一、實(shí)驗(yàn)室簡介

智能制造實(shí)訓(xùn)室需購置虛實(shí)結(jié)合工業(yè)網(wǎng)絡(luò)自動化實(shí)驗(yàn)平臺、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程與系統(tǒng)集成實(shí)驗(yàn)臺、工業(yè)4.0數(shù)字孿生實(shí)驗(yàn)平臺、智能制造虛實(shí)結(jié)合生產(chǎn)線系統(tǒng)、智能制造虛擬仿真設(shè)計(jì)軟件、智能制造虛擬仿真教學(xué)資源包及相應(yīng)的工具設(shè)備、耗材及輔助用品。

虛實(shí)結(jié)合工業(yè)網(wǎng)絡(luò)自動化實(shí)驗(yàn)平臺配置了多臺PLC，支持支持機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，包括設(shè)備認(rèn)知、系統(tǒng)組合設(shè)計(jì)、設(shè)備安裝接線、參數(shù)設(shè)置與調(diào)試、編程與組態(tài)監(jiān)控、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊、運(yùn)行與維護(hù)、故障排除等方面的實(shí)驗(yàn)與技能，并通過虛擬仿真擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。信號轉(zhuǎn)化模塊把仿真場景中的虛擬執(zhí)行機(jī)構(gòu)與虛擬傳感器信號轉(zhuǎn)化到硬件接線端口，PLC可做實(shí)物實(shí)驗(yàn)，半實(shí)物（虛實(shí)結(jié)合）實(shí)驗(yàn)，數(shù)字孿生（虛實(shí)同步）實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)提供豐富的教學(xué)資源及與時俱進(jìn)的仿真實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，確保實(shí)驗(yàn)內(nèi)容先進(jìn)性。系統(tǒng)能實(shí)時收集實(shí)驗(yàn)過程中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過自動考評模塊，解決了教學(xué)評價難的問題。

工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程與系統(tǒng)集成實(shí)驗(yàn)臺符合1+X工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也支持機(jī)器人系統(tǒng)集成。采用模塊化設(shè)計(jì)，硬件配置可升級，可組合成初級、中級二個等級的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，由工業(yè)機(jī)器人、實(shí)驗(yàn)平臺、快換工裝夾具、軌跡與繪圖模塊、搬運(yùn)模塊、碼垛模塊、裝配模塊、輸送線模塊、井式落料模塊、倉儲模塊、變位機(jī)模塊、RFID模塊、視覺檢測模塊、PLC電氣控制模塊、通用電氣接口模塊、設(shè)備監(jiān)控?cái)z像頭、氣源模塊、工業(yè)機(jī)器人仿真軟件等組成。配套提供的項(xiàng)目化教學(xué)資源，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不僅能在硬件實(shí)驗(yàn)平臺完成，也可以在機(jī)器人仿真軟件的虛擬實(shí)驗(yàn)臺上完成。

工業(yè)4.0數(shù)字孿生實(shí)驗(yàn)平臺工業(yè)4.0數(shù)字孿生實(shí)驗(yàn)平臺采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括實(shí)實(shí)訓(xùn)桌單元、供料單元、輸送線單元、視覺識別單元、分揀單元、倉儲碼垛單元、控制系統(tǒng)單元、數(shù)字孿生單元、虛擬結(jié)合信號采集單元、數(shù)字孿生集成系統(tǒng)、智能制造仿真教學(xué)資源等組成。數(shù)字孿生部分在虛擬環(huán)境中同步構(gòu)建與真實(shí)環(huán)境一致的虛擬實(shí)訓(xùn)裝置。系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)包括全實(shí)物硬件實(shí)驗(yàn)、全虛擬仿真調(diào)試實(shí)驗(yàn)、外部控制器通過總線的虛實(shí)結(jié)合控制實(shí)驗(yàn)、外部控制器通過IO端口的虛實(shí)結(jié)合控制實(shí)驗(yàn)、實(shí)物設(shè)備與虛擬設(shè)備的數(shù)字孿生運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。涵蓋機(jī)械制造與自動化、電氣自動化、機(jī)電一體化、機(jī)電設(shè)備維修與管理、物聯(lián)網(wǎng)、智能傳感、智能制造、數(shù)字孿生等多門學(xué)科的專業(yè)知識。

