隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深度演化，全球產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，這已經(jīng)深刻影響行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)和發(fā)展格局。在工業(yè)4.0的浪潮下，面對(duì)新時(shí)期的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，企業(yè)需要在創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)引領(lǐng)下，搶抓新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革先機(jī)，加快綠色低碳轉(zhuǎn)型。在此發(fā)展趨勢(shì)下，自動(dòng)化、信息化生產(chǎn)線的意義愈發(fā)突出，其所帶來(lái)的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品品質(zhì)的提升是助力企業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵所在。

       顯而易見(jiàn)，智能制造的多學(xué)科和跨領(lǐng)域的特征，對(duì)智能制造人才提出了更高的要求。為適應(yīng)國(guó)家制造業(yè)發(fā)展和學(xué)校智能制造人才培養(yǎng)的要求，為進(jìn)一步提升制造領(lǐng)域人才的培養(yǎng)，中科深谷與國(guó)內(nèi)某高校共同打造了“工業(yè)4.0智能制造生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)”，旨在培養(yǎng)高端智能制造復(fù)合型及創(chuàng)新型人才。

智能制造產(chǎn)線

       本項(xiàng)目的智能制造產(chǎn)線由立體倉(cāng)庫(kù)單元、環(huán)型流水線單元、立式數(shù)控銑床加工單元、零部件周轉(zhuǎn)拖盤(pán)機(jī)器人、數(shù)控車床加工中心單元、立式數(shù)控銑床加工單元、雕刻機(jī)單元、開(kāi)源協(xié)作機(jī)器人打磨單元、視覺(jué)檢測(cè)單元、AGV小車搬運(yùn)單元、PLC 工作站單元、總控臺(tái)等組成，通過(guò)總控制臺(tái)下生產(chǎn)訂單，堆垛機(jī)從倉(cāng)儲(chǔ)立庫(kù)中取料，放入接駁臺(tái)，通過(guò)零部件周轉(zhuǎn)機(jī)器人和開(kāi)源協(xié)作機(jī)器人以地軌方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下料，總控臺(tái)自動(dòng)控制車床，銑床，雕刻機(jī)，打磨拋光機(jī)，視覺(jué)檢測(cè)機(jī)。其中雕刻機(jī)部分采用節(jié)卡協(xié)作機(jī)械人、風(fēng)冷主軸、工控機(jī)控制系統(tǒng)組成。

智能制造產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)圖

       整套系統(tǒng)中也包含了開(kāi)源移動(dòng)機(jī)器人、開(kāi)源協(xié)作機(jī)器人、開(kāi)源視覺(jué)系統(tǒng)和開(kāi)源導(dǎo)航系統(tǒng)等。該智能制造系統(tǒng)為機(jī)電一體化、機(jī)器人工程、智能制造工程等多學(xué)科多專業(yè)開(kāi)展教學(xué)、實(shí)訓(xùn)、科研等提供服務(wù)和支撐。

智能制造產(chǎn)線特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

01 機(jī)器視覺(jué)和人工智能柔性化賦能多場(chǎng)景應(yīng)用

       對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)每道工序而言，人、機(jī)器、物料、供應(yīng)方案以及環(huán)境是其關(guān)鍵因素。如何實(shí)現(xiàn)機(jī)器之間數(shù)據(jù)和加工物料的互聯(lián)互通，有效地采集利用數(shù)據(jù)，打通數(shù)據(jù)和設(shè)備孤島，是工廠數(shù)字化、自動(dòng)化和智能化改造的一大難題。為了幫助機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中具備更好地適應(yīng)力，保障高效工作，中科深谷機(jī)器視覺(jué)和人工智能技術(shù)能夠?yàn)椴煌瑘?chǎng)景、不同需求的制造商，提供基于機(jī)器視覺(jué)與人工智能技術(shù)運(yùn)用的柔性化解決方案，通過(guò)深度學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，提取圖像深層特征、識(shí)別環(huán)境及目標(biāo)物體，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人的視覺(jué)導(dǎo)航、加工的產(chǎn)品的視覺(jué)檢測(cè)與機(jī)械臂的目標(biāo)定位等功能，從傳統(tǒng)、固定的作業(yè)流程、人工轉(zhuǎn)運(yùn)和人工檢測(cè)，提升至機(jī)器人自主導(dǎo)航和自主轉(zhuǎn)運(yùn)、自主檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)無(wú)需人為干預(yù)的自動(dòng)化、柔性化作業(yè)。

02 智能、高效、靈活、開(kāi)源多優(yōu)勢(shì)賦能

一站式存儲(chǔ)、下單、運(yùn)送、加工、檢測(cè)

       通過(guò)立體倉(cāng)庫(kù)單元、環(huán)型流水線單元、零部件周轉(zhuǎn)機(jī)器人、數(shù)控車床加工中心單元、立式數(shù)控銑床加工單元、雕刻機(jī)單元、開(kāi)源協(xié)作機(jī)器人打磨單元、視覺(jué)檢測(cè)單元、AGV 小車搬運(yùn)單元、PLC工作站單元、總控臺(tái)，實(shí)現(xiàn)客戶一站式倉(cāng)儲(chǔ)、下單、輸送、加工、檢測(cè)環(huán)節(jié)的全流程自動(dòng)化的需求。無(wú)人化智能設(shè)備“采”“運(yùn)”“選”“儲(chǔ)”相結(jié)合，系統(tǒng)可完成物件的自動(dòng)檢測(cè)與位置信息的獲取、物件的自動(dòng)撿取和放置、載件托盤(pán)在傳送帶上的循環(huán)輸送、物件的自動(dòng)卸載、無(wú)人搬運(yùn)等操作過(guò)程。

