項目四智能檢測單元數(shù)字化設(shè)計與仿真201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在實際的生產(chǎn)應(yīng)用中，為了檢測產(chǎn)品是否符合生產(chǎn)標準，同時促進生產(chǎn)效率，減低成本，使用傳送帶運輸待檢測的產(chǎn)品，針對產(chǎn)品需要獲取的檢測信息的不同而在傳送帶的基礎(chǔ)上設(shè)計安裝不同的傳感器，從而完成對產(chǎn)品的優(yōu)劣篩選。本項目的輸送線檢測單元運用了上述方法，通過傳動系統(tǒng)將電機輸出的扭矩傳遞到傳送帶上，控制傳送帶的拉力以及運動速度，將產(chǎn)品從初始位置運送到檢測位置進行檢測。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了解傳送帶工作原理與各檢測模塊功能。了解各檢測模塊功能。了解各檢測模塊功能。知識目標能夠完成輸送線模型布局。能夠正確設(shè)置起止坐標。技能目標養(yǎng)成團結(jié)協(xié)作精神。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。嚴格執(zhí)行規(guī)范，養(yǎng)成嚴謹科學(xué)的工作態(tài)度。素質(zhì)目標能夠設(shè)置傳送帶行為屬性。能夠正確設(shè)置組件原點位置。能夠正確添加機器人控制器。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1了解傳送帶的工作原理以及各個檢測模塊的功能，掌握機器人控制器的基本原理，了解它是如何與傳送帶和檢測模塊的交互方式。完成輸送線模型的布局，確保布局符合生產(chǎn)線的實際需求，并且能夠正確設(shè)置起止坐標，以確保傳送帶在生產(chǎn)過程中能夠準確運行。設(shè)置傳送帶的行為屬性，包括速度、方向等參數(shù)，以滿足不同產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的需求。了解使能信號的原理，即如何通過信號來控制傳送帶系統(tǒng)的運行。學(xué)習(xí)傳送帶動作的流程，包括傳送帶啟動、停止等基本動作。掌握正確添加物料到傳送帶上的方法，并能夠正確設(shè)置物料的屬性。掌握正確添加使能信號的方法，以控制傳送帶系統(tǒng)的運行。最后，完成傳送帶動作的仿真，驗證傳送帶系統(tǒng)的運行是否符合預(yù)期。任務(wù)書2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輸送線檢測單元由哪幾個模塊構(gòu)成？簡述傳送帶的工作原理傳送帶的物理學(xué)碰撞器屬性是什么？簡述一對一接口中Hierarchy字段的含義動作配置中檢測體積大小有什么要求？點對點運動動作與線性運動動作有什么區(qū)別？評價反饋12類別評價內(nèi)容分值評價分數(shù)自評互評師評理論了解智能制造發(fā)展現(xiàn)狀與態(tài)勢分析10了解智能制造重點發(fā)展領(lǐng)域10了解智能制造的關(guān)鍵技術(shù)及典型應(yīng)用20知道什么是智能制造產(chǎn)線20技能積極參與教學(xué)活動，按時完成任務(wù)10理論聯(lián)系實際的能力10查閱文獻資料的能力10評價團隊合作能力3總結(jié)與分析能力4嚴格執(zhí)行規(guī)范，養(yǎng)成嚴謹科學(xué)的工作態(tài)度。3表1-1-3評價表任務(wù)實施05任務(wù)一輸送線檢測單元模型導(dǎo)入一、輸送線模型導(dǎo)入與布局15輸送線檢測是文件后綴為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。首先導(dǎo)入仿真模型，打開仿真模型文件：選擇“文件”-“打開”。在教材配套的電子文件中，選擇“項目四輸送線檢測模型.vcmx”文件，打開模型。一、輸送線模型導(dǎo)入與布局16打開完成后如圖4-4所示，打開后先隱藏工作臺。輸送線檢測單元由5個主要組件構(gòu)成，接下來修改組件名稱，將“新組建”名稱變更為“輸送線模塊”，“新組建#2”名稱變更為“阻擋缸模塊”，“新組建#3”名稱變更為“測距傳感器模塊”，“新組建#4”名稱變更為“測距傳感器模塊”，“新組建#3”名稱變更為“測距傳感器模塊”。一、輸送線模型導(dǎo)入與布局17選擇“移動”功能，將視覺傳感器，測距傳感器模塊，金屬檢測傳感器模塊,分別設(shè)置在傳送帶各三分之一處。將阻擋氣缸模塊移動到測距傳感器下方。二、設(shè)置起止位置18完成模型位置設(shè)置后，即可設(shè)置動作起止位置，首先在輸送線模塊的建模功能區(qū)下，選擇“特征”功能，選擇“坐標框”添加兩個坐標框。將兩個坐標框命名為start和end。二、設(shè)置起止位置19選擇添加的“start”坐標框，使用“捕捉”工具將坐標框設(shè)置到傳送帶起點的軸中心位置。將start坐標軸捕捉到開始坐標后，需將start坐標軸旋轉(zhuǎn)到與世界坐標軸相同的方向，在“特征屬性”里將“Ry”的角度改為0。二、設(shè)置起止位置20選擇“end”坐標框，使用“捕捉”工具將坐標框設(shè)置到傳送帶終點的軸中心位置，注意起點與終點需要在同一水平面上。將end坐標軸旋轉(zhuǎn)到與世界坐標軸相同的方向，在“特征屬性”里將“Rx”與“Rz”的角度改為0，如圖所示，完成對起止點的設(shè)置。