三维交互动画 | 序号 | 知识点 | 1 | 智能产线场景搭建 | 2 | AGV运行调试 | 3 | 物流单元出入库调试 | 4 | 数控机床仿真加工 | 5 | 数字孪生中信号连接 | 6 | 智能产线生产工艺流程虚拟调试 | 7 | 生产管理MES功能体验 | 8 | RFID的通信和数据传递 | 一、基本要求 ★1、根据课程知识树制作对应三维交互动画资源,三维交互动画资源采用B/S 架构部署在网络在线三维交互动画课程资源平台上,客户端不需要安装相关软件和插件,直接利用电脑、平板等设备通过浏览器跨平台使用。 ★2、三维交互动画项目包含已经搭建完成可直接运行的交互动画案例资源和未完成需要用户完成相关交互动画操作如交互选型、交互接线、交互检测、程序编辑等操作后才能运行的交互动画案例资源,用于教师现场进行技能训练相关的操作演示和学生的练习。 ★3.采用 PBR (基于物理的渲染) 流程结合 URP 管线进行三维交互动画系统的场景搭建与渲染以提供真实的渲染画面;针对大量的多规格的电气器材、机床、刀具、机器人,拟采用模型自动化编辑生成的流程算法进行批量模型的搭建。 ★4.三维交互动画仿真项目采用Unity 3D for WebGL 技术开发,通过服务器部署主要程序软件,无实体客户端,可通过电脑、平板等设备所搭载的浏览器进行方案,通过网页实现教学过程仿真。 ★5.项目适配主流浏览器,如 Firefox52 及以上、GoogleChrome75 及以上、 Safari11 及以上、MS Edge 18 及以上。 ★6.为适应专业更新快的特点,系统应为后续的更新和修改提供标准、规范的二 次开发接口,同时提供后续的资源更新的规范文档。 ★7.《智能制造技术》三维交互动画项目满足下列要求: 三维交互动画资源可以做到集成到同一虚拟平台上,资源包含智能产线场景搭建、AGV运行调试、物流单元出入库调试、数控机床仿真加工、数字孪生中信号连接、智能产线生产工艺流程虚拟调试、生产管理MES功能体验、REFID的通信和数据传递8个三维交互动画。 (1)三维交互动画资源支持虚拟设备的测距功能,能够支持产线规划布局需求;支持多种数据类型的读写,如:Bool、Int、Real、Dint、word、Dword等。、三维交互动画资源支持模型节点修改,能够快速定义模型主副级关系,实现副级跟随主级移动。 (2)三维交互动画资源支持自定义加工毛坯,平台中方形毛坯和圆形毛坯支持修改尺寸,自定义毛坯大小,能够在智能产线虚拟场景中实现单产品的车铣多工序实时三维切削仿真加工工艺,要求不借助第三方数控加工仿真平台并通过产线联动实现该功能; (3)三维交互动画资源提供完整的操作指导手册。三维交互动画资源支持运动仿真加速功能,能够实现产线中实时切削仿真加工、机器人运动等装备的加速运动仿真。三维交互动画资源虚拟平台能实现机床外壳和内部结构隐藏功能,可以实现在生产调试过程中,能够清晰看到工件装夹具、对刀、换刀等过程。 (4)三维交互动画资源虚拟平台能实现智能产线中机床上下料自动装夹功能,能够对一定范围内放偏的工件,使其自动摆正,贴合夹具;平台能判断尺寸过大的工件,并提示用户,防止工件与夹具穿模。 (5)三维交互动画资源产线机床设置有软硬限位报警功能,限位解除方式模拟真实的机床操作方式,能够有效支持进行智能产线中数控机床的安装调试训练。 (6)三维交互动画资源支持通过数控虚拟控制面板实现对产线中车床和铣床及加工中心的运动控制,主要功能:1)能够实现机床的对刀功能,对刀过程平台有对刀提示功能;2)具有手动、增量、卡盘松紧、主轴正反转等功能按键,能够模拟真实加工时的操作步骤,且平台有试切提示,加工飞屑效果等,使对刀过程更直观、准确。3)面板中可实时反映机床目前的实际坐标位置。