項目一智能生產(chǎn)線數(shù)字化集成技術(shù)概述01學(xué)習(xí)情境02學(xué)習(xí)目標目錄Contents03任務(wù)書與任務(wù)分組05任務(wù)實施04引導(dǎo)問題學(xué)習(xí)情境01學(xué)習(xí)情境4當(dāng)前，我國雖已成為全球唯一擁有全部工業(yè)門類的制造業(yè)大國，制造業(yè)增加值占全球30%，但在核心技術(shù)自主化、高端產(chǎn)品占比、生產(chǎn)效率等方面仍存短板。2021年《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》明確提出，“新一代信息技術(shù)與先進制造技術(shù)加速融合，為制造業(yè)高端化、智能化、綠色化提供歷史機遇”，而工業(yè)仿真技術(shù)作為工業(yè)4.0的“物理引擎”、工業(yè)軟件的核心分支，正是破解“效率黑箱”、推動制造業(yè)升級的關(guān)鍵工具。學(xué)習(xí)目標知識目標|技能目標|素質(zhì)目標02學(xué)習(xí)目標6理解工業(yè)仿真技術(shù)的概念了解工業(yè)仿真技術(shù)的典型應(yīng)用領(lǐng)域知識目標能獨立查閱權(quán)威資料，梳理工業(yè)仿真技術(shù)近10年發(fā)展關(guān)鍵節(jié)點能對比分析2款國內(nèi)外工業(yè)仿真軟件的功能差異技能目標激發(fā)對工業(yè)仿真技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣提高理論聯(lián)系實際能力提升文獻資料查閱能力素質(zhì)目標掌握工業(yè)仿真技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)任務(wù)書與任務(wù)分組03任務(wù)書與任務(wù)分組8任務(wù)書學(xué)習(xí)本任務(wù)的知識內(nèi)容，查閱相關(guān)書籍和互聯(lián)網(wǎng)，了解工業(yè)仿真的發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用領(lǐng)域，了解國內(nèi)外通用的工業(yè)仿真的發(fā)展歷程。任務(wù)書與任務(wù)分組9任務(wù)分組將學(xué)生按5-7人進行分組，明確每位學(xué)生的工作任務(wù)，填寫下表。班級組號指導(dǎo)老師組長學(xué)號組員及任務(wù)分工學(xué)號姓名任務(wù)引導(dǎo)問題04引導(dǎo)問題11什么是工業(yè)仿真軟件？寫出我國工業(yè)仿真軟件的發(fā)展歷程工業(yè)仿真軟件是基于數(shù)字化建模與數(shù)值化計算技術(shù)，模擬、分析、優(yōu)化工業(yè)過程與系統(tǒng)的計算機程序，核心是將實體工業(yè)中的設(shè)備、流程、參數(shù)轉(zhuǎn)化為虛擬模型，在虛擬環(huán)境中復(fù)現(xiàn)工業(yè)作業(yè)流程并實現(xiàn)交互，為企業(yè)提供“低成本、低風(fēng)險、高效率”的優(yōu)化方案。1.起步階段（1980-1985）CAD軟件引入，國人首次接觸工業(yè)軟件2.政策扶植階段（1986-2005）國家出臺專項政策，國內(nèi)企業(yè)開始模仿、嘗試自主開發(fā)工業(yè)軟件3.逐步發(fā)展階段（2006-2025）工業(yè)軟件功能逐步完善，但核心技術(shù)仍依賴進口，企業(yè)體量遠低于國際巨頭4.智能化發(fā)展階段（2025-2035）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)推動軟件與AI、數(shù)字孿生融合，美云智數(shù)等國產(chǎn)軟件崛起，國產(chǎn)化替代提速引導(dǎo)問題12寫出幾個工業(yè)仿真軟件的典型應(yīng)用？①制造過程仿真（如SiemensTecnomatix）：應(yīng)用場景：汽車裝配線優(yōu)化，模擬裝配流程中的物料流動、機器人協(xié)作；②物流與供應(yīng)鏈優(yōu)化（如AnyLogic）：應(yīng)用場景：家電企業(yè)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，模擬原材料采購-倉儲-配送全鏈路；③設(shè)備維護策略制定（如FlexSim）：應(yīng)用場景：風(fēng)電設(shè)備運行仿真，模擬設(shè)備磨損與故障規(guī)律；④虛擬工廠搭建（如美云智數(shù)工業(yè)仿真軟件）：應(yīng)用場景：新建汽車零部件工廠布局規(guī)劃；評價反饋13類別評價內(nèi)容分值評價分數(shù)自評互評師評理論了解工業(yè)仿真軟件發(fā)展現(xiàn)狀與態(tài)勢分析30了解國內(nèi)外通用工業(yè)仿真軟件30了解工業(yè)仿真軟件的典型應(yīng)用40素養(yǎng)積極參與教學(xué)活動，按時完成任務(wù)2理論聯(lián)系實際的能力2查閱文獻資料的能力2團隊合作能力2總結(jié)與分析能力2任務(wù)實施05任務(wù)一工業(yè)仿真技術(shù)的發(fā)展工業(yè)仿真的概念16智能工廠隨著科技的飛速發(fā)展，工業(yè)仿真技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的一部分。