智能制造工業(yè)產(chǎn)線虛擬仿真實驗室建設(shè)方案
一、實驗室初步建設(shè)方案
（一）實驗室建設(shè)清單
| 序號 | 建設(shè)內(nèi)容（產(chǎn)品名稱） | 數(shù)量 | 單位 | 單價（萬元） | 總價（萬元） |
| 1 | 智能制造產(chǎn)線設(shè)計與規(guī)劃軟件 | 41 | 點 | 2 | 82 |
| 2 | 電腦鍵鼠套裝 | 41 | 套 | 0.5 | 20.5 |
| 3 | 桌椅套裝 | 41 | 套 | 0.5 | 20.5 |
| 5 | 等等 | ... | ... | ... | ... |
| 合計 | 123 | ||||
智能制造工業(yè)產(chǎn)線虛擬仿真實驗室是集合了機器人模型與生產(chǎn)線規(guī)劃軟件的純軟件一體化教學(xué)。采用模塊化設(shè)計研發(fā)理念，結(jié)合虛擬仿真和物理引擎的尖端技術(shù)，專為高等教育學(xué)習(xí)實踐而特別研發(fā)設(shè)計，可以滿足多元化的教學(xué)理論內(nèi)容和實踐工程培訓(xùn)。以各個智能制造行業(yè)的實際工程案例為原型，還原各種實際工藝模塊，強化了學(xué)生在理論和實踐的綜合性能力，同時豐富項目案例經(jīng)驗，成為學(xué)生在未來就業(yè)的核心競爭優(yōu)勢。
圖1 智能產(chǎn)線系統(tǒng)建模與仿真實驗室示意圖
（三）實訓(xùn)室建設(shè)內(nèi)容簡介
1.智能制造產(chǎn)線設(shè)計與規(guī)劃軟件
1.1超大模型庫
1.1.1模型的組成
針對自動化方案設(shè)計需求，軟件將模型庫橫向分為了8大類，縱向分成了四大行業(yè)，基本上涵蓋了智能產(chǎn)線日常教學(xué)所需要的模型，庫內(nèi)目前模型資產(chǎn)總數(shù)超過28000個，其中包含四六軸機器人1000+ ；模組類機器人2000+ ；加工中心設(shè)備1500+ ；標(biāo)準(zhǔn)加工件2000+ ；傳感器800+ ；氣動元件1600+ ；末端執(zhí)行器1000+ 等。
圖1 超大工業(yè)模型庫
其他模件類模型涵蓋了眾多在自動化產(chǎn)線中常使用的各種功能裝置、結(jié)構(gòu)件或執(zhí)行元件。其中供料裝置由供料倉、tray盤上料、振動盤、供料轉(zhuǎn)臺、彈夾供料機構(gòu)、供料專機組成；移料裝置由輸送線、過渡機構(gòu)、提升機、RGV、移載機構(gòu)組成；工藝裝置由機床類、注塑機、沖床、變位機、激光切割機、折彎機、熱焊機、充磁機、非標(biāo)工藝組件組成；輔助裝置由輔助工具、框架、控制交互、安全圍欄、存料容器組成；標(biāo)準(zhǔn)件由氣動類、液壓類、電動類、傳動類、傳感器、視覺相機、專用儀器、機械標(biāo)準(zhǔn)件組成；基礎(chǔ)幾何體由塊、鈑金、型材組成，物料由光伏產(chǎn)品原料、泵與電機產(chǎn)品原料、鋰電產(chǎn)品原料、汽車產(chǎn)品原料、3C產(chǎn)品原料、其他產(chǎn)品原料組成；外部件由一些非標(biāo)類的組件組成。
1.1.2模型的使用
(1)模型搜索：可在搜索輸入框輸入相應(yīng)的關(guān)鍵字，芯工廠軟件模型庫中的每一個模型都添加了相關(guān)標(biāo)簽，在用戶在搜索框中輸入關(guān)鍵字后，點擊“搜索”便能夠檢索出相關(guān)模型。
圖2 模型搜索