三、設(shè)置傳送帶行為屬性21完成起止點設(shè)置后，在傳送帶組件下選擇“行為”功能，添加兩個“一對一”接口，添加一個“一對多”接口，一個“實體”，一個“路徑”。選擇第一個“一對一”接口，將名稱命名為“in”。為接口添加一個新節(jié)段，將節(jié)段框坐標設(shè)置為“start”。在新節(jié)段中添加一個flow的新字段，flow字段可理解為一種協(xié)議。在flow字段中將容器Container設(shè)置為“PhysicsPath”，即物理路徑。將端口名稱PortName設(shè)置為“Input”。三、設(shè)置傳送帶行為屬性22選擇第二個“一對一”接口，將名稱命名為“out”。為接口添加一個新節(jié)段，將節(jié)段框坐標設(shè)置為“end”。在新節(jié)段中添加一個flow的新字段，在flow字段中將容器Container設(shè)置為“PhysicsPath”，將端口名稱PortName設(shè)置為“Onput”。選擇“一對多”接口，在模板節(jié)段TemplateSection下添加一個“Processor”新字段，參數(shù)保留原始設(shè)置參數(shù)。三、設(shè)置傳送帶行為屬性23接下來為添加的實體“PhysicsEntity”設(shè)置物理類型，選擇實體“PhysicsEntity”，物理類型設(shè)置為“運動”。最后設(shè)置路徑PhysicsPath，選擇路徑“PhysicsPath”，在屬性的“路徑”下選擇加號，按順序先添加start，再選添加end。三、設(shè)置傳送帶行為屬性24在建模功能欄下選擇傳送帶模塊，在右邊的特征屬性中找到“物理學(xué)”，將物理學(xué)下的碰撞器選擇為“#Precise”，即精確碰撞。任務(wù)二輸送線檢測單元編程與調(diào)試26在開始視圖下選擇“電子目錄”，在“按類型的模型”中選擇基本形狀“BasicShapes”，把幾何方塊“BlockGeo”用鼠標左鍵拖動到世界中。在添加的幾何方塊BlockGeo組件屬性中將Z軸高度“Height_Z”設(shè)置為40mm，X軸長度“Length_X”設(shè)置為80mm，Y軸寬度“Width_Y”設(shè)置為80mm。一、添加物料并調(diào)整位置27完成物料大小設(shè)置后，需將物料移動到傳送帶起始位置上方。在開始視圖下點擊“T”視角，點擊“移動”功能按鈕，拖動X軸與Y軸方向箭頭，將物塊拉到與傳送帶起始位置，物料中心需與傳送帶中心軸位置重疊，使物料能準確的落在傳送帶中間。接下來調(diào)整物料高度，選擇“F”視角，將物料塊拉升到如圖所示位置，仿真開始后物料即可從此高度下落到傳送帶上。一、添加物料并調(diào)整位置28在建模下選擇幾何方塊組件“BlockGeo”，在“行為”功能下的“物理學(xué)”功能中“實體”。下一步為更改物理類型，選擇添加的物理實體“PhysicsEntity”，在屬性中將“物理類型”選擇為“#物理學(xué)內(nèi)”。物理學(xué)內(nèi)類型可賦予物料重力，物料在仿真過程中遵循物理學(xué)自由落體概念，能自由下落到平面上。二、設(shè)置物料屬性29接下來更改碰撞器類型，在幾何方塊的根目錄“Root[BlockGeo]”中選擇塊“Block”，在特征屬性中將物理學(xué)“碰撞器”選擇為精確的“#Precise”，仿真過程中計算實體與實體碰撞的方式為精確碰撞。二、設(shè)置物料屬性30完成物料屬性設(shè)置后需要為傳送帶添加使能信號，在建模功能欄下選中“輸送線模塊”組件，選擇“行為”，點擊“布爾”，為傳送帶添加一個布爾信號。下一步為更改信號名稱與路徑，在使能信號的屬性欄，把信號的名稱改為“使能信號”，在“連接”下點擊加號，添加一個物理路徑“PhysicsPath”。三、添加使能信號31下一步為物理路徑PhysicsPath添加平移信號，使其與使能信號連接。在物理路徑PhysicsPath的屬性欄點擊“平移信號”，選擇“使能信號”。三、添加使能信號32在建模功能欄下選擇“輸送線模塊”，點擊“信號”按鈕即可看到組件的使能信號圖標。四、傳送帶運動仿真與調(diào)試點擊播放鍵開始仿真。33接下來鼠標左鍵點擊“使能信號”可切換信號輸出值，此信號為布爾信號，輸出值在0和1直接切換，通過切換輸出值來控制傳送帶啟停，如圖4-33所示。開始仿真后，觀察物料運動路線是否與傳送帶路徑一致，如不一致，需再次根據(jù)步驟一，調(diào)整物料位置后再進行仿真。四、傳送帶運動仿真與調(diào)試2021年10月15日Thankyouforwatching.智能制造生產(chǎn)線項目五執(zhí)行單元數(shù)字化設(shè)計與仿真3601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38如果將工廠簡化成一個兩端開口的箱子，制造商在入口端投入原料、能源和生產(chǎn)資源，就能在出口端收獲相應(yīng)的產(chǎn)品。然而，在大多數(shù)制造商眼里，這個箱子卻是黑色的，工廠里90%的問題都是因為信息不透明所致。為了降本增效，打開工廠的“黑箱”，讓生產(chǎn)制造的過程變得更加智能和透明可視，近年來世界范圍內(nèi)掀起一股智能制造的熱潮。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40了解二軸龍門上下料單元組成模塊。了解組件與鏈接的關(guān)系。了解坐標框放置原理。知識目標能夠完成模型導(dǎo)入與鏈接提取。能夠正確設(shè)置組件鏈接提取與屬性。技能目標養(yǎng)成團結(jié)協(xié)作精神。