它通過模擬現(xiàn)實世界中的物理過程，為工程師提供了一個可視化的平臺，以便他們可以在虛擬環(huán)境中進行實驗和優(yōu)化設(shè)計。美云工業(yè)仿真軟件工業(yè)仿真技術(shù)的發(fā)展17智能工廠經(jīng)過70余年的不懈努力，我國躍升為世界第一制造業(yè)大國，成為全世界唯一擁有全部工業(yè)門類的國家，制造業(yè)增加值占全球比重達到30%。但我們也應(yīng)看到，在經(jīng)濟效益、生產(chǎn)效率、創(chuàng)新能力、技術(shù)水平、核心技術(shù)擁有量、關(guān)鍵零部件生產(chǎn)、高端產(chǎn)品占比、人才數(shù)量結(jié)構(gòu)、全球價值鏈分工地位、產(chǎn)品質(zhì)量和知名品牌等各方面還存在問題和短板。中國工業(yè)軟件的發(fā)展歷程國內(nèi)外通用型的工業(yè)仿真軟件18智能工廠SiemensTecnomatix是由西門子公司開發(fā)的工業(yè)數(shù)字化解決方案之一，旨在提高制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)效率、質(zhì)量和靈活性。它提供了一系列的工業(yè)仿真工具，涵蓋了制造工程、工藝規(guī)劃、生產(chǎn)線仿真、設(shè)備優(yōu)化等方面。SiemensTecnomatix國內(nèi)外通用型的工業(yè)仿真軟件19智能工廠DELMIA是DassaultSystèmes公司的產(chǎn)品系列之一，提供了制造工程和生產(chǎn)仿真的解決方案，涵蓋了生產(chǎn)過程的各個方面。DELMIA工業(yè)軟件國內(nèi)外通用型的工業(yè)仿真軟件20智能工廠

Simul8是一款基于模擬的工業(yè)仿真軟件，Simul8在多個行業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用，尤其在汽車行業(yè)、食品制造、生產(chǎn)物流、供應(yīng)鏈管理、醫(yī)療醫(yī)院系統(tǒng)和呼叫中心等領(lǐng)域。Simul8軟件國內(nèi)外通用型的工業(yè)仿真軟件21智能工廠AnyLogic是一款多方法仿真軟件，可以通過離散事件、連續(xù)時間和混合方法來建模和仿真各種復(fù)雜系統(tǒng)，包括制造、物流、運輸?shù)?。AnyLogic工業(yè)仿真軟件國內(nèi)外通用型的工業(yè)仿真軟件22智能工廠

FlexSim是一款強大的離散事件仿真軟件，可用于建模和仿真制造工廠、供應(yīng)鏈、物流系統(tǒng)等。FlexSim仿真軟件國內(nèi)外通用型的工業(yè)仿真軟件23智能工廠美云智數(shù)工業(yè)仿真軟件是一款工業(yè)仿真軟件，提供了先進的3D仿真功能，用于模擬制造工廠和自動化系統(tǒng)。美云智數(shù)軟件任務(wù)二工業(yè)仿真技術(shù)在

智能產(chǎn)線的應(yīng)用智能制造產(chǎn)線概述25智能工廠智能制造產(chǎn)線是指利用先進的信息技術(shù)、自動化技術(shù)和智能化技術(shù)，對傳統(tǒng)的生產(chǎn)流程和生產(chǎn)線進行升級和優(yōu)化，以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化、柔性化和高效化。智能制造產(chǎn)線將物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)分析、機器人技術(shù)等前沿技術(shù)融入到生產(chǎn)過程中，通過實時數(shù)據(jù)采集、分析和反饋，使生產(chǎn)過程更加智能、靈活和可控。智能生產(chǎn)線總體圖智能制造產(chǎn)線的關(guān)鍵技術(shù)26智能工廠智能制造產(chǎn)線基于工業(yè)機器人技術(shù)、視覺檢測技術(shù)、傳感器技術(shù)、智能控制技術(shù)以及RFID技術(shù)等，集成了多種控制系統(tǒng)和自動化設(shè)備，可以實現(xiàn)產(chǎn)品多樣化定制、批量生產(chǎn)。智能制造產(chǎn)線涵蓋以下關(guān)鍵技術(shù)：1. 自動化和機器人技術(shù)：利用自動化和機器人技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化和無人化，減少人力成本，提高生產(chǎn)效率和一致性。產(chǎn)線中的工業(yè)機器人智能制造產(chǎn)線的關(guān)鍵技術(shù)27智能工廠2. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（IoT）：通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將生產(chǎn)線上的各種設(shè)備、傳感器和系統(tǒng)連接到互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)設(shè)備之間的信息共享和數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的實時監(jiān)測、遠程控制和優(yōu)化管理。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)智能制造產(chǎn)線的關(guān)鍵技術(shù)28智能工廠3. 