本發(fā)明涉及一種教學(xué)加工型智能制造集成裝置的控制系統(tǒng)，屬于智能制造集成技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在德國工業(yè)提出“工業(yè)4.0計(jì)劃”，美國提出“先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計(jì)劃”，日本提出“制造業(yè)白皮書”，制造業(yè)正成為國家競(jìng)爭(zhēng)力的表現(xiàn)，我國提出“中國制造2025”和明確提出把工業(yè)化和信息化作為兩化深度融合，國內(nèi)一些高校早期也根據(jù)自身經(jīng)費(fèi)情況，建設(shè)了柔性制造系統(tǒng)，也有的由于經(jīng)費(fèi)有限，采用柔性制造及虛擬相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)^]，也有自行設(shè)計(jì)的柔性制造系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

柔性制造系統(tǒng)是2011年生產(chǎn)，主要由韓國起亞五軸加工中心、全功能數(shù)控車、六自由度搬運(yùn)機(jī)器人、林肯焊接機(jī)器人、氣動(dòng)機(jī)械手、激光內(nèi)雕機(jī)和外雕機(jī)、三坐標(biāo)影像測(cè)量?jī)x等先進(jìn)設(shè)備組成，生產(chǎn)線從功能上分：數(shù)控加工系統(tǒng)、倉儲(chǔ)運(yùn)輸系統(tǒng)、機(jī)器人搬運(yùn)系統(tǒng)、激光加工系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)組成，各部分通過工業(yè)以太網(wǎng)與上位機(jī)相連。具有工業(yè)加工型。

柔性制造及虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是將柔性制造技術(shù)與虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)集成在一起的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。柔性制造技術(shù)系統(tǒng)由加工單元、自動(dòng)化立體倉庫與碼垛機(jī)單元、自動(dòng)化輸送線系統(tǒng)單元、ｃｃｄ視覺功能、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成，解決了建設(shè)經(jīng)費(fèi)短缺與實(shí)驗(yàn)效果問題，提供了一個(gè)開放、創(chuàng)新、交互的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

現(xiàn)有技術(shù)一種面向教學(xué)與科研的小型柔性制造系統(tǒng)平臺(tái)，它由小型數(shù)控銑床和小型數(shù)控車床、關(guān)節(jié)型機(jī)械手、直角坐標(biāo)機(jī)械手和傳輸裝置組成。用plc控制機(jī)械手等動(dòng)作，用c語言編制開發(fā)了基于自動(dòng)化接口訪問opc服務(wù)器的客戶端程序,從而使系統(tǒng)可以通過internet實(shí)現(xiàn)訂單遠(yuǎn)程提交和設(shè)備狀況監(jiān)控。

柔性制造系統(tǒng)都是以plc+profibus-dp總線為控制核心；監(jiān)控都是用wincc或組態(tài)王軟件實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，用c語言編制opc服務(wù)器的訪問。普通以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)程序傳輸通訊。柔性線的組成主要有上料、加工、裝配、焊接、傳輸，有用機(jī)器人上下料，有裝配和焊接等都用機(jī)器人等。

工業(yè)以太網(wǎng)profinet代替profibus總線，還是選用plc作為控制核心。整個(gè)柔性制造線由出庫單元、變頻主軸成型加工單元、工件尺寸檢測(cè)單元、裝配搬運(yùn)單元、成品庫單元等