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。嚴格執(zhí)行規(guī)范，養(yǎng)成嚴謹科學(xué)的工作態(tài)度。素質(zhì)目標能夠正確設(shè)置升降組件鏈接提取與屬性。能夠正確設(shè)置組件原點位置。能夠正確添加機器人控制器。任務(wù)書與任務(wù)分組03任務(wù)書與任務(wù)分組42任務(wù)書1了解組件之間的鏈接關(guān)系，以及如何正確放置坐標框的原理。完成二軸龍門模型的導(dǎo)入與鏈接提取，確保模型可以正確識別和連接。設(shè)置橫移組件的鏈接提取與屬性，以確保龍門系統(tǒng)可以進行水平移動。設(shè)置升降組件的鏈接提取與屬性，以確保龍門系統(tǒng)可以進行垂直升降。設(shè)置組件的原點位置，以確保龍門系統(tǒng)在工作時準確定位。添加機器人控制器，以實現(xiàn)對龍門系統(tǒng)的控制。理解輸出信號的原理，并掌握取放料動作流程。設(shè)置點動模式的能力，完成物料組件的提取，設(shè)置吸盤動作配置，編寫和測試取放料程序。掌握工具信號配置和取放料動作流程。任務(wù)書2任務(wù)書3學(xué)習(xí)軌式機器人上下料單元組成模塊的組成結(jié)構(gòu)，理解其基本原理和功能特點，了解一對一接口的屬性及其在機器人系統(tǒng)中的作用。完成機器人模型的導(dǎo)入，確保模型的準確性和完整性。創(chuàng)建機器人底座，保證底座的穩(wěn)定性和適配性。添加SCARA機械臂，確保機械臂的正確性和穩(wěn)定性。掌握軌式機器人系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和基本原理任務(wù)書與任務(wù)分組43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45二軸龍門上下料單元由哪幾個模塊構(gòu)成？簡述鏈接屬性中關(guān)節(jié)類型JointType的種類軌式機器人上下料單元由哪幾個模塊構(gòu)成？簡述一對一接口中Hierarchy字段的含義動作配置中檢測體積大小有什么要求？點對點運動動作與線性運動動作有什么區(qū)別？評價反饋46類別評價內(nèi)容分值評價分數(shù)自評互評師評理論了解智能制造發(fā)展現(xiàn)狀與態(tài)勢分析10了解智能制造重點發(fā)展領(lǐng)域10了解智能制造的關(guān)鍵技術(shù)及典型應(yīng)用20知道什么是智能制造產(chǎn)線20技能積極參與教學(xué)活動，按時完成任務(wù)10理論聯(lián)系實際的能力10查閱文獻資料的能力10評價團隊合作能力3總結(jié)與分析能力4嚴格執(zhí)行規(guī)范，養(yǎng)成嚴謹科學(xué)的工作態(tài)度。3表1-1-3評價表任務(wù)實施05任務(wù)一二軸龍門取料手模型搭建一、二軸龍門模型導(dǎo)入與鏈接提取49首先導(dǎo)入仿真模型，打開仿真模型文件：選擇“文件”-“打開”，在教材配套的電子文件中，選擇“項目五二軸龍門上下料模型.vcmx”文件，打開模型，打開完成后效果如圖所示，二軸龍門上下料單元由5個模塊構(gòu)成。接下來提取組件鏈接，首先隱藏工作臺，并在建模視圖下，用“選擇”功能框選龍門氣缸部分，也可以按住Ctrl+左鍵將龍門氣缸部分選中，如圖所示。一、二軸龍門模型導(dǎo)入與鏈接提取50選擇“工具”功能，點擊提取“組件”。接下來在龍門氣缸組件屬性中，講名稱更改為“龍門氣缸”。二、橫移組件鏈接提取與屬性設(shè)置51首先提取龍門氣缸橫移組件鏈接，在建模視圖下，用“選擇”功能框選龍門橫移氣缸部分，也可以按住Ctrl+左鍵將龍門氣缸橫移部分選中，如圖所示。選擇“工具”功能，點擊提取鏈接，如圖5-7所示。二、橫移組件鏈接提取與屬性設(shè)置52將提取的鏈接Link_1的鏈接屬性的名稱Name改為“龍門橫移”，將關(guān)節(jié)類型JointType改成“平移”，將軸改成“-Y”。使用建模視圖下的“測量”工具，測量龍門橫移的最大限值。二、橫移組件鏈接提取與屬性設(shè)置53分別點選龍門橫移氣缸左側(cè)與氣缸最右端，測量得出龍門橫移最大橫移距離為296.0mm。接下來設(shè)置龍門橫移的最大極限距離，在龍門橫移的關(guān)節(jié)屬性中將最小限制改為0，最大限制改為296。三、升降組件鏈接提取與屬性設(shè)置54在建模視圖下，用“選擇”功能框選龍門升降氣缸部分。將龍門升降氣缸提取為鏈接。55將提取的龍門升降氣缸“Link_1”移動到“龍門橫移”下。將提取的鏈接Link_1的鏈接屬性的名稱Name改為“龍門升降”，將關(guān)節(jié)類型JointType改成“平移”，將軸改成-Z。三、升降組件鏈接提取與屬性設(shè)置56首先設(shè)置龍門氣缸組件原點，在建模下選擇“選中的”，在選擇“捕捉”，將整個龍門氣缸組件的原點選擇在左下腳，最后點擊“應(yīng)用”。接下來設(shè)置龍門橫移氣缸原點，線選擇“龍門橫移”鏈接，在建模下選擇“移動”功能，再選擇“選中的”，然后縮小仿真世界便可看到一個有小圓圈的坐標框，用鼠標拖動小圓圈，將坐標框移動到龍門橫移的上方，流程如圖5-19所示。四、設(shè)置組件原點位置57龍門橫移氣缸原點位置如圖所示，將原點放置在氣缸正上方中心點處。接下來設(shè)置龍門升降氣缸原點，線選擇“龍門升降”鏈接，在建模下選擇“移動”功能，再選擇“選中的”，然后縮小仿真世界便可看到一個有小圓圈的坐標框，用鼠標拖動小圓圈，將坐標框移動到龍門升降吸盤中間，流程如圖5-21所示。