(2)模型篩選：除了模型的搜索外，可通過分類標(biāo)簽的形式來篩選想要的模型。可點選機器人、供料裝置、移料裝置等分類，同時可在屬性中利用規(guī)格參數(shù)進一步篩選，如下圖是對機器人的負載、軸行程、軸轉(zhuǎn)角、重復(fù)定位精度參數(shù)等進行篩選。
圖3 模型篩選
(3)模型標(biāo)簽：庫中每一個模型的顯示圖片上有收藏、詳情及參數(shù)化等關(guān)鍵信息的圖標(biāo)。用戶可以對某一模型進行收藏、或查看模型的詳細信息。
模型收藏，用戶點擊收藏圖標(biāo)，顏色保持藍綠色后，即可在已收藏中找到該模型；再次點擊取消收藏。
圖4 模型收藏按鈕
模型詳情，鼠標(biāo)移動至模型的詳情按鈕上，可顯示模型的詳細信息。模型詳情包含模型名稱，型號，標(biāo)簽，分類組成，收藏狀態(tài)，詢價接口，規(guī)格參數(shù)，詳情介紹；便于用戶了解模型的具體信息。
圖5 模型詳情界面
1.1.3模型的參數(shù)化
模型參數(shù)化是軟件的一大特色，該類模型可依據(jù)學(xué)生的需求，進行外觀，尺寸，型號等多方面的改變，且變化基于實際工藝場景，與市場物料對應(yīng)；參數(shù)化模型可大大減少用戶選型，替換，格式轉(zhuǎn)化等繁瑣的步驟，節(jié)約用戶時間成本。在模型庫的各個分類中，都可找到參數(shù)化模型。用戶點擊參數(shù)化，彈出參數(shù)化交互界面，進行設(shè)置，場景內(nèi)模型變?yōu)橛脩羲O(shè)置參數(shù)對應(yīng)的模型。
圖6 參數(shù)化修改按鈕
模型庫中的機器人可以進行參數(shù)化選型，用來適配多變的工業(yè)應(yīng)用場景，節(jié)省用戶選型時間；完成選型后，搭建仿真得到滿意結(jié)果可以直接放入產(chǎn)線進行仿真。下圖為模組機器人的參數(shù)化過程。點擊參數(shù)化按鈕后，可對模組機器人的各個軸行程，方向，模塊規(guī)格做參數(shù)化設(shè)計；用戶可以通過拖拉調(diào)整模組機器人的各軸行程（步進值為50mm），四方向可選，模組機器人的核心規(guī)格與底座規(guī)格可選，不同負載對應(yīng)不同規(guī)格，最終根據(jù)不同參數(shù)搭配完成選型。
圖7 參數(shù)化修改界面
模型庫中除機器人可參數(shù)化以外，模件也是可參數(shù)化的，通過不同型材的選擇，不同結(jié)構(gòu)形式的變化，來完成模件的選型，以雙列皮帶線為例，介紹模件參數(shù)化的過程。雙列皮帶線運用連續(xù)或間歇運動來輸送各種輕重不同的物品，在工業(yè)自動化場景中應(yīng)用廣泛，我們依據(jù)皮帶線制作工藝設(shè)計了雙列皮帶線參數(shù)化功能。雙列皮帶線參數(shù)化功能有電機位置，皮帶節(jié)距，帶輪中心距，支架類型，支架數(shù)量，支架長度組成；每個參數(shù)變化與皮帶線生產(chǎn)組裝工藝一一對應(yīng)。
圖8 雙列皮帶模型參數(shù)化
1.1.4模型的上傳
支持學(xué)生將自主創(chuàng)建的模型導(dǎo)入進FSM軟件中進行仿真使用，模型經(jīng)過配置后可實現(xiàn)芯工廠系統(tǒng)庫內(nèi)模型的全部功能。軟件支持solidworks；max；skp；catia；prt；dwg；3dm；blender；iges；jt；stl；obj；fbx；glb；ply；dae等20余種格式的模型導(dǎo)入。芯工廠FSM軟件同時也支持學(xué)生對平移軸、旋轉(zhuǎn)軸（如軸組、變位機）；標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)機器人（如六軸機器人、Scara機器人）；IO類模型（如夾爪、氣缸）等類型模型進行導(dǎo)入a和配置。
