本發(fā)明涉及一種能夠用于教學(xué)的工業(yè)級實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，同時涉及一教學(xué)方法。

背景技術(shù)：

隨著“工業(yè)4.0”及中國制造2025規(guī)劃的概念的提出，未來制造業(yè)將實(shí)現(xiàn)更高的效率和靈活性，設(shè)備的操作維護(hù)及換代更新更為頻繁。企業(yè)的制造能力在不斷地創(chuàng)新，制造技術(shù)及設(shè)備也在不斷地更新中，企業(yè)為了效益化，在各個高校都會引進(jìn)很多優(yōu)秀人才。在高校畢業(yè)的學(xué)生能盡快融入企業(yè)生產(chǎn)，減少企業(yè)培養(yǎng)專業(yè)人才的周期，才能使得企業(yè)快速地發(fā)展，使得人才資源的利用最佳化。所以高校學(xué)生在高校中，能得到良好的教育培訓(xùn)顯得尤其重要，使得高校的學(xué)生在學(xué)習(xí)階段就能實(shí)地的體驗(yàn)企業(yè)的工藝流程。

就學(xué)校教育范圍而言，為了更好的和工業(yè)4.0以及中國制造2025概念進(jìn)行結(jié)合，需要開展相關(guān)專業(yè)的教育培訓(xùn)，使得高校的教育與企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合，與時代發(fā)展趨勢緊密結(jié)合。提升高校的教育質(zhì)量，擴(kuò)大學(xué)生的知識面及動手水平，使得學(xué)生在高校內(nèi)就能接受企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的模式，促使高校畢業(yè)生更好地融入并服務(wù)于企業(yè)。

但是高校所用的培訓(xùn)系統(tǒng)多為仿真縮小版，其實(shí)訓(xùn)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，使得學(xué)生在培訓(xùn)過程中獲得的技能單一，經(jīng)過高校培育的學(xué)生無法滿足企業(yè)的需求，目前的培訓(xùn)系統(tǒng)僅僅適用于基礎(chǔ)學(xué)科的培訓(xùn)教育。針對綜合實(shí)訓(xùn)，提升學(xué)生的綜合動手能力而言，這些設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足目前實(shí)訓(xùn)所需。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一目的在于提供一教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)及教學(xué)方法，所述教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)得以模擬工業(yè)級實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中主流工業(yè)技術(shù)，便于向?qū)W生直觀地展示每個模塊在工業(yè)生產(chǎn)中的作用，便于提高教學(xué)水平。

本發(fā)明的一目的在于提供一教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)及教學(xué)方法，所述教學(xué)實(shí)訓(xùn)模塊得以實(shí)現(xiàn)自主接收訂單，根據(jù)不同種類的訂單完成相對應(yīng)產(chǎn)品地生產(chǎn)，進(jìn)行產(chǎn)品組裝分揀，并將產(chǎn)品存入庫。

本發(fā)明的一目的在于提供一教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)及教學(xué)方法，所述教學(xué)實(shí)訓(xùn)模塊中的各單元模塊通過一MES控制件相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)無人化生產(chǎn)及控制。

本發(fā)明的一目的在于提供一教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)及教學(xué)方法，一分揀單元得以根據(jù)根據(jù)不同產(chǎn)品的種類，進(jìn)行分類，并將相同類別的產(chǎn)品存儲于同一倉庫。

本發(fā)明的一目的在于提供一教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)及教學(xué)方法，其中一制造單元得以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品或產(chǎn)品配件地智能生產(chǎn)，并進(jìn)行相對應(yīng)地組裝或拆解。

本發(fā)明的一目的在于提供一教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)及教學(xué)方法，所述制造單元包括一3D打印機(jī)、一DELTA機(jī)器人以及以六自由度工業(yè)機(jī)器人，以用戶實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)組裝及拆解。

本發(fā)明的一目的在于提供一教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)及教學(xué)方法，其中一傳輸單元包括一AGV模塊以及一RFID模塊，所述AVG模塊以用于在各個單元之間產(chǎn)品的傳輸，所述RFID模塊得以根據(jù)流轉(zhuǎn)的零件和產(chǎn)品中的芯片來實(shí)時監(jiān)控生產(chǎn)動態(tài)。