智能制造虛實(shí)結(jié)合生產(chǎn)線系統(tǒng)配置了一套典型的工業(yè)4.0示范智能制造工廠線與智能制造數(shù)字化仿真軟件平臺?；诠I(yè)4.0示范智能制造工廠線1:1開發(fā)了孿生虛擬產(chǎn)線。先在仿真軟件上模擬實(shí)訓(xùn)，仿真完成并通過審核后的PLC與機(jī)器人程序可下載到工業(yè)4.0示范智能制造工廠線實(shí)物上運(yùn)行。本方案有效解決了硬件實(shí)驗(yàn)臺數(shù)量少的問題，同時降低了硬件設(shè)備損壞幾率。仿真軟件支持PLC與機(jī)器人、數(shù)控系統(tǒng)虛擬集成、虛擬調(diào)試、數(shù)字孿生功能。方案提供了PLC、機(jī)器人、視覺等系列仿真實(shí)驗(yàn)資源，支持多門課程實(shí)驗(yàn)及創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

智能制造虛擬仿真設(shè)計(jì)軟——SFB-Factory是一款三維智能制造數(shù)字化設(shè)計(jì)仿真軟件，基于海量元素模型，以拖拽方式快速搭建仿真工程。虛擬設(shè)備與真實(shí)設(shè)備具有相同特性，以實(shí)際的PLC程序、機(jī)器人程序、機(jī)床數(shù)控程序等驅(qū)動虛擬設(shè)備運(yùn)行，在虛擬場景中完成整個工程的調(diào)試與驗(yàn)證。通過力學(xué)物理引擎、達(dá)到實(shí)際的運(yùn)行效果。軟件集成了PLC仿真、機(jī)器人仿真、智能工廠仿真等功能。提供用戶自主建模與自主布局功能，并開放底層接口，支持用戶二次開發(fā)。是一套工業(yè)4.0自動化的綜合設(shè)計(jì)仿真驗(yàn)證平臺，并提供了豐富的教學(xué)資源。工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用：在生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的初級概念階段就可以對整個系統(tǒng)進(jìn)行完整的分析，包括虛擬調(diào)試、節(jié)拍驗(yàn)證、風(fēng)險評估，方案改進(jìn)，降低項(xiàng)目技術(shù)風(fēng)險。教育領(lǐng)域應(yīng)用：通過對象虛擬化，解決了工程訓(xùn)練成本高，場景少的問題。