大數(shù)據(jù)分析：利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進行實時分析和處理，挖掘數(shù)據(jù)中的有價值信息，優(yōu)化生產(chǎn)過程、預(yù)測設(shè)備故障和改進產(chǎn)品質(zhì)量。智能生產(chǎn)線大數(shù)據(jù)處理中心智能制造產(chǎn)線的關(guān)鍵技術(shù)29智能工廠4. 人工智能（AI）和機器學(xué)習(xí)技術(shù)：通過人工智能和機器學(xué)習(xí)技術(shù)，實現(xiàn)對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的智能分析和預(yù)測，優(yōu)化生產(chǎn)計劃、調(diào)度和控制策略，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。人工智能技術(shù)智能制造產(chǎn)線的關(guān)鍵技術(shù)30智能工廠5. 傳感器技術(shù)：各種類型的傳感器技術(shù)，包括溫度傳感器、壓力傳感器、光學(xué)傳感器等，用于實時監(jiān)測生產(chǎn)過程中的各種參數(shù)和狀態(tài)，提供數(shù)據(jù)支持給智能控制系統(tǒng)。6. 云計算和邊緣計算技術(shù)：通過云計算和邊緣計算技術(shù)，實現(xiàn)對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的存儲、處理和分析，以及對智能制造產(chǎn)線的遠程監(jiān)控和管理。7. 虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)：利用虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術(shù)，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的仿真和可視化，幫助操作人員更好地理解和控制生產(chǎn)過程。產(chǎn)線漫游智能制造產(chǎn)線的關(guān)鍵技術(shù)31智能工廠8. 智能控制技術(shù)：采用自適應(yīng)控制技術(shù)，使智能制造產(chǎn)線能夠根據(jù)實時變化的生產(chǎn)需求和環(huán)境條件，自動調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)和控制策略，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的靈活性和適應(yīng)性。智能控制系統(tǒng)工業(yè)仿真技術(shù)在智能產(chǎn)線中的應(yīng)用32智能工廠在智能制造產(chǎn)線中，工業(yè)仿真技術(shù)的應(yīng)用涵蓋了生產(chǎn)規(guī)劃與調(diào)度仿真、工藝流程仿真、設(shè)備運行仿真以及人機協(xié)作仿真等方面。智能產(chǎn)線仿真工業(yè)仿真軟件的安裝步驟和方法33智能工廠1. 軟件下載下載軟件界面，如圖1-17所示。MIoT.VC軟件下載網(wǎng)址：下載HUB-4.4和美擎仿真旗艦版5.5/product/apply/download?id=3&cd=MIoTVC圖1-17下載界面工業(yè)仿真軟件的安裝步驟和方法34智能工廠2. 軟件安裝過程，如圖1-18至1-28所示。圖1-18圖標圖1-19MIoT.VC安裝界面圖1-20選擇安裝組件工業(yè)仿真軟件的安裝步驟和方法35智能工廠2. 軟件安裝過程，如圖1-18至1-28所示。圖1-21選擇安裝路徑圖1-22MIoT.VC安裝中圖1-23安裝完畢工業(yè)仿真軟件的安裝步驟和方法36智能工廠3. 激活軟件首次運行MIoT.VC時，需要提供一個獨立的許可證或者許可服務(wù)器的地址。第一種：獨立許可證，獨立許可證是一個16位數(shù)的產(chǎn)品密鑰，該密鑰在使用之前必須經(jīng)過聯(lián)網(wǎng)驗證并激活，在對話框中，單擊“下一步”按鈕，如圖1-24所示。圖1-24激活向?qū)ЧI(yè)仿真軟件的安裝步驟和方法37智能工廠在“許可證類別”對話框中，選擇“我擁有一個獨立產(chǎn)品密鑰”，然后點擊“下一步”按鈕，如圖1-3-9所示。圖1-25獨立密匙工業(yè)仿真軟件的安裝步驟和方法38智能工廠在“許可證類別”對話框中，輸入16位數(shù)產(chǎn)品密鑰然后點擊“完成”按鈕，如圖1-26所示。圖1-26輸入密匙工業(yè)仿真軟件的安裝步驟和方法39智能工廠第二種：浮動許可證，浮動許可證是一個16位數(shù)的產(chǎn)品密鑰，該密鑰在使用之前由服務(wù)器管理員在網(wǎng)絡(luò)許可證服務(wù)器上驗證并激活，用戶需要先連接到本地網(wǎng)絡(luò)許可證服務(wù)器，并具有用戶權(quán)限才可以使用軟件,如圖1-27所示。圖1-27選擇浮動許可證工業(yè)仿真軟件的安裝步驟和方法40智能工廠在“許可證類別”對話框中，選擇“我的機構(gòu)使用的是網(wǎng)絡(luò)浮動許可證服務(wù)器”然后點擊“下一步”按鈕，如圖1-28所示。圖1-28浮動許可證工業(yè)仿真軟件的安裝步驟和方法41智能工廠在“浮動許可證服務(wù)器設(shè)置”對話框中，輸入機構(gòu)的本地許可證服務(wù)器主機名或者IP地址和端口號，然后單擊“下一步”按鈕，如圖1-29所示，直至激活完成。