圖9 上傳自建模型
1.1.5模型的二次編輯
模型上傳后，后臺將自動對模型進行處理，處理內(nèi)容包括格式轉(zhuǎn)化和輕量化，模型將統(tǒng)一被轉(zhuǎn)化成GLB模型格式，并自動進行輕度輕量化處理。除此之外，仍需要對模型做以下二次處理：
(1)運動關(guān)節(jié)點位配置：模型需要經(jīng)過關(guān)節(jié)點位的配置后才可以真正具備運動相關(guān)屬性，如：旋轉(zhuǎn)，平移，方向，限位，速度，加速度等。
圖10 運動關(guān)節(jié)點位配置頁面
(2)IO控制器配置：IO類型模型在伺服類型的基礎(chǔ)上，再額外增加IO驅(qū)動器的配置。
圖11 IO控制器配置頁面
(3)機器人運動學(xué)配置：機器人模型的配置支持根據(jù)機器人的官方說明進行運動學(xué)參數(shù)配置，以下列舉ABB機器人的配置。
導(dǎo)入ABB官網(wǎng)下載的IRB1100機器人模型，點擊“建立機構(gòu)或機器人”，選擇對應(yīng)機器人構(gòu)型。（模型已事先在個人中心-模型管理處上傳）
圖12 ABB機器人導(dǎo)入頁面
點擊“建立機構(gòu)或機器人”，選擇對應(yīng)機器人構(gòu)型。根據(jù)官網(wǎng)機器人規(guī)格圖進行具體參數(shù)的填寫。
圖13 機器人構(gòu)建頁面
系統(tǒng)將自動生成并配置完成全部組件和鏈接節(jié)點，此時需要將模型和鏈接節(jié)點進行綁定。
圖14 機器人構(gòu)建頁面
(4)模型渲染配置：軟件還支持對模型進行材質(zhì)，顏色，粗糙度，金屬度，貼圖，法線貼圖等進行渲染配置，讓學(xué)生可以創(chuàng)造出屬于自己的工業(yè)模型。
圖15 模型渲染界面
圖16 模型色彩渲染
1.2工業(yè)產(chǎn)線搭建
1.2.1模型布局基礎(chǔ)功能
依托豐富的模型庫，在進行方案搭建時能夠迅速在庫內(nèi)快速搜索到相對應(yīng)的模型，并且能夠通過參數(shù)化功能快速調(diào)整模型尺寸以配備產(chǎn)線，結(jié)合陣列、面對齊等智能布局，能夠快速完成方案的搭建。針對傳統(tǒng)方案設(shè)計中搭建速度慢的問題，芯工廠集成多種智能搭建功能，包括陣列、面對齊、面貼合.(末端)快速裝配等。
(1)位姿功能：該功能主要用于模型在場景中的移動旋轉(zhuǎn)，是搭建過程中最基本的操作。
(2)陣列功能：該功能主要實現(xiàn)模型按照一定方式均勻復(fù)制分布，目前支持線性陣列和環(huán)形陣列。
(3)測量功能：該功能主要用于幾個模型組裝配合前進行提前的測量，是我們搭建過程中的輔助操作。
面對齊功能：該功能主要用于幾個模型間的配合，是我們搭建過程中最主要的操作。
(5)隱藏/顯示功能：這兩個功能主要用于隱藏顯示坐標(biāo)系、背景線，是我們搭建過程的輔助操作。
1.2.2模型搭建基礎(chǔ)功能
(1)面貼和功能：該功能主要用于幫助學(xué)生快速實現(xiàn)模型之間的貼合，以六軸機器人安裝底座作為示范。
(2)添加坐標(biāo)系功能：該功能主要用于在模型上新建坐標(biāo)系并輔助用戶搭建�？蓪δＰ偷捻旤c、邊、面、圓心、原點、包圍框進行新建坐標(biāo)。并通過法向?qū)R和捕捉模式輔助坐標(biāo)系建立。
(3)復(fù)制與刪除功能：選中模型并且點擊右鍵的“復(fù)制”即可拖出一個相同模型，選中模型并且點擊右鍵的“刪除”即可刪去選中模型。
