CN210925003U - 一种智能工厂产线仿真实训台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能工厂产线仿真实训台，包括机柜和设置在所述机柜上设有若干工位的输送带装置；载体，承载所述订单信息并由所述输送带装置输送依次经过所述工位进行仿真作业加工；订单读写模块，设置在所述工位上对所述订单信息进行读写操作；识别器，用于识别所述载体与所述工位的相对位置；执行机构，设置在所述工位上对所述载体进行所述仿真作业加工；控制单元，与所述识别器和执行机构电连接并进行控制。本实用新型集合模拟了产线上料，加工，装配，下料等工序，专为智能工厂产线认识、学习，具有模拟智能工厂中定制化、个性化、柔性化、智能化、绿色化等特点，可以为教师和学生提供了一个载体，锻炼学生的动手能力，提高综合素质。

Description

一种智能工厂产线仿真实训台

技术领域

本实用新型涉及教学实训装置技术领域，特别是一种智能工厂产线仿真实训台

背景技术

当前，德国的工业4.0战略，美国的工业互联网战略等，对制造业提出了全新的升级思路和转型方向。中国也顺势提出了“中国制造2025规划”，旨在发展全新的制造模式。在这股浪潮下，需要大量面向智能工厂的高素质技能型人才，以促进创新发展。因此目前，全国职业院校自动化类、机电类、机械制造类专业建设、课程教学的改革和优化均旨在结合智能工厂方面的新技术和新应用，培养符合“中国制造2025规划”的高新技术人才。各大院校纷纷开设了相关课程，提供了相关工业4.0、工业互联网、智能工厂、智能制造等的授课。但与此同时，考虑到引入的大量新技术和新应用，必要的实训操作不可或缺，才可培养学生从书本走向真正的工业现场。这种情况下，就非常需要一种智能工厂产线仿真平台，以引入一定的实际情境和实训操作，辅助老师更好地解释智能工厂的相关知识。

发明内容

本实用新型针对上述问题，提供一种智能工厂产线仿真实训台。本实用新型的技术方案为：

一种智能工厂产线仿真实训台，包括：机柜和设置在所述机柜上设有若干工位的输送带装置；载体，承载所述订单信息并由所述输送带装置输送依次经过所述工位进行仿真作业加工；订单读写模块，设置在所述工位上对所述订单信息进行读写操作；识别器，用于识别所述载体与所述工位的相对位置；执行机构，设置在所述工位上对所述载体进行所述仿真作业加工；控制单元，与所述识别器和执行机构电连接并进行控制。本实用新型的智能工厂产线仿真实训台用于与智能移动终端、云平台服务器、智能网关服务器搭建智能工厂产线仿真系统，所述智能网关服务器用于与所述智能移动终端和云平台服务器联网，接收所述智能移动终端的订单信息，并将所述订单信息发送至所述智能工厂产线仿真实训台进行仿真处理。

作为本实用新型进一步地说明所述输送带装置为闭合环路的传送带。

更进一步地，所述载体为盒体，所述传送带沿行进方向依次设置上盒工位、装料工位、上盖工位和出货工位；所述上盒工位上设有供盒机构和推盒机构；所述装料工位上设有对所述盒体装载仿真物料的供料机构；所述上盖工位上设有供盖机构和压盖机器人；所述出货工位上设有出货机械手。

更进一步地，所述盒体规格为两种以上，所述供盒机构和推盒机构的组数与所述盒体的规格种数相同。

更进一步地，所述供料机构包含至少两个以上的供料口。

更进一步地，所述订单读写模块为RFID读写模块。

更进一步地，所述识别器为红外传感器。

更进一步地，所述控制单元为PLC控制单元。

更进一步地，所述执行机构由电气驱动、气路驱动或者电气与气路混合驱动。

更进一步地，还包括由若干工业平板电脑组成的监控单元，对所述智能工厂产线仿真实训台的运行参数进行可视化监控。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的一体化仿真平台集合模拟了产线上料，加工，装配，下料等工序，专为智能工厂产线认识、学习，具有模拟智能工厂中定制化、个性化、柔性化、智能化、绿色化等特点，平台的每个模块都充分体现了智能化特色；可以为教师和学生提供了一个载体，可以让学生亲身体验、实践、研究，提高学生的学习兴趣，锻炼学生的动手能力，培养学生的综合素质。另外，系统开放，学生可以根据自己的实验需求组装调试，以实现不同的应用；可用于教学、科研、实训等多个领域，为教学提供场景演示；为科研提供平台和方向；为实训提供单工位及多工位协同实训内容。