圖1-29等待連接2021年10月15日Thankyouforwatching.智能制造生產(chǎn)線項目二智能生產(chǎn)線設(shè)計4401學(xué)習(xí)情境02學(xué)習(xí)目標目錄Contents03任務(wù)書與任務(wù)分組05任務(wù)實施04引導(dǎo)問題學(xué)習(xí)情境01學(xué)習(xí)情境46《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》明確提出“推動產(chǎn)線數(shù)字化設(shè)計與仿真驗證”，本任務(wù)聚焦的汽車鍛造件智能產(chǎn)線，通過模塊化設(shè)計解決柔性問題（2小時內(nèi)完成型號切換），借助美云智數(shù)MIoT.VC數(shù)字孿生軟件提前仿真驗證，實現(xiàn)“設(shè)計-仿真-投產(chǎn)”閉環(huán)。產(chǎn)線整合工業(yè)機器人、智能倉儲、多維度檢測模塊，覆蓋“倉庫取料→RFID追溯→視覺/激光/材質(zhì)檢測→數(shù)控加工→倉儲入庫”全流程，是信息技術(shù)與制造技術(shù)深度融合的典型應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標知識目標|技能目標|素質(zhì)目標02學(xué)習(xí)目標48了解智能產(chǎn)線的核心組成及各單元功能了解汽車鍛造件生產(chǎn)的工藝流程知識目標能分析汽車鍛造件生產(chǎn)需求，梳理出5個以上核心工藝工序能使用Visio/CAD等工具繪制產(chǎn)線工藝流程圖技能目標養(yǎng)成科學(xué)的材料整理習(xí)慣，能系統(tǒng)收集產(chǎn)品工藝養(yǎng)成耐心細致的工作精神養(yǎng)成良好的繪圖習(xí)慣，圖表標注清晰素質(zhì)目標了解智能產(chǎn)線的八步設(shè)計流程任務(wù)書與任務(wù)分組03任務(wù)書與任務(wù)分組50任務(wù)書了解產(chǎn)品的工藝工序，包括對產(chǎn)品制造過程的理解和分析。完成產(chǎn)線功能描述，即明確產(chǎn)線所需實現(xiàn)的功能和目標。掌握繪制工藝流程圖的繪制方法，以圖形化的方式展現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)流程和各工序之間的關(guān)系。任務(wù)書與任務(wù)分組51任務(wù)分組將學(xué)生按5-7人進行分組，明確每位學(xué)生的工作任務(wù)，填寫下表。班級組號指導(dǎo)老師組長學(xué)號組員及任務(wù)分工學(xué)號姓名任務(wù)引導(dǎo)問題04引導(dǎo)問題53本項目所設(shè)計的智能產(chǎn)線平臺由哪幾個單元構(gòu)成？產(chǎn)線的設(shè)計流程？由4大核心單元+輔助模塊構(gòu)成①智能倉儲區(qū)②智能裝配區(qū)③智能檢測區(qū)④執(zhí)行單元⑤輔助模塊遵循“八步閉環(huán)流程”①需求分析②規(guī)劃：③設(shè)計④仿真與驗證⑤調(diào)試⑥集成與優(yōu)化⑦生產(chǎn)運營⑧維護與升級引導(dǎo)問題54繪制產(chǎn)線流程圖的步驟？共5個核心步驟①梳理工藝工序：②確定工序邏輯關(guān)系③選擇繪圖工具與符號④繪制流程圖⑤驗證與優(yōu)化任務(wù)實施05任務(wù)一智能生產(chǎn)線設(shè)計計劃實施571.觀察智能檢測區(qū)，寫出圖中傳感器名稱。計劃實施582.寫出下圖所有模塊名稱評價反饋59類別評價內(nèi)容分值評價分數(shù)自評互評師評理論了解產(chǎn)線的組成10了解產(chǎn)線的工藝流程20了解產(chǎn)線的設(shè)計流程20技能能夠繪制產(chǎn)線的工藝流程圖20能夠撰寫產(chǎn)線方案20素養(yǎng)養(yǎng)成科學(xué)的材料整理習(xí)慣4養(yǎng)成耐心細致的工作精神3養(yǎng)成良好的繪圖習(xí)慣3相關(guān)知識點07智能產(chǎn)線的組成61智能工廠智能分揀工作站以一體化存取分揀的定位需求為參考，通過工業(yè)以太網(wǎng)完成數(shù)據(jù)的快速交換和流程控制，采取西門子PLC實現(xiàn)現(xiàn)場靈活的總控制，融合機器視覺實現(xiàn)對物料大小的識別和精準定位，借助HMI觸摸屏實現(xiàn)人機交互。智能生產(chǎn)線平臺智能產(chǎn)線的組成62智能工廠1. 智能倉儲區(qū)智能倉儲區(qū)分為立體倉庫區(qū)和轉(zhuǎn)盤暫存區(qū)。立體倉儲區(qū)一共設(shè)有6個倉儲工位，在每個工位上都安裝了光電傳感器，用以檢測工位有無物料。轉(zhuǎn)盤暫存區(qū)共有4的工位，其中一個工位安裝了光電傳感器，用于機器人取放料的檢測，一個工位安裝了沖壓機構(gòu)，用于檢測產(chǎn)品結(jié)果的標記。智能倉儲單元智能產(chǎn)線的組成63智能工廠2. 智能裝配區(qū)智能裝配區(qū)是完成RFID芯片單元的組裝、壓合及芯片信息的讀取。RFID能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品在組裝檢測過程中信息的傳遞。智能裝配區(qū)智能產(chǎn)線的組成64智能工廠3. 智能檢測區(qū)智能檢測區(qū)域主要用于對產(chǎn)品顏色、厚度以及材質(zhì)進行檢測。