(4)鎖定功能：選中模型并且點擊右鍵的“鎖定”，該模型包圍框變成黑色，代表完成鎖定。
(5)隱藏功能：選中模型并且點擊右鍵的“隱藏”，即可實現(xiàn)模型的隱藏。
(6)聚焦功能：選中模型并且點擊右鍵的“聚焦”，即可將其聚焦在統(tǒng)一視角下。
(7)綁定與解綁功能：該功能主要用于確定物體的子父級關(guān)系。選中模型并且點擊右鍵的“綁定”，立即出現(xiàn)藍色箭頭引導(dǎo)用戶選擇需要綁定的父級模型。想要取消綁定，再次點擊右鍵的“解綁”即可。
(8)組合功能：該功能主要用于實現(xiàn)多模型的統(tǒng)一操作。學(xué)生可以框選需要組合在一起的模型，并且點擊右鍵的“組合”。想要取消組合，再次點擊右鍵的“解除組合”即可。
(9)配置IO功能：該功能主要用于配置模型本身的運動屬性。為了實現(xiàn)場景的仿真運動，F(xiàn)SM軟件對大量模型設(shè)計運動參數(shù)的配置，包含移料機構(gòu)的輸送、物料的生成、傳感器的觸發(fā)、頂升機構(gòu)的頂起等。在模型庫中有I0配置的模型都會I0配置標(biāo)識。選中模型并且點擊右鍵的“配置IO”，配置IO面板主要由動作和參數(shù)組成。
(10)坐標(biāo)系功能：在物體表面或者物體外包圍框上建立坐標(biāo)系后，可對坐標(biāo)系進行操作。
坐標(biāo)系功能可分為：刪除坐標(biāo)系、平移坐標(biāo)系、對齊坐標(biāo)系、旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系、解綁坐標(biāo)系等五個功能。
(11)文字輸入功能：軟件支持文字面板的模型，右鍵含有貼字功能。該功能可為產(chǎn)線提供布局、工藝等內(nèi)容的描述，讓學(xué)生交作業(yè)時有更好的說明。
1.3工業(yè)機器人與產(chǎn)線組件的編程
1.3.1示教編程頁面介紹
智能示教編程包括示教、智能編程兩個部分，并且兩個模塊相互關(guān)聯(lián)、相互結(jié)合。能夠?qū)崿F(xiàn)：(1)對機器人進行關(guān)節(jié)空間或笛卡爾空間的示教，記錄相應(yīng)點位，生成相關(guān)程序，實現(xiàn)仿真；(2)單個機器人快速生成工藝包程序，無需逐個點進行示教、調(diào)整位姿，即能實現(xiàn)仿真。
學(xué)生可通過示教完成產(chǎn)線的一部分程序編輯，通過智能編程完成工藝程序快速生成，再通過程序添加一系列邏輯(包括循環(huán)、多機器人調(diào)度等)進行整條產(chǎn)線的運動調(diào)度，實現(xiàn)整條產(chǎn)線多機器人模式下的仿真。
示教編程面板主要分為示教面板、程序面板、變量面板、導(dǎo)出程序四個部分。
(1)示教頁面：
示教速度：代表示教時機械臂移動的速度，可進行手動調(diào)動，默認速度為0.30。
復(fù)位：復(fù)位按鈕，即對機器人執(zhí)行復(fù)位置零操作，恢復(fù)至未運行的初始狀態(tài)。
顯示軌跡：勾選，可顯示目前程序里機器人的軌跡路徑。默認不勾選。
顯示點位：勾選，可顯示程序里機器人的點位坐標(biāo)。默認勾選。
XYZ與RX\RY\RZ：在選定的坐標(biāo)系基準(zhǔn)下，機器人的位置與姿態(tài)
用戶坐標(biāo)：相對于工件或夾具建立的坐標(biāo)系。建立用戶坐標(biāo)后，移動或旋轉(zhuǎn)夾具時無需重新編程。默認用戶坐標(biāo)系為機器人本身的基坐標(biāo)。點擊用戶坐標(biāo)系設(shè)置按鈕則進入用戶坐標(biāo)界面，有選擇節(jié)點、特征點選擇、輸入坐標(biāo)、修改名稱等操作。