本發(fā)明的一目的在于提供一教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)及教學(xué)方法，其中一檢測單元包括一力學(xué)模塊以及一視覺模塊，所述力學(xué)模塊以及所述視覺模塊得以鑒別所述生產(chǎn)單元生產(chǎn)的產(chǎn)品的品質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)在線檢測。

本發(fā)明的一目的在于提供一教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)及教學(xué)方法，其中一分揀單元得以根據(jù)所述檢測單元的檢測結(jié)果進(jìn)行分類分揀，將產(chǎn)品進(jìn)行品質(zhì)歸類。

為實(shí)現(xiàn)上述目的的一種或多種，一教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，以用于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品自動化生產(chǎn)，包括一生產(chǎn)單元，所述生產(chǎn)單元包括一制造單元；和一控制單元，所述控制單元包括一MES控制單元以及一傳輸單元，所述制造單元以及所述傳輸單元分別被電聯(lián)于所述MES控制單元，所述MES控制單元得以驅(qū)動所述制造單元處于所述產(chǎn)品生產(chǎn)狀態(tài)，所述傳輸單元得以驅(qū)動所述產(chǎn)品的傳輸。

在一個優(yōu)選實(shí)施中，其中所述傳輸單元包括一AGV模塊以及一RFID模塊，所述AGV模塊以及所述RFID模塊分別被電聯(lián)于所述MES控制單元，所述AGV模塊以及所述RFID模塊以用于實(shí)現(xiàn)所述產(chǎn)品的傳輸及實(shí)時生產(chǎn)動態(tài)監(jiān)測。

在一個優(yōu)選實(shí)施中，其中所述控制單元進(jìn)一步包括一檢測單元，所述檢測單元被電聯(lián)于所述MES控制單元，所述檢測單元以用于檢測所述產(chǎn)品的生產(chǎn)品質(zhì)。

在一個優(yōu)選實(shí)施中，其中所述檢測單元包括一力學(xué)模塊以及一視覺模塊，所述力學(xué)模塊以及所述視覺模塊得以分別檢測所述產(chǎn)品的生產(chǎn)品質(zhì)。

在一個優(yōu)選實(shí)施中，其中所述控制單元進(jìn)一步包括一分揀單元，所述分揀單元被電聯(lián)于所述MES控制單元，所述分揀單元得以根據(jù)所述檢測單元的反饋信息，根據(jù)所述產(chǎn)品的生產(chǎn)品質(zhì)進(jìn)行分類處理。

在一個優(yōu)選實(shí)施中，其中所述制造單元包括一加工模塊以及一裝解模塊，所述加工模塊以及所述裝解模塊被電聯(lián)于所述MES控制單元，所述加工模塊以用于所述產(chǎn)品的生產(chǎn)，所述裝解單元以用于所述產(chǎn)品的組裝或拆解。

在一個優(yōu)選實(shí)施中，其中所述生產(chǎn)單元進(jìn)一步包括一存儲裝置，所述存儲裝置以用于存儲所述產(chǎn)品及所述產(chǎn)品的配件。

在一個優(yōu)選實(shí)施中，其中所述加工模塊為一3D打印機(jī)、一數(shù)控機(jī)床及一DELTA機(jī)器人的其中一種。

在一個優(yōu)選實(shí)施中，其中所述拆解模塊為所述DELTA機(jī)器人或一六自由度工業(yè)機(jī)器人的其中一種。

在一個優(yōu)選實(shí)施中，其中所述MES控制單元具有一訂單模塊，所述訂單模塊以用于接收產(chǎn)品的生產(chǎn)信息。

本發(fā)明進(jìn)一步提供一教學(xué)方法，其中所述教學(xué)方法包括如下步驟：

(a)通過一MES控制單元驅(qū)動一制造單元處于一產(chǎn)品生產(chǎn)狀態(tài)；和

(b)所述MES控制單元控制一傳輸單元將被所述制造單元生產(chǎn)的產(chǎn)品在一整體生產(chǎn)線中傳輸。

在一個優(yōu)選實(shí)施中，所述教學(xué)方法進(jìn)一步包括步驟：

(c)通過一檢測單元對生產(chǎn)的所述產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測。

在一個優(yōu)選實(shí)施中，所述教學(xué)方法進(jìn)一步包括步驟：

(d)通過一分揀單元對不同質(zhì)量等級的產(chǎn)品進(jìn)行歸類處理。

在一個優(yōu)選實(shí)施中，在所述步驟(a)之前進(jìn)一步包括：通過所述MES控制單元接收訂單信號。

在一個優(yōu)選實(shí)施中，在所述步驟(d)之后進(jìn)一步包括：通過所述傳輸單元將產(chǎn)品存儲于一存儲單元。

在一個優(yōu)選實(shí)施中，所述傳輸單元包括一AGV模塊以及一RFID模塊，所述AGV模塊以及所述RFID模塊得以驅(qū)動所述產(chǎn)品的傳輸及監(jiān)測產(chǎn)品實(shí)時生產(chǎn)動態(tài)。