智能檢測區(qū)智能產(chǎn)線的組成65智能工廠4. 執(zhí)行單元執(zhí)行單元包含四軸機器人單元和軌式上下料機器人和二軸取料手單元組成，執(zhí)行單元主要用于完成產(chǎn)品的上下料。二軸取料手執(zhí)行單元66智能工廠1. 生產(chǎn)工藝流程設(shè)計產(chǎn)品的生產(chǎn)工序關(guān)系到智能產(chǎn)線的方方面面。根據(jù)客戶提供的產(chǎn)品圖紙，產(chǎn)品工藝、現(xiàn)場情況以及客戶需求，了解產(chǎn)品的精度要求、產(chǎn)量要求，生產(chǎn)節(jié)拍、工藝需求、現(xiàn)場環(huán)境等信息資料，并到現(xiàn)場工廠車間進行實地考察，進一步了解、交流、核實具體情況，進行項目可行性及可操作性論證。最后確認產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程。智能產(chǎn)線設(shè)計任務(wù)二產(chǎn)線模型搭建導(dǎo)入產(chǎn)線模型68智能工廠首先導(dǎo)入產(chǎn)線的工作臺，在開始頁面下的電子目錄中點擊加號“編輯來源”，如圖2-8所示。圖2-8編輯來源導(dǎo)入產(chǎn)線模型69智能工廠在彈出的來源對話框中點擊“添加新來源”，點擊“選擇本地來源”，如圖2-9所示。圖2-9選擇本地來源70智能工廠隨后選擇配套電子文件中的“項目二智能生產(chǎn)線搭建”文件夾，完成選擇后，在來源對話框的來源名稱下會看到該文件夾，如圖2-10所示，點擊“關(guān)閉”按鈕關(guān)閉對話框。圖2-10選擇項目二文件夾導(dǎo)入產(chǎn)線模型71智能工廠接下來點擊電子目錄的收藏欄下的“項目二智能生產(chǎn)線搭建”文件夾，在右邊會出現(xiàn)文件夾中的子項目，如圖2-11所示。圖2-11項目二中的6個項目導(dǎo)入產(chǎn)線模型72智能工廠首先把工作臺添加到世界中，用鼠標左鍵把電子目錄中的工作臺拖動到世界中，如圖2-12所示。圖2-12添加工作臺到世界中導(dǎo)入產(chǎn)線模型73智能工廠接下來將RFID裝配單元模型拖入世界中，如圖2-13所示。圖2-13導(dǎo)入RFID裝配單元導(dǎo)入產(chǎn)線模型74智能工廠接下來將輸送線檢測單元模型拖入世界中，如圖2-14所示。圖2-14導(dǎo)入輸送線檢測單元導(dǎo)入產(chǎn)線模型75智能工廠接下來將二軸龍門上下料模型、軌式機器人上下料模型和SCARA機械臂模型拖入世界中，如圖2-15所示。圖2-15導(dǎo)入執(zhí)行單元模型導(dǎo)入產(chǎn)線模型76智能工廠二軸龍門上下料模型的載料臺只在項目三中使用，在項目二中需將其刪除，在開始視圖下選擇二軸龍門的載料臺，點擊刪除鍵將其刪除，如圖2-16示。圖2-16刪除二軸龍門載料臺導(dǎo)入產(chǎn)線模型77智能工廠最后將智能倉儲單元模型拖入到世界中，如圖2-17所示。圖2-17導(dǎo)入智能倉儲單元導(dǎo)入產(chǎn)線模型78智能工廠首先修改工作臺坐標框，在開始視圖下選擇工作臺模型，點擊“移動”，坐標框會出現(xiàn)在世界中，紅色箭頭表示X軸方向，綠色箭頭表示Y軸方向，藍色箭頭表示Z軸方向，在組件屬性中把坐標框的坐標修改到圖2-18所示的方向，即將Rx，Ry，Rz的值修改為0。圖2-18修改工作臺坐標框方向設(shè)置模型坐標框與建組79智能工廠接下來設(shè)置RFID裝配單元坐標框，在開始視圖下選擇RFID裝配單元模型，選擇“捕捉”功能，捕捉模型左下角，將坐標框設(shè)置在模型底部，同時將Rx，Ry，Rz的值修改為0，如圖2-19所示。圖2-19設(shè)置RFID裝配單元坐標框設(shè)置模型坐標框與建組80智能工廠接下來設(shè)置二軸龍門上下料模型坐標框，在開始視圖下選擇二軸龍門模型，選擇“捕捉”功能，捕捉模型左下角，將坐標框設(shè)置在模型底部，同時將Rx，Ry，Rz的值修改為0，流程如圖2-20所示。圖2-20設(shè)置二軸龍門坐標框設(shè)置模型坐標框與建組81智能工廠接下來將輸送線檢測單元組成一個整體，輸送線檢測單元有五個模型組成，需先將五個模型組成一個組，方便后續(xù)移動。在“單元組件類別”下按住Ctrl+鼠標左鍵分別點選五個組件，點擊“組”功能將模型組成一個整體，如圖2-21所示。圖2-21為輸送線檢測單元建立組設(shè)置模型坐標框與建組82智能工廠智能倉儲單元有四個模型組成，需先將四個模型組成一個組，方便后續(xù)移動。在“單元組件類別”下按住Ctrl+鼠標左鍵分別點選四個組件，點擊“組”功能將模型組成一個整體，如圖2-22所示。圖2-22為智能倉儲單元建立組設(shè)置模型坐標框與建組83智能工廠最后為軌式機器人建立組，先將機械臂至軌式機器人底座中心，在開始視圖下選擇機械臂模型，選擇“移動”功能，再點擊“捕捉”功能，將坐標中心捕捉到圖2-23所示機器人底座中心位置。圖2-23移動機械臂至軌式機器人底座中心設(shè)置模型坐標框與建組84智能工廠軌式機器人單元有六個模型組成，需先將六個模型組成一個組，方便后續(xù)移動。在“單元組件類別”下按住Ctrl+鼠標左鍵分別點選六個組件，點擊“組”功能將模型組成一個整體，如圖2-24所示。圖2-24為軌式機器人建立組設(shè)置模型坐標框與建組85智能工廠首先將RFID裝配單元移動到工作臺上，在開始視圖下選擇RFID裝配單元模型，選擇“移動”功能，再點擊“捕捉”功能，鼠標捕捉到圖2-25所示坐標框原點位置，模型則移動至工作臺臺面。