工具坐標(biāo)：即安裝在機器人末端的工具坐標(biāo)系。建立工具坐標(biāo)后，機器人的軌跡需要沿著選定的工具坐標(biāo)系走。默認工具坐標(biāo)系為機器人六軸法蘭法向點擊工具設(shè)置按鈕則進入工具屬性界面，有選擇節(jié)點、特征點選擇、輸入坐標(biāo)、修改名稱等操作。
添加笛卡爾路徑點：添加直線運動點(MovL)，示教得到機器人的姿態(tài)后，通過點擊添加笛卡爾路徑點在U3D場景中記錄相應(yīng)的路徑點。
添加關(guān)節(jié)路徑點：添加關(guān)節(jié)運動點(MovJ)，示教得到機器人的姿態(tài)后，通過點擊添加關(guān)節(jié)路徑點在U3D場景中記錄相應(yīng)的路徑點。
關(guān)節(jié)設(shè)置：通過點擊加減符號以及輸入數(shù)值來完成對U3D場景中的機器人示教。關(guān)節(jié)與實際機器人的軸-一對應(yīng)。
拖拽示教：通過拖拽的方式實現(xiàn)示教。點擊“拖拽示教”按鈕后，用戶可用鼠標(biāo)拖拽關(guān)節(jié)和坐標(biāo)系，進行關(guān)節(jié)示教和笛卡爾示教。
捕捉功能：可在場景中直接以模型特征點為機器人空間點，并根據(jù)空間點改變機器人姿態(tài)。進入捕捉功能后，用戶可選擇法向?qū)R和捕捉類型。法向?qū)R表示機器人工具坐標(biāo)系的哪個軸對準(zhǔn)特征點Z軸，捕捉類型表示在什么類型上捕捉特征點，包括面，邊，圓心，坐標(biāo)系等。
(2)程序頁面：機器人的程序面板包含：子程序列表、機器人的快捷指令，程序編輯面板以及相應(yīng)的動作屬性。子程序為用戶提供了一種整理程序的方式，可進行創(chuàng)建、復(fù)制和刪除的操作，同時“CALL”語句可以實現(xiàn)對子程序的調(diào)用。在程序編輯面板中可對指令進行增刪改查操作，如下圖所示可進行程序的復(fù)制、粘貼、刪除、剪切操作，可通過按住某一行程序進行上下移的，來完成對程序面板上的程序進行調(diào)整順序的操作。
動作屬性：下方的動作屬性可對當(dāng)前軌跡點的各個參數(shù)進行修改。
坐標(biāo)：若此點為關(guān)節(jié)路徑點，則可選擇相應(yīng)的參考坐標(biāo)系，對各個關(guān)節(jié)的姿態(tài)進行編輯；若此點為笛卡爾路徑點，則可選擇相應(yīng)的參考坐標(biāo)系，對當(dāng)前點的XYZ與RXRYRZ進行編輯修改。
名稱：可對當(dāng)前軌跡點的名稱進行修改或者自定義。
基坐標(biāo)：默認是父坐標(biāo)系，即以機器人底座的中點為坐標(biāo)原點。
工具：即對工具坐標(biāo)系進行選擇以及設(shè)置。點擊工具設(shè)置按鈕則進入工具屬性界面。對工具坐標(biāo)系進行選擇、選擇基準(zhǔn)坐標(biāo)系、修改名稱等操作。
速度：即機器人軌跡移動至當(dāng)前軌跡點的速度。
(3)變量頁面：機器人的變量面板，可對程序中的變量進行添加與修改。點擊“+”可對變量進行添加，點擊“刪除”可對選中變量進行刪除。變量類型有int(整數(shù)類型)、float(浮點數(shù)類型)、bool(布爾類型)、string(字符串類型)四種類型。同時可對變量名稱進行編輯，對變量類型進行選擇，對初始值進行手動輸入。
1.3.2編程語句介紹