四、設(shè)置組件原點位置58龍門升降氣缸原點位置如圖所示，將原點放置在吸盤中心點處。在建模下勾選顯示，可在仿真地圖上看到龍門氣缸的三個原點坐標，即三個小球，它們互相關(guān)聯(lián)。四、設(shè)置組件原點位置59首先在建模視圖下選擇“龍門氣缸”組件，點擊“行為”功能，添加一個“機器人控制器”。接下來設(shè)置龍門橫移氣缸控制器屬性，選擇“龍門橫移”鏈接，將控制器Controler選擇為機器人控制器“RobotController”。五、添加機器人控制器60下一步設(shè)置龍門升降氣缸控制器屬性，選擇“龍門升降”鏈接，將控制器Controler選擇為機器人控制器“RobotController”。五、添加機器人控制器任務(wù)二二軸龍門取料手編程與調(diào)試62首先為龍門氣缸設(shè)置點動交互模式，在建模視圖下選擇“龍門氣缸”組件，在向?qū)е刑砑右粋€“動作腳本”。在添加的動作腳本中將運動學(xué)“Kinematic”右鍵點擊刪除。一、設(shè)置點動交互模式63在程序功能視圖下選擇“龍門氣缸”，此時龍門氣缸已經(jīng)做成一個機器人系統(tǒng)，選擇“點動”即可示教龍門氣缸的動作位置。一、設(shè)置點動交互模式64在建模下按住Ctrl+左鍵將第一個物料選中，然后將物料提取為組件。二、提取無物料組件更改物塊1名稱，選擇“物塊1”組件，將名稱改為“物塊1”。65接下來設(shè)置吸盤動作配置，首先在程序視圖下選擇“龍門氣缸”組件，在“組件屬性”下點擊“動作配置”。三、設(shè)置吸盤動作配置動作配置如圖5-33所示，輸出選擇“3”，即輸出信號名稱為3。檢測體積大小設(shè)為100mm×100mm×20mm，即物塊的大小。使用工具選擇“TOOL_1”，重力方向輸入“-8”。66一個動作是讓兩個氣缸移動到零點位置，在程序下添加第一個“點對點運動動作”，在配置中將J1和J2軸的坐標設(shè)置為0mm，在工具Tool里選擇“Tool_1”。四、編寫與測試取放料程序添加動作2，第二個動作是讓升降氣缸下移至物塊表面，故在動作屬性中將J2軸的坐標設(shè)置為50.9mm，工具Tool會默認為與動作1相同的工具Tool_1，如圖5-35所示。67添加一個輸出信號1，點擊“二元輸入動作”，將端口改為“3”，與動作配置里的輸出信號一致。在輸出值上打勾，使輸出信號變?yōu)門rue，使吸盤吸取物塊。四、編寫與測試取放料程序添加一個延遲1，點擊漏斗圖案添加“延遲動作“，將延遲改為1s，保證吸盤碰到物塊后有吸取時間。68添加動作3，第三個動作是讓升降氣缸上移回到初始位置，在動作屬性中將J2軸的坐標設(shè)置為0mm，工具Tool會默認為與動作1相同的工具Tool_1。四、編寫與測試取放料程序添加動作4，第四個動作是讓橫移氣缸右移至稱重臺上方，在動作屬性中將J1軸的坐標設(shè)置為296mm，工具同上為Tool_1。69添加動作5，第五個動作是讓升降氣缸下移，把物塊放置在稱重臺，即將J2軸的坐標改為50.9mm，工具同上為Tool_1。四、編寫與測試取放料程序添加輸出信號2，點擊“二元輸入動作”，將端口改為“3”，與動作配置里的輸出信號一致。在輸出值上取消勾選，使輸出信號變?yōu)镕alse，使吸盤放開物塊。70添加延遲2，點擊漏斗圖案添加“延遲動作“，將延遲改為0.5s，保證吸盤有充分的釋放物塊時間。四、編寫與測試取放料程序添加動作6，第六個動作是放料后升降氣缸上移，即將J2軸的坐標改為0mm。71添加動作7，第七個動作是讓橫移氣缸左移回初始位置，將J1軸的坐標改為0mm。四、編寫與測試取放料程序點擊播放鍵仿真動作流程，檢查吸盤是否能取放物塊，取放位置是否正確。任務(wù)三軌式上下料機器人模型搭建73首先導(dǎo)入仿真模型，打開仿真模型文件：選擇“文件”-“打開”，在教材配套的電子文件中，選擇“項目五軌式機器人上下料模型.vcmx”文件，打開模型。一、機器人模型導(dǎo)入接下來導(dǎo)入SCARA機械臂，在開始視圖的電子目錄下點擊加號“編輯來源”。74在彈出的來源窗口，點擊“添加新來源”，點擊“選擇本地來源”。一、機器人模型導(dǎo)入隨后選擇配套電子文件中的“軌式機器人上下料模型”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，如圖所示，點擊“關(guān)閉”按鈕關(guān)閉對話框。75接下來點擊電子目錄的收藏欄下的“軌式機器人上下料模型”文件夾，用鼠標左鍵把電子目錄中的SCARA機械臂拖動到世界中，如圖所示。一、機器人模型導(dǎo)入76在建模視圖中按住Ctrl選中整個機器人底座，選擇“工具”選項，點擊“鏈接”功能，將機器人底座提取為鏈接。二、創(chuàng)建機器人底座選擇提取的底座鏈接，將名稱Name改成“底座”，關(guān)節(jié)類型JointType設(shè)置為“平移”，軸方向選擇為“-X”。77在建模視圖中選擇“測量”工具，分別測量底座向左運動最大距離為390.0mm，向右運動最大距離為200.0mm。二、創(chuàng)建機器人底座選擇底座鏈接，在鏈接屬性的關(guān)節(jié)屬性中，在控制器Controller添加一個“伺服控制器”，將最小限制設(shè)置為-390，最大限制設(shè)置為200。78在底座鏈接中添加一個一對一的行為接口，點擊“行為”功能，選擇“一對一”。二、創(chuàng)建機器人底座在建模視圖中選擇“特征”，添加一個坐標框，將坐標框名稱改為“滑軌坐標框”。79在建模視圖下選擇“捕捉”工具，將滑軌坐標框捕捉到底座中心。