圖2-25移動RFID裝配單元至工作臺布局智能產(chǎn)線86智能工廠下一步將二軸龍門上下料單元移動到工作臺上，在開始視圖下選擇二軸龍門模型，選擇“移動”功能，再點擊“捕捉”功能，鼠標捕捉到圖2-26所示坐標框原點位置，模型則移動至工作臺臺面。圖2-26移動二軸龍門至工作臺布局智能產(chǎn)線87智能工廠下一步將輸送線檢測單元移動到工作臺上，在開始視圖下選擇輸送線檢測單元組，點擊“移動”功能，選擇“F”視角，拖動坐標軸將模型則移動至工作臺臺面高度，如圖2-27所示。圖2-27移動輸送線檢測單元至工作臺高度布局智能產(chǎn)線88智能工廠下一步將軌式機器人移動到工作臺臺面高度，在開始視圖下選擇軌式機器人組，點擊“移動”功能，選擇“B”視角，拖動坐標軸將模型則移動至工作臺臺面高度，如圖2-28所示。圖2-28移動軌式機器人至工作臺高度布局智能產(chǎn)線89智能工廠下一步將智能倉儲單元移動到工作臺臺面高度，在開始視圖下選擇智能倉儲單元組，點擊“移動”功能，選擇“L”視角，拖動坐標軸將模型則移動至工作臺臺面高度，如圖2-29所示。圖2-29移動智能倉儲單元至工作臺高度布局智能產(chǎn)線90智能工廠將各單元移動到工作臺高度后，將視角切換至俯視“T”，在俯視圖下將各單元移動至如圖2-30所示位置完成產(chǎn)線布局。圖2-30布局完成俯視圖效果布局智能產(chǎn)線91智能工廠智能產(chǎn)線工作流程如圖2-31所示，首先機械臂在夾具臺更換吸盤夾具，然后將工件從倉庫中取出并放置在RFID檢測單元進行檢測。完成檢測后機械臂將工件移動至龍門單元料倉處，龍門吸盤模塊將工件從料倉處吸取至傳送帶初始位置，傳送帶啟動將工件依次運送到視覺檢測、距離檢測和金屬檢測模塊。完成檢測后由機械臂將工件吸取至智能倉儲單元，四分度盤將工件旋轉(zhuǎn)至打標氣缸下，打標氣缸完成檢測產(chǎn)品的標記，完成產(chǎn)品的入庫。圖2-31軸測圖效果布局智能產(chǎn)線2021年10月15日Thankyouforwatching.智能制造生產(chǎn)線項目三智能裝配單元數(shù)字化設(shè)計與仿真9401學(xué)習(xí)情境02學(xué)習(xí)目標目錄Contents03任務(wù)書與任務(wù)分組05任務(wù)實施04引導(dǎo)問題學(xué)習(xí)情境01學(xué)習(xí)情境96本任務(wù)聚焦美云智數(shù)MIoT.VC軟件，圍繞RFID芯片讀取裝配壓合裝置，通過“導(dǎo)入模型→拆分組件→提取鏈接→設(shè)物理屬性→加控制器”五步操作，解決“模型一體化無法編程”“物理交互失效”“無控制器無法驅(qū)動動作”三大問題，為后續(xù)氣缸動作腳本編寫（如推料、沖壓）奠定精準的模型基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)目標知識目標|技能目標|素質(zhì)目標02學(xué)習(xí)目標98了解RFID芯片讀取裝配壓合裝置的組成了解設(shè)備物理屬性的分類知識目標能在MIoT.VC中正確導(dǎo)入VCMX模型，并通過“爆炸”功能拆分模型能準確提取4個氣缸的模塊鏈接，并正確命名技能目標養(yǎng)成嚴謹科學(xué)的工作態(tài)度養(yǎng)成團結(jié)協(xié)作精神，小組內(nèi)分工明確養(yǎng)成總結(jié)習(xí)慣，記錄操作素質(zhì)目標了解機器人控制器的原理任務(wù)書與任務(wù)分組03任務(wù)書與任務(wù)分組100任務(wù)書RFID芯片裝配單元虛擬仿真模型導(dǎo)入，并將模型進行拆分，提取模塊鏈接，最后設(shè)置模型物理屬性，添加機器人控制器，為RFID芯片裝配單元程序編寫做準備。任務(wù)書與任務(wù)分組101任務(wù)分組將學(xué)生按5-7人進行分組，明確每位學(xué)生的工作任務(wù)，填寫下表。班級組號指導(dǎo)老師組長學(xué)號組員及任務(wù)分工學(xué)號姓名任務(wù)引導(dǎo)問題04引導(dǎo)問題103芯片讀取壓合裝置由哪幾個組件構(gòu)成？物理類型有哪幾類？由5個核心組件構(gòu)成①4個功能氣缸：載料氣缸、推料氣缸、沖壓氣缸、檢測氣缸；②1個工作臺①物理學(xué)內(nèi)：賦予組件重力、摩擦力等物理特性，組件會受重力影響自然下落，適用于“需要與其他組件產(chǎn)生物理交互”的物體，如本任務(wù)中的“產(chǎn)品”；②運動：組件可主動運動，不受重力影響，適用于“需要驅(qū)動其他組件”的運動部件，如本任務(wù)中的“載料氣缸”；③其他類型：組件固定不動，無物理交互，適用于工作臺等固定部件。引導(dǎo)問題104為什么要添加機器人控制器？核心原因有2點：①運動邏輯適配：RFID芯片裝配單元的4個氣缸運動類似多軸機器人的關(guān)節(jié)運動，機器人控制器可模擬多軸運動邏輯，為每個氣缸分配獨立“關(guān)節(jié)”，實現(xiàn)精準動作控制；②動作編程基礎(chǔ)：若無機器人控制器，氣缸無法接收動作指令，后續(xù)無法編寫動作腳本，仿真無法實現(xiàn)；控制器為氣缸提供了編程接口，支持“點動”“程序控制”等功能。評價反饋105類別評價內(nèi)容分值評價分數(shù)自評互評師評理論了解RFID芯片讀取裝配壓合裝置各模塊功能。10了解設(shè)備物理屬性。10了解機器人控制器原理。10技能能夠提取芯片讀取裝配壓合裝置的模塊鏈接。20能夠為模塊設(shè)置對應(yīng)的物理屬性。15能夠正確的添加控制器。