小型智能制造生产体验平台的设计

代昌浩

（苏州工业园区职业技术学院 江苏省苏州市 215000）

小型智能制造生产体验中心中的核心就是智能制造生产线，它主要被应用于机电技术应用、机械数控等专业中，它希望适应社会发展需求与生产线生产需求建立生产体验中心，凸显中心技术设计与实施有效性。

1 小型智能制造生产体验中心的设计

在数字化制造技术快速蓬勃发展背景下，现代制造企业已经初具规模，它在研发数字化制造技术内容的过程中也希望培养现代制造企业中的高水平技术人才，这基本明确了体验中心中的技能人才培养方向，即要培养一线操作技术人员、装配人员、维修人员以及数控编程技术人员，丰富他们的相关操作技能，真正做到对人才培养管理过程的有效转化，最终培养出全面发展的综合素质人才。就目前看来，我国装备制造业中的人才缺口明显偏大，其中严重缺乏高精尖生产设备操作与数控编程人才，特别是生产管理与流程优化人才数量明显不足，所以目前企业需要思考建设小型智能制造生产体验中心，将其中的各个技术模块内容与人才培养作为重点来做，保证做到资源整合到位，优化中心建设水平。总体来说，它是以PLC 编程配合机器人编程、数控编程建立的6 轴机器人上下料与数控机床工程体系，可满足学习者对于工业机器人的学习操作需要，通过学习训练实现对智能无人工作机组的组建与应用，如图1。

2 小型智能制造生产体验中心的基本设计方向

在小型智能制造生产体验中心设计与建设过程中，需要围绕现代制造企业实际设计需要建立技术接轨机制，确保引入更多现代制造业中的智能化、数字化内容，全面引导学生深入到阻焊也学习过程中，对专业中相关技术内容产生学习兴趣。大体来讲，本文认为小型职智能制造生产体验中心的基本设计思路应该体现在以下五点：

（1）要建立柔性制造管理机制，合理利用已有的基础建模系统，在系统中运用快速工艺软件系统为工艺流程内容有效建模。这里会采用到CNC(Computer Numerical Control)模块化卡盘，它配合机械手模块化卡具、模块化物流托盘建立柔性化业务流程配置体系，确保柔性制造管理机制有效形成，为提高生产项目管理质量奠定基础。

（2）要建立智能计划管理机制，保证通过电子共单系统设计计划排产模块，形成设计计划排产策略。这一策略就能够迎合生产需要，建立一站式排产机制，做到对配套计划内容的自动化、智能化分解，其中它也建立了PLC 与MES 数据采集模块内容，保证做到信息内容反馈到位。整体来说，是通过计划端实现对智能计划内容的有效掌控，优化小型智能制造生产体验中心中的动态化任务内容。

（3）要建立聚合互联管理机制，主要是通过小型智能制造生产体验中心平台来明确自动化设备接口，确保计划任务能够自动下发到各个自动化设备系统中，如此可快速形成各种CNC 生产任务内容、立体库任务内容以及AGV 任务内容。另外，利用设备机械手也可对生产对象表面粗糙度进行检测，建立完整的三坐标检测任务体系，对体系中的关键数据进行有效采集、调度与执行，提高聚合互联管理机制的整体管理与建设水平。

图1：小型智能制造生产体验中心设备

图2：小型智能制造生产体验中心中的智能生产线生产工艺流程图

图3：小型智能制造生产体验中心中的智能生产线车间现场效果图

（4）要建立过程可视化管理机制，利用订单流程看板、中央监控看板、生产线看板等等展开分析，合理展现CNC 设备应用功能价值。这其中也必须分析AGV 与机械手的生产业务状态与设备状态，确保小型智能制造生产体验中心实现准确到位的可视化管理技术应用。

（5）要建立全程追溯管理机制，其中就应该涵盖了正向与逆向两种追溯机制。具体操作技术流程就是要采用到扫码枪配合PDA，主要对产品中的基础档数据、工艺标准内容与质量标准内容进行分析，其中也希望配合状态数据、卡具、刀具、三坐标检测仪表等等的检测记录数据内容进行分析，确保智能制造中的加工、检验、存储过程进行分析，整合串联追溯机制建设，提高设备生产水平[1]。

如上所述，小型智能制造生产体验中心可根据指令主动完成机床上下料等等复杂工序，对扩展增加机器视觉检测功能非常到位，同时可对加工产品进行调整，保证编程全部由机器人自动装配完成。

3 小型智能制造生产体验中心的智能制造生产线生产技术要点

3.1 智能制造生产线的基本生产流程

在小型智能制造生产体验中心中，智能制造生产线工作流程是从工作站开始的，配备AGV（Automated Guided Vehicle）小车行驶到立体仓库运送物料，进而展开整个生产线生产实施流程，具体生产工作流程参考图2。