附图说明

图1为本实用新型实施例智能工厂产线仿真实训台整体结构示意图一；

图2为本实用新型实施例智能工厂产线仿真实训台整体结构示意图二；

图3为本实用新型实施例智能工厂产线仿真实训台上盒工位局部结构放大图；

图4为本实用新型实施例智能工厂产线仿真实训台装料工位局部结构放大图；

图5为本实用新型实施例智能工厂产线仿真实训台上盖工位局部结构放大图；

图6为本实用新型实施例智能工厂产线仿真实训台出货工位局部结构放大图；

图7为本实用新型系统网络连接示意图。

附图标记：机柜1、传送带2、上盒组件3、供盒机构31、推盒气缸32、第一RFID读写模块33、上糖组件4、供料机构41、第一上糖气缸42、第二上糖气缸43、上糖红外传感器44、第二RFID读写模块45、上盖组件5、供盖机构51、压盖机器人52、上盖红外传感器53、第一上盖气缸54、第三RFID读写模块55、上盖固定机构56、第二上盖气缸57、第三上盖气缸58、下料组件6、六轴工业机器人61、下料红外传感器62、第一下料气缸63、第四RFID读写模块64、下料固定机构65、第二下料气缸66、监控单元7、工业平板电脑71、控制单元8、糖果盒9。

具体实施方式

实施例：

下面结合附图对本实用新型实施例详细的说明，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

具体参见附图1至7所示的一个应用实例，所述智能工厂产线仿真实训台为以糖果包装为仿真模拟的实训台，包括机柜1、传送带2、上盒组件3、上糖组件4、上盖组件5、下料组件6、监控单元7和控制单元8。呈闭合环路结构的传送带2设置在机柜1上，用于运送仿真模拟对象的糖果盒9，上盒组件3、上糖组件4、上盖组件5和下料组件6沿所述传送带2的行进方向依次设置在所述机柜1上；设置在所述机柜1柜体内的控制单元8通过本地路由器与智能网关服务器连接，进行数据交互。

本实施例的第一工位为上盒工位，设计的糖果盒9为三种规格，相应地所述上盒组件3包括三组供盒机构31和推盒气缸32，并在所述上盒组件3上设置第一RFID读写模块33。在本工位上，控制单元8通过智能网关服务器获取得到订单信息并根据订单信息(包含选用糖果盒9的规格类型)控制供盒机构31提供相对应规格的糖果盒9，然后第一RFID读写模块33写入相应的订单信息至需要推出的糖果盒9中；接着由相应推盒气缸32推出至传送带2上以向下一工位运送。所述控制单元8负责各种感应信号的处理，并发送执行命令，通过电路和气路对各单元进行时序逻辑控制。

本实施例的第二工位为装料工位，设置在装料工位上的上糖组件4包括六工位的供料机构41、第一上糖气缸42和第二上糖气缸43，在所述上糖工位上还设有上糖红外传感器44和第二RFID读写模块45。所述的上糖红外传感器44在识别到有待加工糖果盒9经过时，输出相应的信号至控制单元8，控制第一上糖气缸42动作，将待加工糖果盒9推至第二RFID读写模块45，由第二RFID读写模块45读取该待加工糖果盒9中的订单信息；所述供料机构41提供与订单信息相对应类型的糖果并由所述的第二上糖气缸43推出相应的糖果至糖果盒9中，完成后第二RFID读写模块45更新糖果盒9中的订单信息。所述的控制单元8负责各种感应信号的处理，并发送执行命令，通过电路和气路对各单元进行时序逻辑控制。

本实施例的第三工位为上盖工位，设置在上盖工位上的上盖组件5包括三工位的供盖机构51(对应于糖果盒9的规格种数)、四轴的压盖机器人52、上盖红外传感器53、第一上盖气缸54、第三RFID读写模块55、上盖固定机构56、第二上盖气缸57和三工位的第三上盖气缸58。所述压盖机器人52上固定有气爪，用以抓取盒盖。当完成了糖果分配的糖果盒9经由传送带2传送至上盖工位时，上盖红外传感器53检测到相应信息，输出相应信号至控制单元8，控制第一上盖气缸54动作，将糖果盒9推至上盖固定机构56，所述的固定机构待糖果盒9就位，固定糖果盒9。此时，所述第三RFID读写模块55获取糖果盒9的订单信息，判断订单中所有糖果是否已经分配齐全。若尚未分配齐全，第二上盖气缸57直接将糖果盒9推出返工。所述三工位的供盖机构51能够提供对应于糖果盒9规格的盒盖。若第三RFID读写模块55判断所有糖果已分配完毕，根据获取的订单信息，由所述的第三上盖气缸58推出相对应的盒盖，经所述压盖机器人52根据订单信息运动至相应的位置，通过气爪抓起盒盖，而后安装至糖果盒9上；完成该动作后，压盖机器人52回到原位。之后第三RFID读写模块55更新糖果盒9中的订单信息，固定机构17松开，然后第二上盖气缸57将加上盒盖的糖果盒9推出返回传送带2。所述的控制单元8负责各种感应信号的处理，并发送执行命令，通过电路和气路对各单元进行时序逻辑控制。