二、創(chuàng)建機器人底座選擇添加的一對一接口，在右邊屬性中添加一個“新節(jié)段”，在添加的新節(jié)段中，將節(jié)段坐標框選擇為“滑軌坐標框”。接下來添加一個“Hierarchy”新字段和“JointExport”新字段。在Hierarchy字段中將節(jié)點選擇為“底座”，將坐標框選擇為“滑軌坐標框”。在JointExport字段中將控制器選擇為“伺服控制器”。80在開始視圖下選擇SCARA機械臂模型，點擊即插即用“PnP”按鈕，點擊”捕捉”功能，將機械臂捕捉到底座中心位置。三、添加SCARA機械臂接下來把機械臂附加在底座上，選擇機械臂模型，點擊“附加”按鈕，再選擇底座，完成機械臂的附加。任務(wù)四軌式上下料機器人編程與調(diào)試82在開始菜單欄中點擊SCARA機械臂模型，在右邊的組件屬性中點擊“動作配置”，選擇信號動作。將輸出選擇“3”，將對時設(shè)置為“抓取”，將錯時設(shè)置為“發(fā)布”，將抓取工具選擇為tool2。重力方向設(shè)置為8。一、設(shè)置末端動作配置83首先將機械臂吸盤移動到工具架上方，在程序視圖中選擇“底座”模型，選擇“移動”功能，拖動坐標框中的紅色X軸箭頭，機械臂會與底座一同移動至工具架上方。二、編寫安裝吸盤程序動作1為初始位置，在程序功能視圖下選擇“機械臂”模型，點擊“點動”功能，點擊“點對點運動動作”添加動作1，完成添加后點擊紅點“修整”，更新當前動作。84在程序功能視圖下選擇“機械臂”模型，點擊“點動”功能，選擇“捕捉”功能，將機械臂吸盤捕捉到工具架的吸盤中心。二、編寫安裝吸盤程序動作2為機械臂吸盤移動到工具上，點擊“點對點運動動作”添加動作2，將動作屬性中的工具Tool設(shè)置為“Tool2”。85點擊“設(shè)置二元輸出動作”按鈕，為程序添加一個信號，在動作屬性中將輸出端口設(shè)置為“3”，輸出值打勾。二、編寫安裝吸盤程序選擇“點動”功能，拖動機械臂的J3關(guān)節(jié)，使機械臂J3關(guān)節(jié)往上抬起。86動作3為J3關(guān)節(jié)向上直線運動，點擊“線性運動動作”添加動作3，將動作屬性中的工具Tool設(shè)置為“Tool2”。二、編寫安裝吸盤程序動作4為末端夾具旋轉(zhuǎn)180度，選擇“點動”功能，在J4關(guān)節(jié)上在原來的度數(shù)上增加180度。87點擊“線性運動動作”添加動作4，將動作屬性中的工具Tool設(shè)置為“Tool2”。二、編寫安裝吸盤程序88機械臂首先運動到工具架上方，然后J3關(guān)節(jié)向下伸出至工具位置，接下來接頭吸取工具，然后J3關(guān)節(jié)向上運動，J4關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)180度，把吸盤轉(zhuǎn)到合適位置，如圖所示，點擊播放按鈕開始仿真，觀察機械臂是否能安裝預(yù)定流程運動。三、仿真測試動作流程2021年10月15日Thankyouforwatching.智能制造生產(chǎn)線項目六智能倉儲單元數(shù)字化設(shè)計與仿真9101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93如果將工廠簡化成一個兩端開口的箱子，制造商在入口端投入原料、能源和生產(chǎn)資源，就能在出口端收獲相應(yīng)的產(chǎn)品。然而，在大多數(shù)制造商眼里，這個箱子卻是黑色的，工廠里90%的問題都是因為信息不透明所致。為了降本增效，打開工廠的“黑箱”，讓生產(chǎn)制造的過程變得更加智能和透明可視，近年來世界范圍內(nèi)掀起一股智能制造的熱潮。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95了解智能倉儲單元各模塊功能。了解轉(zhuǎn)盤原點的設(shè)置。了解工具的信號配置原理。知識目標能夠完成倉儲單元模型導(dǎo)入與組件提取。能夠完成分度轉(zhuǎn)盤鏈接提取。技能目標養(yǎng)成團結(jié)協(xié)作精神。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。嚴格執(zhí)行規(guī)范，養(yǎng)成嚴謹科學(xué)的工作態(tài)度。素質(zhì)目標能夠完成分度轉(zhuǎn)盤實體添加。能夠完成轉(zhuǎn)盤動作編程與仿真。能夠正確添加機器人控制器。任務(wù)書與任務(wù)分組03任務(wù)書與任務(wù)分組97任務(wù)書1在軟件環(huán)境中完成倉儲單元模型的導(dǎo)入與組件提取，確保模型的準確性和完整性。提取分度轉(zhuǎn)盤的鏈接并進行屬性設(shè)置，以確保轉(zhuǎn)盤的正常運轉(zhuǎn)和準確控制。掌握智能倉儲單元系統(tǒng)的相關(guān)知識，使用軟件工具進行模型建模和屬性設(shè)置。學(xué)習(xí)取放料動作的流程，包括分度轉(zhuǎn)盤實體的添加、轉(zhuǎn)盤動作的編程與仿真。正確配置工具信號、設(shè)置工件屬性，完成分度轉(zhuǎn)盤的實體添加、動作編程與仿真，掌握智能倉儲單元系統(tǒng)的操作流程和技術(shù)要點。任務(wù)書2任務(wù)書與任務(wù)分組98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100智能倉儲單元由哪幾個模塊構(gòu)成？轉(zhuǎn)動件的原點要設(shè)置在哪里？沒有正確為分度轉(zhuǎn)盤選擇控制器會出現(xiàn)什么問題？