4) 虚拟面板能够实现对刀库中的现有刀具进行参数管理,设置其长度补偿,用于仿真加工。5)虚拟数控面板可设置工件坐标系,任意选取G54~G59寄存器,方便加工不同的工件。6)可对加工程序进行管理,任意新增或编辑、修改加工程序; (7)三维交互动画资源支持学生自主训练与考核功能,并自带智能制造与机器人专业题库,训练和考核功能能够实现平台自动评分功能,训练的成绩学生可以训练记录,可每次训练情况,答题正确率,考核功能支持用户个人考试成绩报告,包括答题情况,错题知识点分布情况和掌握的知识点结构雷达图; (8)三维交互动画资源训练与考核功能支持:1)单选题、多选题、判断题、连线题、画图题、找茬等题型,2)支持文字、图片、动图(GIF)3种方式的题干内容;支持文字、图片2种方式的答案内容;3)支持虚拟实操考核题型,在虚拟仿真工厂环境中完成任务的训练或者考核,对任务能够实现自动评分。 二、交互动画要求 ★1.三维交互动画一:智能产线场景搭建 支持完成智能产线场景的自主搭建,产线包括物流单元、仓储单元、加工单元,要求各模块布局合理、在机器人工作范围之内、不影响机器人完成数控机床的上下料操作。 可实现交互动作如下: (1)打开虚拟调试平台新建虚拟场景 (2)加载模型:在模型库中找到车床、五轴加工中心、单元夹具架、加工单元料仓、双定位台、加工单元带导轨机器人、AGV小车、单定位台、中转台、料仓区域共10个模型,分别加载到场景中。 (3)布局规划:选择场景视图中的模型,移动其位置,参照布局图进行合理的布局,要求所有模型尽量贴合地面。 (4)调整模型的位姿 ★2.三维交互动画二:AGV运行调试 支持手动将完成加工的工件料盘放置在AGV小车上,通过对AGV地标的创建和运行轨迹的设计,完成AGV小车将物料运输到加工单元定位台的运输调试。 可实现交互动作如下: (1)打开项目案例场景; (2)AGV路径绘制:通过完成AGV控制器的创建、AGV地标创建、AGV路径设计与运行姿态设置、AGV对象容器配置实现对AGV动作的控制与仿真运行。 (3)AGV路径规划调试:通过手动对AGV对象容器的控制,实现AGV将物料托盘运输到加工单元定位台流程调试。 (4)AGV路径规划运行结果:完成以上内容可看到AGV将物料托盘运输到加工单元定位台上。 ★3.三维交互动画三:物流单元出入库调试 支持通过手动控制完成物流系统流程运行,物流系统能够实现毛坯出库、成品工件换取、成品工件入库流程。 可实现交互动作如下: (1)打开项目案例场景; (2)AGV入库路径规划: 通过添加AGV地标、设计AGV运行路径、配置AGV运行姿态、实现AGV对加工单元上下料运输调试。 (3)成品工件换取流程调试: 通过对加工单元定位台对象容器的配置,以及成品工件换取逻辑连线,完成AGV将毛坯工件换取成品工件的调试。 (4)成品入库流程调试:通过完成入库中转台、入库定位台、入库流水线对象容器的配置和仿真运行信号连接,实现成品入库仿真流程的运行。 (5)物流单元综合调试:在完成“物料出库调试”、“AGV上料”、“AGV路径规划调试”、“成品工件换取流程调试”、“成品入库流程调试”的基础上完成物流单元综合逻辑连接,实现智能产线物流单元的整体运行。 (6)物流单元出入库调试结果:完成以上内容可看到毛坯物料出库、AGV上料运输、成品工件换取、成品入库的流程运行。 ★4.三维交互动画四:数控机床仿真加工 支持在搭建完成的智能产线场景中,完成加工中心虚拟系统连接,安装加工中心刀具、掌握对刀方法,能够根据图纸完成下板工件的编程和加工调试。 