在一個優(yōu)選實(shí)施中，上述方法中，所述檢測單元包括一力學(xué)模塊以及一視覺模塊，所述力學(xué)模塊以及所述視覺模塊對產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行綜合的分析檢測，并將檢測到的數(shù)據(jù)反饋于所述MES控制單元。

在一個優(yōu)選實(shí)施中，所述步驟(a)中，所述制造單元包括一加工模塊以及一裝解單元，所述加工模塊得以制造所需的產(chǎn)品或產(chǎn)品配件，所述裝解單元得以對所述產(chǎn)品或產(chǎn)品配件進(jìn)行組裝拆解。

在一個優(yōu)選實(shí)施中，所述加工模塊為一3D打印機(jī)、一數(shù)控機(jī)床或一DELTA機(jī)器人中的其中一種。

在一個優(yōu)選實(shí)施中，所述裝解模塊為所述DELTA機(jī)器人或一六自由度工業(yè)機(jī)器人的其中一種。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的整體示意框圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的詳細(xì)示意框圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的整體示意圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的教學(xué)方法的步驟示意圖。

具體實(shí)施方式

以下描述用于揭露本發(fā)明以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。以下描述中的優(yōu)選實(shí)施例只作為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其他顯而易見的變型。在以下描述中界定的本發(fā)明的基本原理可以應(yīng)用于其他實(shí)施方案、變形方案、改進(jìn)方案、等同方案以及沒有背離本發(fā)明的精神和范圍的其他技術(shù)方案。

如圖1所示到圖3，本發(fā)明的一教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)1以用于高校的教育培訓(xùn)，學(xué)生得以根據(jù)所述教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)1更加貼合地了解當(dāng)前企業(yè)生產(chǎn)中各個技術(shù)的作用，其產(chǎn)品生產(chǎn)開發(fā)的流程，便于學(xué)生面向?qū)嵺`，更好地融入如企業(yè)。所述教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)1包括一生產(chǎn)單元10以及一控制單元20，所述控制單元20得以接收產(chǎn)品訂單，并驅(qū)動所述生產(chǎn)單元10進(jìn)行相匹配地生產(chǎn)。其中所述產(chǎn)品訂單包括產(chǎn)品的種類、數(shù)量、形狀等產(chǎn)品的相關(guān)信息，以便于所述生產(chǎn)單元10得以根據(jù)所述訂單信息進(jìn)行生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)智能化地生產(chǎn)模式。從所述控制單元20接受訂單信息到所述生產(chǎn)單元10生產(chǎn)產(chǎn)品，都無需額外人員的操控，所述教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)得以完成產(chǎn)品一體化地生產(chǎn)。