3.2 智能制造生产线的主要生产布局

在小型智能制造生产体验中心中建立了一套完整的机器人+加工中心生产体系的，其中还设置了大量的MES 系统，可以说其先进性技术内容相当丰富，这些技术设备及相关智能化内容就共同构建了完整的智能化生产制造平台，其中也运用到了智能制造生产线以及各种智能化生产设备，其智能车间现场的实际操作内容相当丰富多元，如图3[2]。

3.3 智能制造生产线的基本构成

在小型智能制造生产体验中心中，智能制造生产线的基本构成内容相对复杂，其中最重要的就是立体仓库及其控制系统，控制系统中则包括了自动化堆垛机、产品货架、PDA 扫描设备以及扫码枪等等。首先是自动化堆垛机，它拥有尺寸为400mmx4000mm 的基础托盘，可配合AGV 小车协调实现自动化出入库技术操作。另外还有可支持手动和自动的堆垛机触摸屏控制柜。而它的每个货架中都配置了50 个库位，另外像PDA 可实现对托盘数据内容的扫码查询，优化工单信息体系，确保扫码枪对托盘扫码准确到位，并在扫码入库过程中自动智能化绑定托盘编号。

除上述技术内容外，智能制造生产线中还包含了自动化加工中心工作站，工作站中包含了多种系统技术内容，像立式加工中心、支持工件的自动化上下料设备等等。其中值得注意的是中心工作站中机器人与PLC 构建了合作网络控制通信体系，配合这一合作体系对AGV 货物出入库交接工作进行处理，为此系统还专门建立了货物交接逻辑。所谓货物交接逻辑主要围绕通信与控制技术展开，系统中的FANUC 机器人在编程基础与世界坐标系应用方面有所优化，确保自动化上下料操作实现有效优化，提高系统编程逻辑内涵与生产水平。举个例子，在自动化检测工作过程中，需要确保机器人能够通过PLC 网络建立控制通信机制，保证机器人能够与AGV货物建立复杂但正确的交际逻辑控制与通信体系。简言之，就是利用FANUC 机器人进行编程优化，保证做到中心中多工作站相互协调应用，提高整体生产效能。另外就是FANUC 机器人的编程自检功能优化，结合三坐标检测仪系统认识应用，确保粗糙度检测仪基础知识与自动化应用技术到位，建立信息化场景应用。总体来说，通过智能AGV 小车与调度系统，它就建立了调度软件，确保AGV小车能够通过标准网络通信协议展开技术操作，优化PLC 调度控制技术内容，满足AGV 小车结构组成技术需求，真正实现AGV与PLC 网络的相互控制与通信流程[3]。

3.4 智能制造生产线的生产技术要点

3.4.1 智能AGV 小车与调度系统

在小型智能制造生产体验中心的智能制造生产线上，可建立智能AGV 小车及其调度系统，二者共同使用同一套智能调度控制软件，其中就建立了AGV 小车与调度系统的网络通信协议，二者均受到PLC 调度控制，在基本工作原理方面表现十分突出。大体来讲，就是通过AGV 手动控制优化设备应用与保养体系，体现智能AGV小车及其调度系统生产应用技术优势。

3.4.2 PLC 控制与实操系统

在小型智能制造生产体验中心中一定要建立PLC 控制与实训系统，系统中充分运用到PLC 的可编程逻辑功能，构建数字输入机床开关门分支系统，并有效控制夹具的传感器信号内容。在建立模拟量输入体系过程中，它也主要通过液压夹具来控制压力反馈信号，而在这其中，PLC 则主要作为Master 控制端与AGV 调度系统相互关联，做到对机器人生产的高效率控制，建立机器人系统中的SLAVE 端并赋予其远程通信功能。在中心建设中要考虑引入Ethernet 协议，保证MES 系统与PLC 系统有效联动，对表面粗糙度检测内容进行分析，通过MES 系统设备接口来转发信息数据到PLC 控制端，提高控制实操生产效能。

3.4.3 MES 智能制造平台

最后是MES 智能制造平台，它其中涵盖了大量技术模块内容，例如电子工单、基础建模、文档发放、仓库管理等等，全程要做到柔性化建设管理，主要根据流程建模优化技术实施过程，完成系统中所分配的多种设备生产任务。再者就是工厂建模，可提前设定各种任务并分配给各个生产班组，并将所有自动化设备接入到MES系统中，实施MES 统一智能化、信息化管理流程，做到设备管控到位。在这里，MES 智能制造平台也能实现与立体仓库、AGV 小车等等设备的有效联动，利用MES 系统下达任务内容，指挥生产操作流程，并随时接收反馈信息以确保系统生产管理统一性[4]。

4 总结

小型智能制造生产体验中心的设计与实施过程要追求完整统一性，建立具有先进技术内容的、可扩展的、可柔性配置的技术机制，确保生产信息化综合方案有效完善，提高生产水平。在中心中，智能化生产线的功能作用不可忽视，它在实施信息采集、状态管理与技术应用趋势分析过程中建立了联动机制，形成了智能化生产指挥中心，基本满足了企业生产各项需求。