可实现交互动作如下: (1)设置毛坯尺寸,放置毛坯至加工中心; (2)加工中心对象容器配置; (3)加工中心刀具安装与调试:完成连接虚拟的机床控制器、加工中心对刀前准备、刀具安装、对刀操作; (4)加工中心程序编写:在平台中直接编写数控加工程序,并检测加工程序是否有误;从文本文件中导入G代码到平台中,并检测加工程序是否有误; (5)加工中心程序容器配置:创建下板加工程序容器,创建回原点程序容器; (6)加工中心仿真加工:启动加工程序,进行仿真加工。 ★5.三维交互动画五:数字孪生中信号连接 支持通过完成程序编写或逻辑连线、PLC信号配置等任务,实现虚拟产线中数控车床的仿真运动。 可实现交互动作如下: (1)数控车床运动仿真设计; (2)仿真运动逻辑连线; (3)PLC信号配置; (4)启动仿真,数控车床实现实时切削加工。 ★6.三维交互动画六:智能产线生产工艺流程虚拟调试 支持编写机器人程序并完成相关点位示教,支持自由编写数控加工程序,支持完成数控机床刀具的安装、对刀、调试,能够完成数控机床程序容器配置以及加工程序的调试。 可实现交互动作如下: (1)机器人快换夹头、方口夹具、小圆夹具、加工中心、数控车床对象容器配置。 (2)工机器人程序编写与相关点位示教。 (3)数控车床刀具安装调试与连接轴毛坯加工程序编写。 (4)加工中心刀具安装调试与下板毛坯加工程序编写。 (5)编写PLC程序控制产线加工流程。 (6)设计HMI界面并启动车铣流程。 (7)智能产线系统综合调试。 ★7.三维交互动画七:生产管理MES功能体验 能够展示订单管理和料仓管理两大功能视图,实现订单录入,下发订单,可任意指定产品种类、订单数量和加工区域;支持对生成的生产订单进行监控,可查询订单处于录入中或已下发状态、零件合格数量、成品存放仓位等数据信息,同时支持订单预览,可在预览窗口中该零件的模型以及加工图案; 可交互动作如下: (1)打开订单管理和料仓管理功能视图; (2)指定产品种类、订单数量、加工区域; (3)订单录入、订单下发; (4)订单预览,查询订单处于录入中或已下发状态、零件合格数量、成品存放仓位等数据信息。 ★8.三维交互动画八:RFID通信和数据传递的传递 能够实现通过HMI控制虚拟场景中智能产线设备运动,如机床门开关、卡盘夹紧放开动作,能实现虚拟机器人夹爪在料仓中取料时,机器人发送RFID信号,信号反馈至PLC中。 可交互动作如下: (1)点击HMI中使能按钮,仿真场景中设备根据使能运动; (2)机器人容器配置,编写机器人程序; (3)RFID容器配置; (4)机器人取料后,RFID信号显示。 三、三维交互动画资源功能指标: ★1、三维交互动画资源建立在一个虚拟平台,能够支持智能生产线布局搭建、电气与传感信号配置与调试、PLC与机器人程序设计、智能仓储物流单元虚拟调试与仿真、智能切削单元虚拟调试与仿真、智能产线运行与仿真。 ★2、三维交互动画资源支持场景保存为某种格式,并能够打开保留的场景文件,平台支持以工作站、功能模块、元器件等多种形式将模型从模型库中导入到场景。 ★3、三维交互动画资源平台支持模型库管理:模型库中真实还原机器人、机床、料仓、夹具、导轨、数控车床、加工中心、AGV、三坐标检测仪、装配台、打标机等产线核心实体模块,可供用户在模型库中随意选择。 ★4、三维交互动画资源支持在仿真环境中进行产线快速布局、场景搭建功能:模型在三个坐标轴方向平移和旋转,可以对设备模型进行点选和框选,三维交互动画资源平台有透视和正交两种视图模式,支持用户随意切换,且可以在场景中快速进行各个方位的视角定位。模型与模型之间可以按元素和对象快速对齐,支持对象按照模型自身三个坐标轴方向对齐,支持模型按元素按照平行、共面、垂直、共线、同轴、相切、重合、同心等方式进行对齐。 ★5、三维交互动画资源支持模型之间按功能定义安装定位,实现动作关联。 ★6、三维交互动画资源支持在仿真环境中的虚拟装备进行运动定义与动作流程设计。 ★7、三维交互动画资源支持对虚拟机床控制系统仿真空间坐标系的定义、数控机床刀盘、刀库的定义。