所述生產(chǎn)單元10包括一制造單元11以及一存儲單元12，所述制造單元11得以根據(jù)所述控制單元20的訂單信息自動化地生產(chǎn)預(yù)設(shè)產(chǎn)品，所述制造單元11得以分別制造產(chǎn)品的各零部件，并將所述零部件進(jìn)行組裝拆解等工序。其中所述生產(chǎn)單元11包括一加工模塊111以及一裝解模塊112，所述加工模塊111得以智能生產(chǎn)所述產(chǎn)品或所述產(chǎn)品的配件，所述裝解模塊112通過所述控制單元20將所述加工模塊111生產(chǎn)的產(chǎn)品配件進(jìn)行組裝成成品，或?qū)⒄w所述產(chǎn)品進(jìn)行拆解，便于產(chǎn)品的運(yùn)輸存儲及包裝。優(yōu)選地，所述加工模塊111為一3D打印機(jī)、一數(shù)控機(jī)床或一DELTA機(jī)器人中的其中一種，所述3D打印機(jī)、所述數(shù)控機(jī)床或所述DELTA機(jī)器人得以根據(jù)訂單需求加工所述產(chǎn)品的配件或整體產(chǎn)品。所述3D打印機(jī)技術(shù)為當(dāng)前主流技術(shù)，其得以根據(jù)輸入的產(chǎn)品模型，直接通過打印的模式產(chǎn)生立體產(chǎn)品，所述3D打印機(jī)通過使用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過打印一層層的粘合材料來制造三維的物體，其具有無需機(jī)械加工或模具，就能直接從計算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的物體，從而極大地縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期等特點(diǎn)。所述數(shù)控機(jī)床得以根據(jù)產(chǎn)品尺寸相匹配地生產(chǎn)出產(chǎn)品，所述DELET機(jī)器人三個并聯(lián)的伺服軸確定抓具中心的空間位置實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的加工。其中所述裝解模塊112對從所述制造單元11傳輸過來的產(chǎn)品或產(chǎn)品配件進(jìn)行相對應(yīng)地組裝或拆解，便于對后續(xù)工序中產(chǎn)品的包裝或存儲提供便利。Delta機(jī)器人以其重量輕、體積小、運(yùn)動速度快、定位精確、成本低、效率高等特點(diǎn)，正在市場上被廣泛應(yīng)用。例如所述加工模塊111制造的是產(chǎn)品配件，所述裝解模塊112需要對所述產(chǎn)品配件進(jìn)行組裝，形成一整體的產(chǎn)品；如果所述加工模塊111制造的是整體的產(chǎn)品，所述裝解模塊112得以根據(jù)用戶需求進(jìn)行拆解工序。其中，所述裝解模塊112為所述DELTA機(jī)器人或一六自由度工業(yè)機(jī)器人的其中一種或多種組合。

其中，所述存儲單元12得以存儲所述制造單元11制造的產(chǎn)品或產(chǎn)品配件，或者所述制造單元11制造所需的材料從所述存儲單元12中通過所述控制單元20被傳輸。

值得一提的是，所述控制單元20包括一MES控制單元21以及一傳輸單元22，所述MES控制單元21分別電聯(lián)于所述傳輸單元22以及所述制造單元11，所述MES控制單元21在所述教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)1內(nèi)起到主體的控制作用，所述MES控制單元21驅(qū)動所述制造單元11及所述傳輸單元22根據(jù)不同控制指令處于相對應(yīng)地工作狀態(tài)。所述MES控制單元21是面向整體生產(chǎn)過程中的管理及實(shí)時信息監(jiān)測系統(tǒng)，得以解決不同生產(chǎn)過程中問題。其中所述MES控制件21具有一訂單模塊211，所述訂單模塊211得以接收用戶發(fā)送的訂單信息，進(jìn)而使得所述教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)1接收產(chǎn)品生產(chǎn)的信號，驅(qū)動所述生產(chǎn)單元10處于工作狀態(tài)。

其中，所述傳輸模塊22包括一AGV模塊221以及一RFID模塊222，所述AGV模塊221以及所述RFID模塊222分別設(shè)于所述加工模塊111以及所述裝解模塊112，所述加工模塊111以及所述裝解模塊112得以通過所述傳輸模塊22實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在所述教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)1內(nèi)各功能模塊之間的傳輸，無需人員的操作。

其中，所述AGV模塊221由所述MES模塊21所驅(qū)動控制，所述AGV模塊221為無人搬運(yùn)車(Automated Guided Vehicle簡稱)指裝備有電磁或光學(xué)等自動導(dǎo)引裝置，能夠沿預(yù)設(shè)的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸車，工業(yè)應(yīng)用中不需駕駛員的搬運(yùn)車，以可充電之蓄電池為其動力來源。

所述AGV模塊221以輪式移動為特征，相比較于其他移動機(jī)器人具有行動快捷、工作效率高、結(jié)構(gòu)簡單、可控性強(qiáng)、安全性好等優(yōu)勢。同時所述AGV模塊221的活動區(qū)域無需鋪設(shè)軌道、支座架等固定裝置，不受場地、道路和空間的限制。所述AGV模塊221在自動化物流系統(tǒng)中，最能充分地體現(xiàn)其自動性和柔性，實(shí)現(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)、靈活的無人化生產(chǎn)。

