产教融合背景下的智能制造实训基地建设研究.pdf

产教融合背景下的智能制造实训基地建设研
究

作者：张凤杰
来源：《机电信息》2020年第02期

摘要：介绍了辽宁轨道交通职业学院智能制造实训基地建设的背景及意义，着重分析了
该实训基地建设应用的五大核心设备和八大核心技术，实现了水晶雕刻样品从毛坯底料到成型
出库的全流程自动化。该实训基地利用MES系统完成整个生产流程的网络化运行、智能化调
配与统筹化管理，极大地提高了生产效率，节约了生产成本。

关键词：产教融合;智能制造实训基地;核心设备

实训基地建设背景及意义1

2017年，国务院办公厅印发出台了《关于深化产教融合的若干意见》（国办发〔2017〕
95号），把“产教融合、校企合作”“工学结合、知行合一”作为新时期全面深化教学改革，提高
人才培养质量的基本原则。我院智能制造实训基地正是在这样的国家战略和背景下应运而生，
建立了一个集自动感知信息、自动精准控制、自动智慧执行功能于一体，且贯穿于教学科研、
生产管理、生产实践等各个环节的新一代高新信息技术系统，其具有以工业网络为基础、以数
据流为支撑、以智能化为核心等的特点，可有效缩短生产周期，提升生产效率，提高教师教科
研水平，为学生创造良好而高效的生产实训环境，为企业智能制造化水平的提升提供可靠的解
决方案。

实训基地建设2内容

实训基地2.1功能

智能制造实训基地主要依赖于五大核心设备和八大核心技术，实现水晶雕刻样品从毛坯底
料到成型出库的全自动生产流程，利用MES系统完成整个生产流程的网络化运行，智能化调
配与统筹化管理，将水晶雕刻的整个生产线流程全自动化，实现了没有人为干预的智能化生产
与调配。在教科研方面融合了机电一体化、智能控制技术、物流管理、物联网技术等多种专业
知识，通过实现各个系统的使用、维护、基本调试等内容，为教学质量的提高和实训基地的建
设提供了新的思路和保障。

实训基地2.2结构

2.2.1控制结构
智能制造实训基地主要由感知层、网络层、执行层与应用层四部分构成。感知层主要应用
感知技术，利用传感器及视觉识别技术收集生产数据;网络层则应用工业互联网技术，组件通
信网络，上传和分析数据;执行层主要由机器人、智能机床、自动化设备、激光雕刻设备组
成，完成生产的自动化;应用层主要搭建自动化生产线，为定制生产提供解决方案。

2.2.2整体布局

智能控制实训基地主要由智能化生产制造、物料的搬运、物料的仓储与管理三部分组成，
并利用工业互联网和MES系统实现整个系统的自动化运行和整体调配。

实训基地核心设备2.3

2.3.1数控机床

本实训基地采用了两台高精度数控机床，其中一台主要完成从毛坯料到底座的加工，另一
台主要完成底座上校标的打印，两台数控机床分别完成铣削加工和雕铣加工。这两台数控机床
的应用使得学生在实践操作训练的同时，可实现产品的实际生产加工。

2.3.2工业机器人

本實训基地应用了五台六轴垂直多关节机器人、一台四轴水平机器人，主要完成物料传输
过程中的搬运、抓取等工作。其中，两台六轴机器人复合在AGV上，与AGV一同完成物料
的输送任务。所有机器人全部通过工业网络与控制器进行实时通信，由控制器控制各机器人进
行全自动运行。其中下料机器人加入了附加轴，用以物料的传送，进一步拓展了机器人的应用
范围。

2.3.3立体库堆垛机

本实训基地采用小型单柱式堆垛机，主要完成物料从立体库到取送物料台之间的传递，堆
垛机与立体仓库、上位物流调度系统共同构成智能仓储部分，堆垛机的运动由伺服驱动器控
制，货叉的控制从教学上考虑采用差异化设计，使用变频器控制货叉的伸缩。

2.3.4水晶激光内雕机

本实训基地主要利用内雕机雕刻2D/3D人像、各种标志、奖杯等个性化礼品纪念品，也
可批量生产2D/3D动物、植物、建筑、车、船、飞机等模型产品和3D场景展示，内雕机经过
改造通过工业总线与系统相连，在系统调配下保持节拍，实现了加工与雕刻的全自动化。

2.3.5复合型AGV
本实训基地使用两台具有六轴机器人的复合型AGV，通过磁导航引导AGV按规划路径行
走，完成物料从生产平台到智能立体仓库的搬运，AGV采用麦克纳姆轮系，完全由我校独立
加工制造，具有极高的加工精度和控制精度。

实训基地核心技术2.4

2.4.1机器人技术

机器人技术作为智能制造的代表，在智能制造实训基地建设中得到了广泛应用。在本建设
项目中实现了工业机器人的分拣、搬运、拟人作业等多种应用。从机器人设计、编程、调试、
运行到维护各个阶段，都充分发挥了我校技术优势，为机器人的教科研工作提供了更加丰富的
资源和技术保障。

2.4.2自动识别技术

在上料的物料分拣程序中，运用了视觉识别技术，以物料的轮廓、像素、边沿位置三个特
征属性判别物料，机器人进行物料的分拣。同