柔性制造實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)的研制，設(shè)計(jì)了基于rv－3sd機(jī)械手的柔性加工制造實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，由多臺(tái)數(shù)控機(jī)床、plc控制系統(tǒng)、傳感器檢測(cè)單元、上料機(jī)構(gòu)、立體倉庫等組合成自動(dòng)化生產(chǎn)線。上料機(jī)構(gòu)機(jī)器人與各個(gè)部件連接控制通過開關(guān)量交換信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出了一種教學(xué)加工型智能制造集成裝置的控制系統(tǒng)，該集成裝置的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，能夠滿足現(xiàn)有的需求。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種教學(xué)加工型智能制造集成裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于：包括中控系統(tǒng)、毛坯傳送系統(tǒng)、上下料系統(tǒng)、分揀系統(tǒng)、裝配系統(tǒng)和輸送及搬運(yùn)系統(tǒng)，所述的中控系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)總線與毛坯傳送系統(tǒng)、上下料系統(tǒng)、分揀系統(tǒng)、裝配系統(tǒng)和輸送及搬運(yùn)系統(tǒng)相連；所述的網(wǎng)絡(luò)總線上還設(shè)有多接口交換機(jī)，通過交換機(jī)的接口分別與數(shù)控車床系統(tǒng)、數(shù)控銑床系統(tǒng)以及上位機(jī)和無線路由器相連，無線路由器通過ip網(wǎng)絡(luò)與多接口交換機(jī)相連；所述的網(wǎng)絡(luò)總線上還設(shè)有觸摸屏、操作員客戶端站和觸摸大屏；其中所述的觸摸屏可以選擇演示相應(yīng)系統(tǒng)的動(dòng)作控制，所述的操作員客戶端可以瀏覽監(jiān)控各系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，所述的觸摸大屏可以三維顯示當(dāng)前各系統(tǒng)的演示和運(yùn)行狀態(tài)。

在本發(fā)明中：所述的中控系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)總線連接觸摸屏和操作員客戶端以及觸摸大屏，所述的上位機(jī)和無線路由器通過交換機(jī)連接到網(wǎng)絡(luò)總線中，所述的無線路由器與公眾網(wǎng)相聯(lián)通，可以通過移動(dòng)設(shè)備對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和瀏覽。

在本發(fā)明中：所述的中控系統(tǒng)選用羅克韋爾pac1756l65及同類型超大型可編程自動(dòng)化控制器，參數(shù)設(shè)置成ethernet/ip通訊組網(wǎng)接口和協(xié)議；

所述的毛坯傳送系統(tǒng)選用pac1769l36作為控制器和羅克韋爾的powerflex525系列的變頻器，其控制器和變頻器均配置了ethernet/ip通訊組網(wǎng)接口和協(xié)議；

所述的數(shù)控車床系統(tǒng)包括以太網(wǎng)口和可兼容ethernet/ip通訊組網(wǎng)接口和協(xié)議；

所述的數(shù)控銑床系統(tǒng)包括以太網(wǎng)口和可兼容ethernet/ip通訊組網(wǎng)接口和協(xié)議；

所述的上下料系統(tǒng)包括fanuc機(jī)器人的ethernet/ip通訊組網(wǎng)接口和協(xié)議；

所述的分揀系統(tǒng)包括fanuc并聯(lián)機(jī)器人ethernet/ip通訊組網(wǎng)接口和協(xié)議或羅克韋爾控制器ethernet/ip通訊組網(wǎng)接口和協(xié)議以及i/o輸入輸出模塊；

所述的裝配系統(tǒng)包括ethernet/ip通訊組網(wǎng)接口和協(xié)議；

所述的輸送及搬運(yùn)系統(tǒng)包括成品傳送帶、三維搬運(yùn)機(jī)構(gòu)以及立體倉庫，該控制部分為pac1769l36控制器，成品傳送帶選用powerflex525系列變頻器控制調(diào)速，三維搬運(yùn)機(jī)構(gòu)選用羅克韋爾伺服驅(qū)動(dòng)和伺服電機(jī)以及i/o模塊，該pac控制器、powerflex525系列變頻器、kinetix5500系列伺服驅(qū)動(dòng)都具有ethernet/ip協(xié)議通訊組網(wǎng)接口和協(xié)議。