所述RFID模塊222是(Radio Frequency Identification的縮寫)，即頻射識別，是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象，可快速地進(jìn)行物品追蹤和數(shù)據(jù)交換。識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。所述RFID模塊222可識別高速運(yùn)動物體并可同時識別多個標(biāo)簽，操作快捷方便。所述AGV模塊221以及所述RFID模塊222的相互配合使用，使得所述教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)1中產(chǎn)品或配件的傳輸都智能化傳輸，無需人員操控，增加生產(chǎn)效率。

值得一提的是，所述控制單元20進(jìn)一步包括一檢測單元23，所述檢測單元23電聯(lián)于所述MES模塊21，所述檢測單元23得以檢測所述制造單元11傳輸出來的產(chǎn)品或產(chǎn)品配件的質(zhì)量，將分揀出不合格的產(chǎn)品，以用于提高所述教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)1生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。所述檢測單元23進(jìn)一步包括一力學(xué)模塊231以及一視覺模塊232，所述力學(xué)模塊231以及所述視覺模塊232分別電聯(lián)于所述MES控制單元21，產(chǎn)品的質(zhì)量得以通過所述力學(xué)模塊231以及所述視覺模塊232進(jìn)行綜合的分析檢測。所述力學(xué)模塊231以及所述視覺模塊232將檢測到的數(shù)據(jù)反饋于所述MES控制單元21。

值得一提的是，所述控制單元20進(jìn)一步包括一分揀單元24，所述分揀單元24分別電聯(lián)于所述MES控制單元21以及所述檢測單元23，所述檢測單元23對產(chǎn)品的檢測結(jié)果反饋于所述MES控制單元21，所述MES控制單元21通過所述分揀單元24對產(chǎn)品進(jìn)行撒選，保留其高品質(zhì)的產(chǎn)品，剔除有質(zhì)量缺陷的產(chǎn)品。

如圖4所示，本發(fā)明同時涉及一教學(xué)方法2，所述教學(xué)方法2適用于工業(yè)級產(chǎn)品生產(chǎn)，所述教學(xué)方法2的包括步驟：

(a)所述MES控制單元21驅(qū)動所述制造單元11制造出預(yù)設(shè)產(chǎn)品；和

(b)所述MES控制單元控制所述傳輸單元22將產(chǎn)品在整體生產(chǎn)線中智能化地傳輸。

所述教學(xué)方法2進(jìn)一步包括步驟：(c)通過所述檢測單元23對生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測。所述教學(xué)方法2進(jìn)一步包括步驟(d)通過所述分揀單元24對不同質(zhì)量等級的產(chǎn)品進(jìn)行歸類處理。

所述步驟(a)之前進(jìn)一步包括步驟：通過所述MES控制單元接收訂單信號。

所述步驟(d)之后進(jìn)一步包括步驟：通過所述傳輸單元22將產(chǎn)品存儲于所述存儲單元12。

其中，所述傳輸單元22包括一AGV模塊221以及一RFID模塊222，所述AGV模塊221以及所述RFID模塊222分別電聯(lián)于所述MES模塊21，所述AGV模塊221以及所述RFID模塊222驅(qū)動所述產(chǎn)品在所述檢測單元23、所述分揀單元24、所述制造單元11以及存儲單元12之間的智能化傳輸。

其中，所述檢測單元23包括一力學(xué)模塊231以及一視覺模塊232，所述力學(xué)模塊231以及所述視覺模塊232對產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行綜合的分析檢測，并將檢測到的數(shù)據(jù)反饋于所述MES控制單元21。

其中，所述制造單元11包括一加工模塊111以及一裝解單元112，所述加工模塊111得以制造所需的產(chǎn)品或產(chǎn)品配件，所述裝解單元112得以對所述產(chǎn)品或產(chǎn)品配件進(jìn)行組裝拆解，滿足后續(xù)生產(chǎn)工序需求。所述加工模塊111為一3D打印機(jī)、一數(shù)控機(jī)床或一DELTA機(jī)器人中的其中一種；所述裝解模塊112為所述DELTA機(jī)器人或一六自由度工業(yè)機(jī)器人的其中一種或多種組合。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，上述描述及附圖中所示的本發(fā)明的實(shí)施例只作為舉例而并不限制本發(fā)明。本發(fā)明的目的已經(jīng)完整并有效地實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的功能及結(jié)構(gòu)原理已在實(shí)施例中展示和說明，在沒有背離所述原理下，本發(fā)明的實(shí)施方式可以有任何變形或修改。