為什么要為轉(zhuǎn)盤和工件添加實體添加的實體中物理學(xué)類型選擇哪類？請簡述倉庫運動過程？評價反饋101類別評價內(nèi)容分值評價分數(shù)自評互評師評理論了解實體的意義10了解倉儲單元工作流程10了解動作腳本的原理20知道什么是智能制造產(chǎn)線20技能能夠正確設(shè)置工件屬性10能夠完成分度轉(zhuǎn)盤實體添加10查閱文獻資料的能力10評價團隊合作能力3總結(jié)與分析能力4嚴格執(zhí)行規(guī)范，養(yǎng)成嚴謹科學(xué)的工作態(tài)度。3表1-1-3評價表任務(wù)實施05任務(wù)一倉儲單元模型導(dǎo)入與組件提取一、倉儲單元模型導(dǎo)入與組件提取104首先導(dǎo)入仿真模型，打開仿真模型文件：選擇“文件”-“打開”，在教材配套的電子文件中，選擇“項目六智能倉儲單元.vcmx”文件，打開模型，打開完成后效果如圖6-2所示。接下來提取轉(zhuǎn)盤組件，提取前先隱藏工作臺模型，然后在建模視圖下，用“選擇”功能按住Ctrl+左鍵將轉(zhuǎn)盤部分選中。一、倉儲單元模型導(dǎo)入與組件提取105選擇“工具”功能，點擊提取“組件”。接下來在轉(zhuǎn)盤的組件屬性中，將名稱更改為“轉(zhuǎn)盤”。一、倉儲單元模型導(dǎo)入與組件提取106接下來提取工件組件，在建模視圖下，用“選擇”功能按住Ctrl+左鍵將其中一個工件選中。選擇“工具”功能，點擊提取“組件”，在工件的組件屬性中，講名稱更改為“工件1”。一、倉儲單元模型導(dǎo)入與組件提取107接下來提取其余三個工件組件，將組件分別命名為“工件2”、“工件3”和“工件4”。108在建模視圖下，按住Ctrl+左鍵將轉(zhuǎn)盤組件部分選中，點擊“工具”按鈕，選擇“鏈接”功能，提取分度轉(zhuǎn)盤鏈接。選擇分度轉(zhuǎn)盤鏈接，在上方功能欄選擇“移動”模式，選擇“選中的”功能，勾選“顯示”，利用“捕捉”工具將綠色小球捕捉至轉(zhuǎn)盤中心。二、分度轉(zhuǎn)盤鏈接提取109選擇分度轉(zhuǎn)盤鏈接，點擊“向?qū)А碧砑印皠幼髂_本”。三、分度轉(zhuǎn)盤屬性設(shè)置在添加的動作腳本中將Kinematic右鍵點擊刪除。110選擇分度轉(zhuǎn)盤鏈接，在鏈接屬性中將Name改為“分度轉(zhuǎn)盤”，將關(guān)節(jié)類型JointType設(shè)置為“旋轉(zhuǎn)的”，軸選擇“+Z”，選擇“Controller”做為控制器，將最小限制改為“-360”，最大限制改為“360”。三、分度轉(zhuǎn)盤屬性設(shè)置任務(wù)二智能倉儲單元編程與調(diào)試112首先工件需要落在轉(zhuǎn)盤上，在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時才能跟隨轉(zhuǎn)盤一起運動，故要設(shè)置工件的物理類型。首先在建模視圖下選中“工件1”，選擇“行為”功能，選擇物理學(xué)下的“實體”，為工件添加一個實體。一、設(shè)置工件屬性選擇添加的實體“PhysicsEntity”，在屬性的物料類型中選擇“#物理學(xué)內(nèi)”。完成物理類型設(shè)置后，為其他三個工件添加實體并設(shè)置實體屬性。113選擇分度轉(zhuǎn)盤鏈接，選擇“行為”功能，選擇物理學(xué)下的“實體”，為分度轉(zhuǎn)盤添加一個實體。選擇添加的實體，在屬性的物理類型中選擇“#運動”。二、分度轉(zhuǎn)盤添加實體114首先添加轉(zhuǎn)盤動作1，動作1為轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)回置0度位置。在程序視圖下選擇轉(zhuǎn)盤模型，點擊“點對點運動動作”添加動作1，將J1關(guān)節(jié)設(shè)置為“0°”。三、轉(zhuǎn)盤動作編程與仿真接下來添加轉(zhuǎn)盤動作2、動作3、動作4和動作5，后續(xù)四個動作分別是轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)到90度、180度、270度和360度。在程序視圖下選擇轉(zhuǎn)盤模型，點擊“點對點運動動作”分別添加四個動作，分別將J1關(guān)節(jié)設(shè)置為0°、180°、270°和360°。115最后點擊“播放”按鍵，測試轉(zhuǎn)盤動作，觀察轉(zhuǎn)盤是否能依次轉(zhuǎn)到90度，工件是否能跟隨轉(zhuǎn)盤運動。三、轉(zhuǎn)盤動作編程與仿真2021年10月15日Thankyouforwatching.智能制造生產(chǎn)線項目七智能生產(chǎn)線流程規(guī)劃與場景拓展11801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120對智能產(chǎn)線的各單元進行仿真模擬后，我們基本了解了各單元的的基本工作流程，可以根據(jù)各單元的功能對產(chǎn)線進行工藝流程規(guī)劃。工藝流程規(guī)劃是對生產(chǎn)過程中的各個環(huán)節(jié)進行系統(tǒng)規(guī)劃和安排，以確保生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和成本控制。首先對產(chǎn)品裝配順序進行規(guī)劃，產(chǎn)品裝配順序是指產(chǎn)品組裝過程中零部件的安裝順序，它直接影響到裝配效率和質(zhì)量。