造企业目前还是以离散制造为主。很多企业的技术改造重点，就是建立自动化生产线、装配线和检测线，利用智能制造技术逐步建立智能制造生产线。以下是智能制造生产线的应用举例。

一、基于数字孪生的智能制造生产线优势

生产线是加工作业的执行主体，汇合了信息流、物料流和控制流等要素，因此，生产线智能化是实现智能制造的关键。截止目前，生产线的发展已经历经了多次演化。传统生产线只包括物理实体空间，通过人为操作管理生产要素，制定加工任务，实施生产控制。由于通过人为纸质登记的方式存储生产活动时的人员、设备、物料等信息，使得这些生产信息的查询、传递、统计、分析十分繁琐。且由于生产要素的异构多源、生产控制的迟滞和生产计划的不确定性等因素，生产线具有较高的复杂性、协同性及不确定性。其面临的问题包括：生产计划的变更、生产线设备故障以及产品质量参差不齐、各工位作业衔接较差、工时定额的不稳定等。其核心问题是无法对实时变化的生产环境和生产计划做出有效决策。

数字孪生的发展为上述问题的解决提供了参考（如图2-10）。智能制造生产线可通过数字孪生系统快速了解生产线各个工位的实时工作情况，为生产人员制定生产计划、检修各工位设备以及管理生产资料等提供实时的动态信息，对制造业领域实现智能制造具有一定参考价值。数字孪生系统实现了生产线作业过程中生产信息的实时收集，并在上位机上实时动态显示虚拟模型的作业情况，达到了预期的目的，并为进一步研究奠定了基础。

图2-10柔性生产线数字孪生系统

二、智能制造生产线实训系统应用

智能制造生产线系统结合智能立体仓库、物料输送单元、全自动加工单元、全自动检测单元、激光标识单元、自动装配单元、AGV系统及信息管理系统形成一套完整的智能生产线单元，同时借助PLC系统，能够实现各个分系统的协同工作，在该系统中能够实现伺服电机的壳体、前端盖、后端盖、电机轴的全自动加工过程，同时通过检测单元能够完成电机轴的自动检测，激光标识单元能够实现智能生产线的定制化处理，能够完成产品的标识跟踪，自动装配单元能够实现轴承的全自动压紧装配，同时通过直角坐标机器人系统，能够完成电机前端盖、后端盖的全自动螺钉锁紧装配过程，生产过程的物料全部通过AGV系统实现物料的自动周转（如图2-11）。

智能制造生产线系统以伺服电