25素養(yǎng)嚴格執(zhí)行規(guī)范，養(yǎng)成嚴謹科學(xué)的工作態(tài)度。4養(yǎng)成團結(jié)協(xié)作精神。3養(yǎng)成總結(jié)訓(xùn)練過程和結(jié)果的習(xí)慣，為下次訓(xùn)練總結(jié)經(jīng)驗。3任務(wù)實施05任務(wù)一智能裝配單元模型導(dǎo)入模型導(dǎo)入與拆分108智能工廠芯片讀取裝配壓合模型是文件后綴為VCMX的仿真模型體，在進行模型仿真動作編程前，需將模型進行導(dǎo)入。導(dǎo)入的模型為一個整體，模型在導(dǎo)入后需將模型進行拆分，把模型拆分成若干個模塊，再對模塊添加控制器，最后對模塊進行動作編程，添加動作腳本，完成仿真任務(wù)。首先導(dǎo)入仿真模型，打開仿真模型文件：選擇“文件”-“打開”，如圖3-2所示。圖3-2打開仿真模型文件模型導(dǎo)入與拆分109智能工廠在教材配套的電子文件中，選擇“任務(wù)一芯片讀取裝配壓合模型.vcmx”文件，打開模型，如圖3-3所示。圖3-3芯片讀取裝配壓合模型文件模型導(dǎo)入與拆分110智能工廠打開完成后如圖3-4所示，芯片讀取壓合裝置由4個主要氣缸和1個工作臺組成，其中四個氣缸分別是載料氣缸、推料氣缸、沖壓氣缸和檢測氣缸，仿真模型并未將氣缸拆分，故需手動將4個氣缸拆分。為了方便操作，拆分前需先隱藏工作臺，選中左側(cè)樹狀圖中工作臺，點擊眼睛圖標隱藏工作臺。圖3-4芯片讀取壓合裝置效果圖模型導(dǎo)入與拆分111智能工廠接下來修改組件名稱，組件原始名稱為“CHL-JC-04-S”，如圖3-5所示。圖3-5建模功能區(qū)示意圖模型導(dǎo)入與拆分112智能工廠選擇“建模”功能區(qū)，選中仿真模型，把組件名稱改完“芯片讀取裝配壓合”，如圖3-6所示圖3-6組件名稱修改圖模型導(dǎo)入與拆分113智能工廠修改完成后進行模型拆分，選中模型，右鍵點擊“工具”，選擇“爆炸”，拆分模型后即可單獨選擇單個裝配零件進行下一步的模塊鏈接提取，如圖3-7所示。圖3-7拆分模型提取模塊鏈接114智能工廠在完成模型拆分后，可選中模型中的獨立組件，根據(jù)模型運動的實際需求完成組件的鏈接。在芯片讀取壓合裝置中，需要將4個主要氣缸進行鏈接，首先提取載料氣缸鏈接，如圖3-8所示。按住Ctrl鍵選中載料氣缸橫移部分，在功能區(qū)中選擇“工具”，選擇提取功能下的“鏈接”圖3-8提取載料氣缸鏈接提取模塊鏈接115智能工廠完成鏈接提取后更改模塊鏈接名稱，將鏈接名稱改為“載料氣缸”，如圖3-9所示。圖3-9載料氣缸模塊鏈接名稱更改提取模塊鏈接116智能工廠接下來提取“推料氣缸”橫移部分鏈接，按住Ctrl鍵選中推料氣缸橫移部分，在功能區(qū)中選擇“工具”，選擇提取功能下的“鏈接”，如圖3-10所示。圖3-10提取推料氣缸鏈接提取模塊鏈接117智能工廠完成鏈接提取后更改模塊鏈接名稱，將鏈接名稱改為“推料氣缸”，如圖3-11所示。圖3-11推料氣缸模塊鏈接名稱更改提取模塊鏈接118智能工廠隨后提取“沖壓氣缸”升降部分鏈接，按住Ctrl鍵選中沖壓氣缸升降部分，在功能區(qū)中選擇“工具”，選擇提取功能下的“鏈接”，如圖3-12所示。圖3-12提取沖壓氣缸鏈接提取模塊鏈接119智能工廠完成鏈接提取后更改模塊鏈接名稱，將鏈接名稱改為“沖壓氣缸”，如圖3-13所示。圖3-13沖壓氣缸模塊鏈接名稱更改提取模塊鏈接120智能工廠最后提取“檢測氣缸”橫移部分鏈接，按住Ctrl鍵選中檢測氣缸橫移部分，在功能區(qū)中選擇“工具”，選擇提取功能下的“鏈接”，如圖3-14所示。圖3-14提取檢測氣缸鏈接提取模塊鏈接121智能工廠完成鏈接提取后更改模塊鏈接名稱，將鏈接名稱改為“檢測氣缸”，如圖3-15所示。圖3-15檢測氣缸模塊鏈接名稱更改設(shè)置物理屬性122智能工廠完成各氣缸模塊鏈接后，各氣缸可作為一個模塊整體進行獨立運動。而產(chǎn)品需放在載料氣缸上，與載料氣缸一起運動，因此需為產(chǎn)品設(shè)置物理屬性，讓其成為一個物理實體，通過重力讓其自然落在載料氣缸上，從而完成產(chǎn)品與載料氣缸的同步運動。首先選中方形物料，在“建?！苯缑嫦拢x擇“工具”，選擇“組件”，把物料提取為獨立的組件，如圖3-16所示。然后把物料名稱改為“產(chǎn)品”，如圖3-17所示。圖3-16提取組件功能圖3-17更改物料名字設(shè)置物理屬性123智能工廠捕捉產(chǎn)品中心坐標至產(chǎn)品底部中心位置，選擇“產(chǎn)品”鏈接，點擊“選中的”，選擇“捕抓”功能，設(shè)置對其軸為“-Z”，流程如圖3-18所示。圖3-18捕捉產(chǎn)品中心坐標設(shè)置物理屬性124智能工廠將產(chǎn)品中心坐標與載料氣缸中心坐標重合，點擊“層級”，選擇工具下的“捕抓”功能，把產(chǎn)品放置到載料氣缸上，流程如圖3-19所示。圖3-19產(chǎn)品中心坐標與載料氣缸中心重合設(shè)置物理屬性125智能工廠給產(chǎn)品添加一個物理實體，選擇“產(chǎn)品”鏈接，選擇“行為”，選擇“實體”，流程如圖3-20所示。圖3-20產(chǎn)品添加物理實體設(shè)置物理屬性126智能工廠設(shè)置物理類型，選擇實體“PhysicsEntity”，物理類型選擇物理學(xué)內(nèi)，流程如圖3-21所示。圖3-21更改產(chǎn)品物理類型設(shè)置物理屬性127智能工廠給載料氣缸添加一個物理實體，選擇“載料氣缸”鏈接，選擇“行為”，選擇“實體”，流程如圖3-22所示。圖3-22載料氣缸添加物理實體設(shè)置物理屬性128智能工廠設(shè)置載料氣缸物理類型，選擇實體“PhysicsEntity”，物理類型選擇“運動”，流程如圖3-23所示。