為了提高裝配效率，需要根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點和零部件之間的依賴關(guān)系，確定合理的裝配順序。通常情況下，可以采用逐步裝配的方式，先完成產(chǎn)品的主要模塊組裝，然后再進行細節(jié)部件的安裝，最后進行整體調(diào)試和檢驗。然后提出線平衡建議，線平衡是指在流水線生產(chǎn)中，使得各個工位的工作負載相對均衡，以最大限度地提高生產(chǎn)效率。通過對產(chǎn)品裝配過程中各個工序的時間和工作內(nèi)容進行分析，可以確定各工序的標準工時，并據(jù)此設(shè)計流水線的布局和工位安排，使得各工位的工作負載均衡，并盡可能減少非價值增加的動作，從而提高生產(chǎn)效率。最后優(yōu)化產(chǎn)線布局，產(chǎn)線布局涉及到產(chǎn)線內(nèi)各個工序的布局和設(shè)備擺放。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122了解產(chǎn)品裝配順序。了解線平衡原理。了解優(yōu)化布局原理。知識目標能夠?qū)Ξa(chǎn)品進行生產(chǎn)裝配順序規(guī)劃。能夠提出線平衡建議。技能目標養(yǎng)成團結(jié)協(xié)作精神。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。嚴格執(zhí)行規(guī)范，養(yǎng)成嚴謹科學(xué)的工作態(tài)度。素質(zhì)目標能夠正確的優(yōu)化產(chǎn)線布局。任務(wù)書與任務(wù)分組03任務(wù)書與任務(wù)分組124任務(wù)書1掌握關(guān)于產(chǎn)品裝配順序、線平衡原理以及優(yōu)化布局原理等方面的知識。了解產(chǎn)品裝配的順序規(guī)劃，包括理解不同零部件的裝配順序和流程。學(xué)習(xí)線平衡的原理，包括如何合理分配工作站和任務(wù)，以確保生產(chǎn)線的平衡和效率。了解優(yōu)化布局的原理，包括如何設(shè)計合理的工廠布局以最大化生產(chǎn)效率和空間利用率。學(xué)習(xí)取放料動作的流程，包括分度轉(zhuǎn)盤實體的添加、轉(zhuǎn)盤動作的編程與仿真。正確配置工具信號、設(shè)置工件屬性，完成分度轉(zhuǎn)盤的實體添加、動作編程與仿真，掌握智能倉儲單元系統(tǒng)的操作流程和技術(shù)要點。任務(wù)書2任務(wù)書與任務(wù)分組125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127什么是線平衡？優(yōu)化產(chǎn)線布局需要考慮什么因素？請簡述酒店跨層配送機器人的場景需求？請簡述小型智能化工廠場景需求場景路線優(yōu)化需要考慮什么因素？評價反饋128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)品裝配順序10了解線平衡原理10了解優(yōu)化布局原理20知道什么是智能制造產(chǎn)線20技能能夠?qū)Ξa(chǎn)品進行生產(chǎn)裝配順序規(guī)劃10能夠提出線平衡建議10能夠正確的優(yōu)化產(chǎn)線布局10評價養(yǎng)成追求技術(shù)創(chuàng)新的精神3耐心與細心的工作態(tài)度4嚴格執(zhí)行規(guī)范，養(yǎng)成嚴謹科學(xué)的工作態(tài)度。3表1-1-3評價表任務(wù)實施05任務(wù)一智能生產(chǎn)線工藝流程規(guī)劃一、產(chǎn)品裝配順序131產(chǎn)品裝配順序是指在制造過程中，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計圖紙和工藝要求確定的零部件組裝順序。一個合理的產(chǎn)品裝配順序能夠有效提高生產(chǎn)效率、降低成本，并確保產(chǎn)品質(zhì)量達到標準。首先，根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計圖紙和技術(shù)要求，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行分析，了解各個零部件之間的裝配關(guān)系和依賴性。通過分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，確定哪些零部件是首先需要安裝的，哪些是后續(xù)才能加入的。其次，將整個裝配過程分解為若干個階段或步驟，每個階段包含一系列相關(guān)的裝配任務(wù)，便于組織和管理。通過以上步驟，制定出一個科學(xué)合理的產(chǎn)品裝配順序?qū)⒂兄谔岣呱a(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，并確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，從而提升企業(yè)的競爭力和市場表現(xiàn)。二、線平衡132線平衡建議是指在生產(chǎn)過程中通過合理分配工作任務(wù)和資源，使得生產(chǎn)線上各工序之間的工作負荷相對均衡，達到最佳的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。要實現(xiàn)線平衡，首先需要對整個生產(chǎn)流程進行深入分析，了解每個工序所需時間、人力資源和設(shè)備資源等情況。