所述的觸摸屏包括ethernet/ip通訊組網(wǎng)接口和協(xié)議；

所述的操作員客戶端包括ethernet/ip通訊組網(wǎng)接口和協(xié)議；

所述的觸摸大屏其硬件具備標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口，開發(fā)軟件為rockwellftviewse，能夠監(jiān)控監(jiān)控各部分運(yùn)行狀態(tài)；

所述的上位機(jī)安裝了mes系統(tǒng)和epr系統(tǒng)，用factorytalk軟件開發(fā)數(shù)據(jù)采集和存放數(shù)據(jù)，硬件接口具備標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口。

所述移動(dòng)設(shè)備包括遠(yuǎn)程使用的手機(jī)app系統(tǒng)和相對(duì)近距離使用wifi的pad系統(tǒng)，其中所述的手機(jī)app系統(tǒng)是在手機(jī)中安裝手機(jī)下單app和數(shù)據(jù)采集設(shè)備監(jiān)控app。

采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明系統(tǒng)組成構(gòu)建清晰，組成部件通用化，控制網(wǎng)絡(luò)連接簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，可以進(jìn)行豐富的工程化項(xiàng)目教學(xué)，也可以滿足實(shí)際加工多種產(chǎn)品。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖。

圖中：1.中控系統(tǒng)；2.網(wǎng)絡(luò)總線；3.毛坯傳送系統(tǒng)；4.多接口交換機(jī)；5.數(shù)控車床系統(tǒng)；6.數(shù)控銑床系統(tǒng)；7.上下料系；8.分揀系統(tǒng)；9.裝配系統(tǒng)；10.輸送及搬運(yùn)系統(tǒng)；11.觸摸屏；12.操作員客戶端站；13.觸摸大屏；14.上位機(jī)；15.ip網(wǎng)絡(luò)；16.無線路由器；17.公眾網(wǎng)；18.移動(dòng)設(shè)備。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

由圖1可見，一種教學(xué)加工型智能制造集成裝置的控制系統(tǒng)，包括中控系統(tǒng)1、毛坯傳送系統(tǒng)3、上下料系統(tǒng)7、分揀系統(tǒng)8、裝配系統(tǒng)9和輸送及搬運(yùn)系統(tǒng)10，所述的中控系統(tǒng)1通過網(wǎng)絡(luò)總線2與毛坯傳送系統(tǒng)3、上下料系統(tǒng)7、分揀系統(tǒng)8、裝配系統(tǒng)9和輸送及搬運(yùn)系統(tǒng)10相連；所述的網(wǎng)絡(luò)總線2上還設(shè)有多接口交換機(jī)4，通過交換機(jī)4的接口分別與數(shù)控車床系統(tǒng)6、數(shù)控銑床系統(tǒng)7以及上位機(jī)14和無線路由器16相連，無線路由器16通過ip網(wǎng)絡(luò)15與多接口交換機(jī)4相連；所述的網(wǎng)絡(luò)總線2上還設(shè)有觸摸屏11、操作員客戶端站12和觸摸大屏13；其中所述的觸摸屏11可以選擇演示相應(yīng)系統(tǒng)的動(dòng)作控制，所述的操作員客戶端12可以瀏覽監(jiān)控各系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，所述的觸摸大屏13可以三維顯示當(dāng)前各系統(tǒng)的演示和運(yùn)行狀態(tài)。