軟件虛擬編程語句大概分為以下幾類：(1)運動指令；(2)I0指令；(3)通訊指令；(4)邏輯指令；(5)數(shù)學(xué)函數(shù)庫；(6)任務(wù)指令，以下為其中常用指令介紹，更多指令說明參考《ROCO編程手冊》。目前軟件中的低代碼基礎(chǔ)編程語句一共有9條指令：
PTP：即Mov J，關(guān)節(jié)插補指令，機器人的末端中心點從一個位置移動到另一個位置，兩個位置之間的路徑不一定是直線，而是選擇最快的軌道。一般情況下最快的軌道并不是最短的軌道，也就是說并非直線，因機器人軸進行回轉(zhuǎn)運動，所以曲線軌道比直線軌道進行更快。
LINE：即Mov L，直線插補指令，機器人末端中心點從起點到終點之間的路徑始終保持直線。
MOVC：即Move C，弧線運動指令，機器人未端中心點經(jīng)過由起始點、中間點和結(jié)束點組成的圓弧。
IO：進行工具與相對應(yīng)動作的綁定。在動作屬性中進行工具與相對應(yīng)動作的選擇。
IF：進行if else 判定的語句，if后（）的內(nèi)容為真，執(zhí)行if語句，否則執(zhí)行else語句中的內(nèi)容。點擊if語句后的“+”，對else if 語句進行添加。
WAIT：當(dāng)變量值為true或false的判定語句，滿足（）后面的語句，則執(zhí)行下列的語句。需要在變量面板上進行初始布爾類型變量值的確定。
ASSIGN：修改變量的操作指令，根據(jù)不同的變量名稱，更換值表達式，值表達式的類型需要與初始設(shè)置變量的數(shù)據(jù)類型保持一致。
WHILE：while循環(huán)指令，當(dāng)while后（）內(nèi)的值為真時，循環(huán)執(zhí)行while內(nèi)部語句。
LOOP：loop循環(huán)指令，當(dāng)loop后（）內(nèi)為循環(huán)次數(shù)，按次數(shù)循環(huán)執(zhí)行所包含的下方程序。
DELAY：延時指令，在延遲特定時長后，再執(zhí)行delay語句下方的程序。
CALL：調(diào)用指令，可在程序中運行子程序內(nèi)容
1.3.3智能編程功能
傳統(tǒng)示教方法是通過人工移動機器人未端到操作對象關(guān)鍵點，通過人工示教的方法記錄編程路徑點，該操作往往需要多次對齊、重復(fù)調(diào)試，這大大增加了示教的難度，降低了示教的效率。
在應(yīng)用場景內(nèi)，用戶在進行機器人編程時，需要逐個示教或者逐個選擇場景中的路徑點，進行程序編輯。對于部分只懂方案搭建，并沒有機器人編程基礎(chǔ)的學(xué)生，或者是想要快速生成基礎(chǔ)程序、讓機器人運動起來的用戶來說，過程較為繁瑣。軟件通過智能示教技術(shù)、人工智能和代碼自動生成技術(shù)，降低了編程門檻，使沒有相關(guān)知識的工人或者工藝師，也能直接編程。通過智能示教功能，可通過示教界面控制機器人軸關(guān)節(jié)運動，并能實時監(jiān)控當(dāng)前關(guān)節(jié)位置和空間位置信息�？杀M量縮短可靠的機器人運行程序所需的時間，優(yōu)化工作流程，提高工作效率。
(1)上料下料：加工工件通常需要經(jīng)過多道加工工序，將原料從上料/下料機構(gòu)轉(zhuǎn)移到上料/下料點，保證加工工件在整個系統(tǒng)中的自然有序流轉(zhuǎn)，是生產(chǎn)線中最常見的加工工序。智能編程時需要對上料/下料工件、上料/下料的起始點、上料/下料的終點進行設(shè)置；
圖1 智能編程-碼垛程序自生成