其次，確定生產(chǎn)節(jié)拍，即每個工序需要完成的時間，以確保生產(chǎn)線整體生產(chǎn)速度與產(chǎn)品需求相匹配。在識別生產(chǎn)線上的瓶頸工序后，可以通過合理安排工作任務(wù)和資源來平衡工序，尤其是要確保瓶頸工序的產(chǎn)能能夠與其他工序保持協(xié)調(diào)。調(diào)整工作人員數(shù)量、優(yōu)化工作流程、提高設(shè)備利用率等方法都可以幫助實現(xiàn)線平衡。此外，減少工作任務(wù)的交接次數(shù)，優(yōu)化工作站布局，有效管理物料和信息流動，也是實現(xiàn)線平衡的重要措施線平衡是一個持續(xù)改進的過程。定期評估生產(chǎn)線的平衡度，并根據(jù)實際情況進行調(diào)整和優(yōu)化。隨著生產(chǎn)技術(shù)的進步和需求的變化，不斷改進線平衡能夠幫助企業(yè)提高生產(chǎn)效率、降低成本，并適應(yīng)市場競爭的要求。三、優(yōu)化產(chǎn)線布局133優(yōu)化產(chǎn)線布局是指通過合理的工作站位置和組織方式，最大程度地提高生產(chǎn)效率、降低成本并改善工作環(huán)境。在進行優(yōu)化時首先要考慮工序之間的流程依賴關(guān)系。根據(jù)產(chǎn)品的加工流程，將工作站按照順序布置，確保物料和信息在工序之間的順暢流動。這樣可以減少物料的搬運時間和等待時間，提高生產(chǎn)效率。其次，要考慮工作站之間的距離和空間利用率。合理安排工作站的位置，使得員工能夠方便地移動和操作，并且避免不必要的物料運輸。同時，要充分利用空間，確保每個工作站都有足夠的面積和儲存空間，以提高工作效率。另外，需要考慮人機工程學(xué)原則。針對產(chǎn)品裝配流程和線平衡，可提出優(yōu)化產(chǎn)線布局的建議。首先優(yōu)化工序間距離，盡量縮短各工序之間的距離，減少物料和半成品在生產(chǎn)線上的運輸時間和距離。這有助于降低生產(chǎn)周期和能耗，提高生產(chǎn)效率。任務(wù)二數(shù)字化仿真智能場景拓展一、酒店跨層配送機器人場景135在當今快速發(fā)展的酒店業(yè)中，提高服務(wù)效率和客戶滿意度成為了至關(guān)重要的任務(wù)。酒店跨層配送機器人作為一項革命性的技術(shù)應(yīng)用，其在酒店服務(wù)體系中扮演著極其重要的角色。這一節(jié)將詳細介紹酒店跨層配送機器人場景的基本概念，包括其工作環(huán)境、主要功能及其在酒店行業(yè)中的創(chuàng)新應(yīng)用。一、酒店跨層配送機器人場景136一個典型的多層次酒店環(huán)境由多個樓層、眾多房間、服務(wù)區(qū)域、前臺接待區(qū)、餐飲區(qū)以及其他公共空間組成。在這樣一個復(fù)雜多變的環(huán)境中，傳統(tǒng)的人工服務(wù)方式在效率和成本上面臨諸多挑戰(zhàn)。跨層配送機器人的引入，旨在通過自動化技術(shù)解決這一問題，提供快速、準確且高效的物品配送服務(wù)，無論是客戶的生活用品、餐飲服務(wù)還是緊急物資的配送。配送機器人具備高度自動化和智能化的特性，能夠在不同的樓層之間自由穿梭，準確地完成從物品接收、運輸?shù)剿瓦_的全過程。1、場景概述它們通過先進的導(dǎo)航技術(shù)，如激光雷達、視覺識別系統(tǒng)等，實現(xiàn)對酒店內(nèi)部環(huán)境的精確識別和自主定位，有效避免障礙物，確保送達路徑的最優(yōu)化和安全性。此外，配送機器人還可以通過無線網(wǎng)絡(luò)與酒店管理系統(tǒng)實時通信，接受任務(wù)指派、更新配送狀態(tài)，以及處理突發(fā)狀況，如電梯調(diào)度等，確保服務(wù)的連續(xù)性和高效性。一、酒店跨層配送機器人場景137在構(gòu)建酒店跨層配送機器人系統(tǒng)時，準確的需求分析是確保項目成功的關(guān)鍵。這一過程涉及識別和定義機器人系統(tǒng)所需滿足的核心功能和性能指標，以及預(yù)期解決的具體問題。在酒店跨層配送場景中，配送機器人系統(tǒng)的需求分析，包括對速度、安全性、可靠性和客戶體驗等方面的考慮。2、需求分析首先，速度是衡量配送機器人效率的一個關(guān)鍵因素。在快節(jié)奏的酒店環(huán)境中，迅速響應(yīng)客戶需求，尤其是生活用品和緊急物品配送，對于提升客戶滿意度至關(guān)重要。因此，配送機器人需要能夠在最短的時間內(nèi)完成任務(wù)分配到物品送達的整個過程，這包括高效的路徑規(guī)劃和快速的物品處理能力。其次，安全性是設(shè)計配送機器人時的另一個重要考慮因素。機器人在酒店內(nèi)移動時必須能夠可靠地避開障礙物，包括人群、寵物和其他未預(yù)見的障礙，確保既不損害自身也不對人類和環(huán)境造成傷害。此外，機器人還需具備在緊急情況下，如遇到火災(zāi)或其他安全威脅時，能夠自主作出反應(yīng)，例如自動返回充電站或安全區(qū)域的能力。一、酒店跨層配送機器人場景138規(guī)劃一個酒店跨層配送機器人場景，目標是設(shè)計一個系統(tǒng)，使機器人能夠高效、安全地完成從前臺到顧客房間的配送任務(wù)。首先客戶通過酒店的手機應(yīng)用或房間內(nèi)的智能設(shè)備下單，選擇希望訂購的生活用品。3、流程規(guī)劃訂單信息被發(fā)送到前臺配送中心（圖中1號位置）。前臺配送中心收到訂單后，開始準備貨品。準備完成后，前臺將貨物安置在專為機器人設(shè)計的配送盒中（圖中2號位置。選定的機器人被分配該配送任務(wù)，并獲得顧客