圖3-23更改載料氣缸物理類型添加機器人控制器129智能工廠芯片讀取壓合裝置的運動方式是四個氣缸分別進行動作，其運動方式與多軸機器人運動方式相似，可為組件添加機器人控制器以完成運動仿真。組件要有正確的中心坐標才能有正確的運動方向與運動軌跡，所以在添加控制器前需先修改氣缸中心坐標。首先修改載料氣缸中心點，選擇“載料氣缸”鏈接，如圖所示3-24所示。移動模式選擇“選中的”，點擊功能欄“捕抓”工具，如圖所示3-25所示。捕抓中心坐標至物料中心位置，如圖所示3-26所示。圖3-24載料氣缸鏈接圖3-25捕捉工具選項圖3-26載料氣缸中心點添加機器人控制器130智能工廠接下來修改推料氣缸中心點，選擇“推料氣缸”鏈接，如圖所示3-27所示。移動模式選擇“選中的”，點擊功能欄“捕抓”工具，捕抓中心坐標至推桿中心位置，如圖所示3-28所示。圖3-27推料氣缸鏈接圖3-28推料氣缸中心點添加機器人控制器131智能工廠隨后修改沖壓氣缸中心點，選擇“沖壓氣缸”鏈接，如圖所示3-29所示。移動模式選擇“選中的”，點擊功能欄“捕抓”工具，捕抓中心坐標至沖壓氣缸中心位置，如圖所示3-30所示。圖3-29沖壓氣缸鏈接圖3-30沖壓氣缸中心點添加機器人控制器132智能工廠最后修改檢測氣缸中心點，選擇“檢測氣缸”鏈接，如圖所示3-31所示。移動模式選擇“選中的”，點擊功能欄“捕抓”工具，捕抓中心坐標至檢測臺上方中心位置，如圖所示3-32所示。圖3-31檢測氣缸鏈接圖3-32檢測氣缸中心點添加機器人控制器133智能工廠完成4個氣缸的中心的修改后，為模型添加機器人控制器，選中“芯片讀取裝配壓合”鏈接，選擇功能欄“行為”，選擇機器人學(xué)下的“機器人控制器”，如圖3-33所示。圖3-33機器人控制器任務(wù)二智能裝配單元編程與調(diào)試設(shè)置氣缸運動方向與行程135智能工廠添加機器人控制器后即可設(shè)置各氣缸的運動方向與行程，每個氣缸都有其最大行程，在設(shè)置行程前需先對每個氣缸的最大行程進行測量，首先測量載料氣缸最大行程。測量行程使用“測量”工具，如圖3-35所示，點擊“測量”工具，分別選中載料氣缸左端端面與右端氣缸端面。圖3-35“測量”工具設(shè)置氣缸運動方向與行程136智能工廠最大行程測量結(jié)果如圖3-36所示，灰色單位（201.1mm）表示點到點直線距離，紅色單位（201.0mm）表示面到面垂直距離，最大行程取垂直距離201.0mm。圖3-36載料氣缸最大行程測量結(jié)果設(shè)置氣缸運動方向與行程137智能工廠隨后測量推料氣缸最大行程，使用測量功能，分別點選圓形料盤右側(cè)象限點和推料氣缸右側(cè)平面，如圖3-37所示，綠色單位（71.1mm）表示面到點垂直距離，白色單位（71.1mm）表示面到點直線距離，最大行程取垂直距離71.1mm。圖3-37推料氣缸最大行程測量結(jié)果設(shè)置氣缸運動方向與行程138智能工廠接下來測量沖壓氣缸最大行程，使用測量功能，分別點選沖壓氣缸沖頭平面和氣缸下方固定板平面，如圖3-38所示，紫色單位（5.5mm）表示面到面垂直距離，粉色單位（13.6mm）表示面到點直線距離，最大行程取垂直距離5.5mm。圖3-38沖壓氣缸最大行程測量結(jié)果設(shè)置氣缸運動方向與行程139智能工廠最后測量檢測氣缸最大行程，使用測量功能，分別點選檢測氣缸左端端面和氣缸右端端面，如圖3-39所示，綠色單位（151.0mm）表示面到面垂直距離，白色單位（152.2mm）表示面到點直線距離，最大行程取垂直距離151.0mm。圖3-39檢測氣缸最大行程測量結(jié)果設(shè)置氣缸運動方向與行程140智能工廠完成最大行程測量后，運用機器人控制器設(shè)置各氣缸的運動方向與最大行程，首先設(shè)置載料氣缸的運動方向與最大行程。選擇“載料氣缸”鏈接，點擊軸運動方式“JointType”，選擇“平移”運動方式，氣缸運動的正方向為X軸負方向，控制器“Controller”選擇機器人控制器”RobotController”，最小限制為0，最大限制選擇201(載料氣缸的最大行程)，流程如圖3-40所示。圖3-40載料氣缸運動方向與最大行程設(shè)置氣缸運動方向與行程141智能工廠隨后設(shè)置推料氣缸的運動方向與最大行程。選擇“推料氣缸”鏈接，點擊軸運動方式“JointType”，選擇“平移”運動方式，氣缸運動的正方向為Y軸正方向，控制器“Controller”選擇機器人控制器”RobotController”，最小限制為0，最大限制選擇71.1(推料氣缸的最大行程)，流程如圖3-41所示。圖3-41推料氣缸運動方向與最大行程設(shè)置氣缸運動方向與行程142智能工廠接下來設(shè)置沖壓氣缸的運動方向與最大行程。選擇“沖壓氣缸”鏈接，點擊軸運動方式“JointType”，選擇“平移”運動方式，氣缸運動的正方向為Z軸負方向，控制器“Controller”選擇機器人控制器”RobotController”，最小限制為0，最大限制選擇5.5(沖壓氣缸的最大行程)，流程如圖3-42所示。圖3-42沖壓氣缸運動方向與最大行程設(shè)置氣缸運動方向與行程143智能工廠最后設(shè)置檢測氣缸的運動方向與最大行程。選擇“沖壓氣缸”鏈接，點擊軸運動方式“JointType”，選擇“平移”運動方式，氣缸運動的正方向為Y軸正方向，控制器“Controller”選擇機器人控制器”RobotController”，最小限制為0，最大限制選擇151(檢測氣缸的最大行程)，流程如圖3-43所示。圖3-43檢測氣缸運動方向與最大行程添加動作腳本144智能工廠完成氣