云智实验室：智能工业物流系统

　　智能工业物流系统介绍!

　　据目前科技发展和教学方向，高等学校作为国内先进型教学科研院校，是制造业改革的学术前沿单位，担负着培训制造业网络化、数字化和智能化高级专业技术人才的重任。通过对现有相关实验室现状分析，智能工业物流系统以智能制造系统为设计蓝本，基于物联系统采用先进的物联网技术、计算机技术、自动化技术、网络技术，依据现有成熟技术、成熟装备进行技术集成，通过工业物联网将自动化仓储系统、AGV小车等设备互相连通，同时通过工业互联网与工业云平台互连互通，在确保每个组成单元稳定可靠的基础上，有机的把各个单元组合、优化成具有一定创新性、先进性的符合工业4.0标准的数字化制造系统。

　　系统涵盖了智能制造过程中的制造、物流及云运维等关键环节，具有全程性、普适性、虚实性等特点。智能工业物流系统适用于高等院校物联网、计算机、自动化等专业和学科综合实训室建设的需要，通过让学生参与实践，将课堂教学与工业现场、企业实践结合，有针对性的培养学生计算机、物联网与工业自动化领域综合技能。

　　二、智能工业物流系统总体概述

　　智能工业物流系统强调智能制造的产品设计(雕刻图案设计)、生产(各生产程序)、运维(云智平台)三个过程环节，重视学生的工业物联网组网能力、智能制造系统设计运维能力及协同设计能力的培养。

　　智能工业物流系统总体布局图

　　智能工业物流系统的组成单元主要包括：自动化仓储单元、加工单元、 自动检测单元 、物联网联网单元等。

　　硬件部分：

　　主要设备包含自动化立体仓库、AGV小车、输送线系统、RFID、工业网关等组成，可以实现对工件进行出入库、生产加工、搬运及配送等操作。是一个在真实的智能制造生产线，使学生身临其境，实现实训与岗位培训的合二为一，使教学培训直观和高效。

　　软件部分：

　　软件部分主要包括：仓库软件、视觉检测软件、云运维平台等组成。既能实现对单个设备的独立控制，也可对物流过程进行实时监测控制、可视化呈现及智能运维。

　　三、智能工业物流系统的各部分设计

　　系统主要由仓库、传送系统、AGV小车、视觉检测、供电系统、网络机柜组成。

　　(1)立体仓库系统设计

　　体仓库系统结构如下图所示：

　　图 立体仓库结构

　　仓库：立体仓库采用前后双层的3*3格货架设计，每个货架格内部的长宽高尺寸200mm*200mm*250mm，采用2020铝材构建仓库龙骨结构。

　　码垛机：码垛机位置在前后两层货架中间(前后货架间隔250mm)，构建码垛机Z轴轨道，码垛机采用步进电机控制橡胶轮移动;Y轴部分采用双立柱方式，也采用步进电机控制钢丝吊索调动货台移动;货台可以前后伸缩，也使用步进电机控制其运动。

　　入库/出库滚轮架：出库/入库滚轮架分两个部分，一部分为与码垛机连接的双侧皮带轮传送线，另一部分为滚轮传送线。

　　(2)传送系统

　　图 传送系统结构图

　　传送系统包括1号、2号、3号三条滚轮传送带和1号、2号两个转向机。1号和3号传送带分为两节，1、2、3号传送带都采用滚轮式传送形式。在1号和3号传送带中间部分使用两个转向机，完成1号和3号传送带与2号传送带之间的连接。所有传送带可进行正反向传送，其物件托盘运输宽度为200MM。

　　转向机完成检测是否有物件、水平/垂直转向、皮带轮正反向转动功能。在1号和3号传送带的上部位置使用固定气缸对物件托盘进行固定，固定气缸采用TN10-40型号。

　　(3)AGV小车

　　AGV小车采用磁感应导轨定位行走模式、滚轴式货物架、麦克纳姆轮、超声波避障等配置和技术。

　　(4)视觉检测

　　视觉检测系统是在2号传送带中部加入一水平方向的工业摄像头进行检测。

　　图 视觉检测示意图

　　当承载物件的托盘通过2号传送带传输至视觉检测区域时，由光电位置传感器感应其位置信息，当其位置到达时，传送带停止运动，然后启动工业摄像头进行检测，检测完成后再次运行传送带。

　　(5)RFID系统

　　物件托板携带RFID芯片，同时在生产线的各个位置安装RFID读写器，完成在生产过程中各个环节的监测。RFID标签及RFID读写器采用UHF频段的915MHz，RFID读写器在生产线上的位置布局如下图所示。

　　图 RFID位置布局

　　RFID读写器共包含7台，其具体安装位置如上图紫色方框位置。

　　(6)供电系统及网络机柜

　　网络机柜采用1.8米高标准机柜。供电系统采用立式配电柜。

　　四、适合开展的实验实训项目