本实施例的第四工位为出货工位，设置在所述出货工位上的下料组件6包括六轴工业机器人61、下料红外传感器62、第一下料气缸63、第四RFID读写模块64、下料固定机构65、第二下料气缸66。所述的六轴工业机器人61上固定有气爪，用以抓取完成加工的糖果盒9整体。当完成了所有加工的糖果盒9经由传送带2传送至出货工位时，下料红外传感器62检测到相应信息，输出相应信号至控制单元8，控制第一下料气缸63动作，将糖果盒9推至下料固定机构65，所述的下料固定机构65待糖果盒9就位，固定糖果盒9。此时，所述第四RFID读写模块64获取糖果盒9的订单信息，判断订单中所有工作是否已经完成。若尚未完成，下料固定机构65松开，第二下料气缸66直接将糖果盒9推出返工；若已完成，所述六轴工业机器人61根据订单信息，运动至相应的位置，通过气爪抓住糖果盒9整体，下料固定机构65松开，然后经由六轴机器人搬运至下料区；完成该动作后，六轴工业机器人61回到原位。所述的控制单元8负责各种感应信号的处理，并发送执行命令，通过电路和气路对各单元进行时序逻辑控制。

为了便于监控智能工厂产线仿真系统的运行，本实施例中智能工厂产线仿真实训台还设计了包含三台工业平板电脑71组成的监控单元7，智能工厂产线仿真实训台运行时，监控单元7收集的数据会传输到设备智能网关，然后转发到对应的工业平板电脑上，所述的工业平板电脑内部运行有设定的程序，实现对各种数据的可视化效果。

本实施例的控制单元8包括一台PLC31及其套件，所述PLC及其套件获取产线上所有传感器的信息，反馈至设备智能网关中；而后根据网关反馈回来的信息，通过电路和气路调控产线设备。

参见附图7，本实施例智能工厂产线仿真实训台与智能移动终端、云平台服务器和智能网关服务器搭建的智能工厂产线仿真系统，通过所述智能网关服务器与所述智能移动终端和云平台服务器联网，接收所述智能移动终端的订单信息，并将所述订单信息发送至所述智能工厂产线仿真实训台进行仿真处理。设备智能网关包括PC主机33，所述的PC主机从云平台服务获取得到相应的订单信息以及从控制单元8获取产线上的实时信息，根据相应的生产策略指挥产线的运行。利用设备智能网关可以进行一些系统的程序设定，例如授权用户设置设备密码、进行相关检验工作、用户信息即设备密码保存至相关数据库；设置设备状态(就绪、关机、忙、空闲等)；状态更新，保存数据以及向云服务器反馈信息等功能。所述云平台服务包括一台云主机。所述云主机用以建立数据访问、数据存储、数据转发服务；所述移动端APP包括一个APP应用。所述APP应用用以远程下达订单、访问查看订单。

以上仅就本实用新型较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，总之，凡在本实用新型独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能工厂产线仿真实训台，其特征在于包括：机柜和设置在所述机柜上设有若干工位的输送带装置；载体，承载订单信息并由所述输送带装置输送依次经过所述工位进行仿真作业加工；订单读写模块，设置在所述工位上对所述订单信息进行读写操作；识别器，用于识别所述载体与所述工位的相对位置；执行机构，设置在所述工位上对所述载体进行所述仿真作业加工；控制单元，与所述识别器和执行机构电连接并进行控制。

2.根据权利要求1所述的智能工厂产线仿真实训台，其特征在于：所述输送带装置为闭合环路的传送带。

3.根据权利要求2所述的智能工厂产线仿真实训台，其特征在于：所述载体为盒体，所述传送带沿行进方向依次设置上盒工位、装料工位、上盖工位和出货工位；所述上盒工位上设有供盒机构和推盒机构；所述装料工位上设有对所述盒体装载仿真物料的供料机构；所述上盖工位上设有供盖机构和压盖机器人；所述出货工位上设有出货机械手。

4.根据权利要求3所述的智能工厂产线仿真实训台，其特征在于：所述盒体规格为两种以上，所述供盒机构和推盒机构的组数与所述盒体的规格种数相同。

5.根据权利要求3所述的智能工厂产线仿真实训台，其特征在于：所述供料机构包含至少两个以上的供料口。

6.根据权利要求3所述的智能工厂产线仿真实训台，其特征在于：所述订单读写模块为RFID读写模块。

7.根据权利要求3所述的智能工厂产线仿真实训台，其特征在于：所述识别器为红外传感器。

8.根据权利要求3所述的智能工厂产线仿真实训台，其特征在于：所述控制单元为PLC控制单元。

9.根据权利要求3所述的智能工厂产线仿真实训台，其特征在于：所述执行机构由电气驱动、气路驱动或者电气与气路混合驱动。

10.根据权利要求3所述的智能工厂产线仿真实训台，其特征在于：还包括由若干工业平板电脑组成的监控单元，对所述智能工厂产线仿真实训台的运行参数进行可视化监控。

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