(2)裝配：常用裝配流程。智能編程時需要對裝配參數(shù)進行設(shè)置；
(3)點膠：點膠工藝。智能編程時需要對點膠目標(biāo)物、點膠軌跡、軌跡特征等參數(shù)進行設(shè)置；
圖1 智能編程-點膠程序自生成
焊接：機器人在生產(chǎn)中放置和處理一種或多種材料之間的焊縫。按照焊接工藝方法不同，可分為點焊弧焊等。智能編程時學(xué)生可對焊接的類型、焊接軌跡、軌跡特征等參數(shù)進行設(shè)置；
圖1 智能編程-雙機焊接程序自生成
(5)打磨：借助粗糙物體(含有較高硬度顆粒的砂紙等)來通過摩擦改變材料表面物理性能的一種加工方法，機器人進行打磨工藝對精確度要求較高。智能編程時對打磨軌跡、打磨角度、打磨間距、最小打磨距離、打磨面等基本打磨參數(shù)進行設(shè)置。
1.3.4程序與變量的導(dǎo)出
示教面板上方“導(dǎo)出點位”、“導(dǎo)出程序”“導(dǎo)出I0”按鈕，分別支持對當(dāng)前點位表、程序、10的導(dǎo)出。
1.4工業(yè)產(chǎn)線的驗證與優(yōu)化
1.4.1產(chǎn)線機器人程序驗證
學(xué)生可以將自己寫好的機器人程序復(fù)制或者導(dǎo)入到相對應(yīng)機器人的示教編程頁面，進行程序的驗證，看機器人是否按照自己設(shè)想的軌跡進行運動。
1.4.2產(chǎn)線機器人可達性驗證
(1)碰撞檢測：避免運動過程中機器人之間以及執(zhí)行機構(gòu)與工裝之間發(fā)生碰撞或干涉。開啟碰撞檢測，點擊開始仿真，程序運行期間，對象發(fā)生碰撞時，會出現(xiàn)高亮效果。
(2)奇異點規(guī)避：對運動過程中的各機器人軌跡點進行奇異位型檢查。
(3)可達性檢測：對機器人動作目標(biāo)任務(wù)點進行可達性檢查。
1.4.3產(chǎn)線產(chǎn)能設(shè)計與優(yōu)化
(1)多機協(xié)同：以不發(fā)生干涉為基礎(chǔ)，針對多機器人需要協(xié)同作業(yè)的場景，進行協(xié)同作業(yè)規(guī)劃，從而確定多機最優(yōu)軌跡。
(2)過程模擬：對建立好的模型進行流程仿真驗證。邏輯為通過檢測方案是否按照預(yù)期的流程進行工作，得出效率參考數(shù)據(jù)。
(3)時序優(yōu)化：對系統(tǒng)整體進行時序仿真，分析系統(tǒng)設(shè)備運行效率、瓶頸工位，縮短系統(tǒng)整體作業(yè)時間，提高系統(tǒng)作業(yè)節(jié)拍及效率。
(4)節(jié)拍測算：根據(jù)各執(zhí)行結(jié)構(gòu)時序及邏輯規(guī)劃，綜合計算各工站及生產(chǎn)線體的節(jié)拍效率，為方案設(shè)計提供理論依據(jù)。
2.智能制造工業(yè)產(chǎn)線教學(xué)案例與實驗指導(dǎo)書
2.1智能制造工業(yè)產(chǎn)線教學(xué)案例
圖1 光伏智能制造教學(xué)產(chǎn)線
圖2 新能源汽車智能制造教學(xué)產(chǎn)線
圖3 鋰電池PACK智能產(chǎn)線
圖4 倉儲立庫智能工廠教學(xué)案例
圖5 鈑金搬運智能產(chǎn)線
圖6 車身側(cè)焊智能產(chǎn)線
圖7 光伏接線盒智能產(chǎn)線
圖8 鋰電池組裝智能產(chǎn)線
圖9 汽車元寶梁焊接智能產(chǎn)線
圖10 電機組裝智能產(chǎn)線
圖11 新能源汽車裝配焊接智能產(chǎn)線
2.2實驗指導(dǎo)書
2.2.1《智能制造產(chǎn)線設(shè)計與規(guī)劃軟件使用說明書》
2.2.2《編程手冊》