智能制造虛擬仿真教學(xué)資源包共包括工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)編程仿真資源包、工業(yè)機(jī)器人中級編程仿真資源包、工業(yè)機(jī)器人工作站編程仿真資源包、智能制造綜合資源包。工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)編程仿真資源包：根據(jù)工業(yè)機(jī)器人示教與編程的初級標(biāo)準(zhǔn)，采用項(xiàng)目化教學(xué)開發(fā)。針對每一個實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，配備了實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書、程序、仿真工程、視頻等教學(xué)資源。學(xué)習(xí)機(jī)器人基礎(chǔ)功能使用，以及典型工藝編程與調(diào)試，解決工業(yè)現(xiàn)場的一般性應(yīng)用。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：機(jī)器人認(rèn)知、機(jī)器人點(diǎn)動操作、工具坐標(biāo)系與標(biāo)定、程序管理和原點(diǎn)校準(zhǔn)、運(yùn)動指令編程操作、點(diǎn)位示教與運(yùn)動編程、工件坐標(biāo)系與運(yùn)動編程操作、進(jìn)階指令編程操作、l/O編程操作、條件與循環(huán)編程操作、搬運(yùn)操作、碼垛操作、打磨操作、寫字操作、流水線料庫操作。工業(yè)機(jī)器人中級編程仿真資源包：根據(jù)工業(yè)機(jī)器人示教與編程的中級標(biāo)準(zhǔn)，采用項(xiàng)目化教學(xué)開發(fā)。針對每一個實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，配備了詳盡的實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書、程序、仿真工程、視頻等教學(xué)資源。在工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)編程仿真資源包的基礎(chǔ)上，增加機(jī)器視覺與RFID的應(yīng)用，以及掌握機(jī)器人離線編程調(diào)試應(yīng)用。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：總線通訊實(shí)驗(yàn)、HMI模塊實(shí)驗(yàn)、RFID實(shí)驗(yàn)、視覺程序編程實(shí)驗(yàn)、視覺識別與定位實(shí)驗(yàn)、機(jī)器人視覺引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、機(jī)器人視覺裝配實(shí)驗(yàn)、離線編程仿真實(shí)驗(yàn)。工業(yè)機(jī)器人工作站編程仿真資源包：以典型工業(yè)的工藝應(yīng)用，開發(fā)了對應(yīng)的工作站。在虛擬仿真環(huán)境完成工業(yè)機(jī)器人工藝編程應(yīng)用開發(fā)。資源包括：培訓(xùn)教材，視頻，及工程案例。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：機(jī)器人碼垛、機(jī)器人分揀、機(jī)器人機(jī)床上下料、機(jī)器人焊接。智能制造綜合資源包：集工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試、數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)編程與調(diào)試、PLC編程與調(diào)試、人機(jī)界面編程與調(diào)試、MES設(shè)置與調(diào)試于一體。針對每一個實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，配備了實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書、程序、仿真工程、視頻等教學(xué)資源。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：(1) 設(shè)備操作項(xiàng)目：設(shè)備認(rèn)知、設(shè)備開關(guān)機(jī)操作、仿真軟件操作；(2) 數(shù)控車床操作與編程：數(shù)控機(jī)床操作（開機(jī)、回零、手動操作）、數(shù)控機(jī)床編程（程序編輯、對刀、運(yùn)行）、簡單工件加工、換刀工件加工、DNC加工；(3) 加工中心操作與編程：數(shù)控機(jī)床操作（開機(jī)、回零、手動操作）、數(shù)控機(jī)床編程（程序編輯、對刀、運(yùn)行）、簡單工件加工、換刀工件加工、DNC加工；(4) 數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)調(diào)試：數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)調(diào)試、PMC參數(shù)設(shè)置、PMC功能開發(fā)、在線檢測；(5) PLC編程與調(diào)試：PLC的軟件介紹、三相電機(jī)控制（順序啟動、星三角啟動）、七段數(shù)碼顯示管控制、十字交通燈控制、機(jī)械手控制、四層電梯控制；(6) 觸摸屏編程與調(diào)試實(shí)訓(xùn)：組態(tài)軟件的介紹、組態(tài)基本控件編程、組態(tài)圖形數(shù)據(jù)顯示；(7) 工業(yè)機(jī)器人操作與編程：示教器介紹與手動控制、設(shè)置TCP參數(shù)、基礎(chǔ)平面軌跡編程、復(fù)雜空間軌跡編程、碼垛編程、上下料編程、IO及PLC交互控制等、第7軸控制；(8) RFID操作：RFID設(shè)備介紹、RFID設(shè)備操作；(9) 數(shù)據(jù)采集：Modbus通訊介紹、PLC數(shù)據(jù)采集設(shè)置、機(jī)器人數(shù)據(jù)采集設(shè)置；(10) MES操作：MES系統(tǒng)安裝、MES系統(tǒng)使用、MES系統(tǒng)調(diào)試；(11) 智能產(chǎn)線調(diào)試與操作：智能車削加工、智能銑削加工、智能制造綜合生產(chǎn)線加工、制造單元智能化改造與集成實(shí)驗(yàn)。

二、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)模

（一）儀器設(shè)備

主要購置配備的儀器設(shè)備：

（二）配套設(shè)施

配套設(shè)施包括新建實(shí)驗(yàn)室、車間、桌子、椅子、多媒體授課設(shè)施等，需求面積預(yù)計(jì)200平米。

（三）建設(shè)經(jīng)費(fèi)概算

三、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成效

（一）預(yù)期目標(biāo)

通過1-2年努力，將該實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成為省內(nèi)一流的智能制造實(shí)訓(xùn)室。

（二）建設(shè)水平

建設(shè)省內(nèi)一流的智能制造實(shí)訓(xùn)室。