無(wú)人化倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)

       無(wú)人化倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，采用工業(yè)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)技術(shù)，快速高效存儲(chǔ)產(chǎn)品，標(biāo)識(shí)各個(gè)倉(cāng)庫(kù)產(chǎn)品種類，免去人工枯燥乏味的重復(fù)性體力勞動(dòng)，提高生產(chǎn)效率，讓工作變得簡(jiǎn)單而有趣，并且倉(cāng)儲(chǔ)管理可靠，避免出錯(cuò)，系統(tǒng)開(kāi)源，滿足二次升級(jí)開(kāi)發(fā)需求，可以連接MES系統(tǒng)，滿足數(shù)據(jù)的可視化需求。

開(kāi)源的機(jī)器人、視覺(jué)檢測(cè)、總控系統(tǒng)，通用靈活，易擴(kuò)展......

       開(kāi)源的移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)由驅(qū)控一體化移動(dòng)底盤(pán)、避障傳感器系統(tǒng)、激光雷達(dá)導(dǎo)航系統(tǒng)、3D深度視覺(jué)系統(tǒng)和基于5G網(wǎng)絡(luò)的通訊系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)提供底層電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制設(shè)計(jì)、移動(dòng)導(dǎo)航定位研究、機(jī)器視覺(jué)開(kāi)發(fā)和場(chǎng)景應(yīng)用、5G通信遠(yuǎn)程控制應(yīng)用等技術(shù)。可方便進(jìn)行室內(nèi)和室外自主導(dǎo)航、物料搬運(yùn)、遠(yuǎn)程控制等研究。

01 機(jī)械臂開(kāi)源

       機(jī)械臂的控制系統(tǒng)全部開(kāi)源，伺服驅(qū)動(dòng)器是自主研發(fā)，提供正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)、笛卡爾空間和關(guān)節(jié)空間的軌跡規(guī)劃、重力補(bǔ)償、零力拖動(dòng)示教、柔順控制（阻抗控制）等運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)算法實(shí)驗(yàn)案例。

02 視覺(jué)檢測(cè)開(kāi)源

       該系統(tǒng)采用ROS通訊架構(gòu)，通用靈活，易擴(kuò)展，各子模塊均提供ROS接口，可以靈活調(diào)整相機(jī)的安裝方式，滿足Eye-to-hand和Eye-in-hand的使用需求，控制系統(tǒng)可以快速匹配不同的相機(jī)安裝方式進(jìn)行手眼標(biāo)定和控制，使用OpenCV進(jìn)行開(kāi)發(fā)，提供開(kāi)源的圖像處理算法和應(yīng)用案例，在該平臺(tái)的基礎(chǔ)上，可以搭建開(kāi)發(fā)各種場(chǎng)景的視覺(jué)抓取應(yīng)用。

03 總控開(kāi)源

       總控平臺(tái)主要由單相電網(wǎng)電壓指示、電源控制部分、控制主機(jī)、狀態(tài)指示燈、10.4 英寸工業(yè)彩色觸摸屏 S7-315 主機(jī)、電腦等組成，主要完成監(jiān)視各分站的工作狀態(tài)并協(xié)調(diào)各站運(yùn)行，完成工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的集成。它帶有電源總 控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)，產(chǎn)線處的有數(shù)據(jù)均可從總控制臺(tái)收集獲取，可通過(guò)總控調(diào)度分配各個(gè)模塊的工作職能。

學(xué)生實(shí)訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)圖

智能制造產(chǎn)線系統(tǒng)組成部件

       智能制造產(chǎn)線不僅可用于印章篆刻加工，還可用于小型精密機(jī)械機(jī)電產(chǎn)品、工藝品的自動(dòng)化加工。該平臺(tái)的出現(xiàn)，搭建了一條真實(shí)先進(jìn)的“生產(chǎn)線”，可以在高校真實(shí)實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益精益化、少人乃至無(wú)人化、產(chǎn)出最大化，真正賦能高校的教學(xué)與實(shí)訓(xùn)，也通過(guò)開(kāi)源平臺(tái)實(shí)現(xiàn)賦能高校的學(xué)生創(chuàng)新與教師團(tuán)隊(duì)研發(fā)需求。

       中科深谷立足產(chǎn)業(yè)，持續(xù)聚焦中高端人才培養(yǎng)，提供教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝備、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、產(chǎn)學(xué)研合作、師資培訓(xùn)、專業(yè)建設(shè)、課程資源開(kāi)發(fā)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等一體化服務(wù)。未來(lái)中科深谷將持續(xù)憑借人才優(yōu)勢(shì)和先進(jìn)技術(shù)，助力制造業(yè)和人才培養(yǎng)更新蝶變。