在本發(fā)明中，所述的中控系統(tǒng)1，選用羅克韋爾pac1756l65超大型可編程自動(dòng)化控制器，參數(shù)設(shè)置成ethernet/ip協(xié)議；整個(gè)系統(tǒng)設(shè)置架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)總線2采用ethernet/ip協(xié)議，在羅克韋爾和fanuc機(jī)器人以及fanuc數(shù)控系統(tǒng)硬件和軟件配置中都可以選擇該網(wǎng)絡(luò)總線2；毛坯傳送系統(tǒng)3，選用pac1769l36作為分站控制器，該控制器配置了ethernet/ip接口和協(xié)議，控制傳送帶的選用羅克韋爾的powerflex525系列變頻器，該變頻器也具備ethernet/ip接口和協(xié)議；fanuc0itf數(shù)控車床系統(tǒng)5，該數(shù)控系統(tǒng)標(biāo)配以太網(wǎng)口，只要再選配軟件功能中選擇多功能包即可兼容ethernet/ip協(xié)議通訊組網(wǎng)；fanuc0imf數(shù)控銑床系統(tǒng)6，該數(shù)控系統(tǒng)標(biāo)配以太網(wǎng)口，只要再選配軟件功能中選擇多功能包即可兼容ethernet/ip協(xié)議通訊組網(wǎng)；上下料系統(tǒng)7，選擇了fanuc六軸機(jī)器人，可以追加fanuc輔助軸，也可以根據(jù)經(jīng)費(fèi)選配羅克韋爾伺服軸，不管fanuc六軸機(jī)器人和輔助軸還是追加的羅克韋爾伺服軸，都具備ethernet/ip協(xié)議通訊組網(wǎng)接口和協(xié)議；分揀系統(tǒng)8包括并聯(lián)機(jī)器人，并聯(lián)機(jī)器人可直接選配fanuc并聯(lián)機(jī)器人也可以選配羅克韋爾kinetix5500系列三個(gè)伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器，控制器選用pac1769l36,利用羅克韋爾提供的機(jī)器人軟件包自行開發(fā)控制算法，pac1769l36控制器還可選配具備ethernet/ip協(xié)議視覺圖形跟蹤識(shí)別照相機(jī)，分揀涉及的邏輯控制都有pac的i/o模塊輸入輸出；裝配系統(tǒng)9包括2個(gè)fanuc6軸機(jī)器人，該機(jī)器人具備ethernet/ip協(xié)議通訊組網(wǎng)接口和協(xié)議；輸送及搬運(yùn)系統(tǒng)10包括成品傳送帶、三維搬運(yùn)機(jī)構(gòu)以及立體倉庫，該控制部分為pac1769l36控制器，成品傳送帶選用powerflex525系列變頻器控制調(diào)試，三維搬運(yùn)機(jī)構(gòu)選用羅克韋爾伺服驅(qū)動(dòng)和伺服電機(jī)以及i/o模塊，該pac控制器、powerflex525系列變頻器、kinetix5500系列伺服驅(qū)動(dòng)都具有ethernet/ip協(xié)議通訊組網(wǎng)接口和協(xié)議，很方便組成現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)；羅克韋爾觸摸屏11具備ethernet/ip協(xié)議通訊組網(wǎng)接口和協(xié)議；操作員客戶端站12具備標(biāo)準(zhǔn)的ip協(xié)議；觸摸大屏13，其硬件具備標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口，開發(fā)軟件為rockwellftviewse，能夠監(jiān)控監(jiān)控各部分運(yùn)行狀態(tài)；上位機(jī)14，安裝mes系統(tǒng)、epr系統(tǒng)，用factorytalk軟件開發(fā)數(shù)據(jù)采集和存放數(shù)據(jù)，硬件接口具備標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口；ip網(wǎng)絡(luò)15連接至無線路由器16，無線路由器16根據(jù)經(jīng)費(fèi)可以選用思科也可選用華為的無線路由器，為便于連接至公眾網(wǎng)17；移動(dòng)設(shè)備18的應(yīng)用，遠(yuǎn)程可以使用手機(jī)app，也可以相對(duì)近距離使用wifi的pad，進(jìn)行對(duì)設(shè)備監(jiān)控，瀏覽設(shè)備運(yùn)行情況，讓學(xué)生模擬掌握產(chǎn)品下單、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控、遠(yuǎn)程設(shè)備控制的功能。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不限于以上描述。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，任何對(duì)本技術(shù)方案的同等修改和替代都是在本發(fā)明的范圍之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。