包括手动装刀、不同类型刀具定义、刀具参数设置等功能。平台中可供选择的车刀包括内孔车刀、内孔螺纹车刀,外圆车刀等不少于6个,立铣刀包括6mm钢用加工铣刀、8mm钢用加工铣刀、10mm加工铣刀不少于4个。 ★8、三维交互动画资源支持对机床各轴空间位置的手动运动控制,能够实时读取各轴坐标位置,设置各轴运动倍率,支持对各轴零点进行设置。 ★9、三维交互动画资源支持从文本文件读取机床G代码并在平台中直接编辑G代码,支持进行G代码规范检查。 ▲10、三维交互动画资源支持各类设备装置、执行机构的对象定义,如物料、传感器、机器人快换夹具、数控车床、加工中心等。 ★11、三维交互动画资源支持机器人程序容器定义,以机器人程序驱动机器人模型,同时可以支持多型号六关节机器人的虚拟拖拽示教,至少能够实现三个主流品牌机器人在平台中的拖拽示教编程。 ★12、三维交互动画资源支持对仿真环境进行信号逻辑配置,以拖动、连线等方式快速建立设备间工艺流程的逻辑关系,能够实现产线生产工艺流程的逻辑仿真运行。 ★13、三维交互动画资源支持对建立好工艺流程逻辑的设备模型进行动作的仿真验证,支持动作过程即时启动和暂停,支持在各类容器中进行手动信号控制、IO信号控制和数据信号反馈等多种操作方式。 ★14、三维交互动画资源支持智能产线中车床和铣床或加工中心的加工过程中工件三维实时切削效果仿真,不借助第三方平台,要求必须在智能产线自动化联动过程中实现车床和铣床或加工中心通过G代码驱动的实时切削效果,支持车刀,铣刀的水平,垂直和倾斜移动切削,支持螺纹刀的实时螺纹生成及实时多次车螺纹的过程; ★15、三维交互动画资源支持物理规律的虚拟环境的创建,物料支持重力、碰撞等。 ★16、三维交互动画资源智能产线PLC调试验证:平台提供了与主流PLC和机器人的数据通信接口,能够实现机器人的示教编程、机床G代码运动仿真调试和PLC的运动控制与程序调试。同时支持在平台中自定义硬件数据来源,实现对用户自定的设备动作和流程进行仿真,能够实现智能产线的设计仿真验证、机器人编程仿真调试、PLC编程仿真的调试。 ★17、支持多版本博图仿真通讯,能够实时读写仿真PLC数据,通过仿真实现设备联调。 ★18、平台支持多种逻辑指令,能够独立实现设备的运行仿真和混流生产工艺,如单车自动加工、单铣自动加工、单车加单铣混合加工等。 ▲19、三维交互动画资源支持虚拟设备的测距功能,能够支持产线规划布局需求; ▲20、三维交互动画资源支持工业机器人碰撞检测,实时反馈工业机器人运行时的碰撞,通过反馈提醒用户及时调整工业机器人运动轨迹。 ▲21、三维交互动画资源支持以关节、位置、姿态三种形式拖拽机器人末端参照选定的基准坐标系进行位移或旋转。机器人线性运动模式下,可以切换机器人的工具和工件坐标系,使用不同工具坐标系拖拽末端进行示教,并能够支持拖拽示教程序导出功能,导出程序能够在实体设备中使用。 22、支持多种数据类型的读写,如:Bool、Int、Real、Dint、word、Dword等。 23、三维交互动画资源支持模型节点修改,能够快速定义模型主副级关系,实现副级跟随主级移动。 ★24、支持通过信号控制机床加工程序,能够控制加工程序的启停,并且实时反馈加工程序执行状态。 ★25、利用平台自带的刀具库,在智能制造单元中分别进行铣削加工中的平面铣、铣槽、倒角铣、铣圆弧、型腔铣和底壁铣等实时铣削仿真加工方法。 ★26、支持多种刀具选择,平台车床刀具库中拥有80度外圆车刀、35度外圆车刀、60度内孔车刀、3mm外圆切槽刀、3mm内孔切槽刀、60度外螺纹车刀、60度内螺纹车刀等,铣床刀具库中拥有立铣刀(φ6、φ8、φ10、φ12)、倒角刀(φ6-45度)、球头刀(φ12R6)等 ★27、三维交互动画资源支持在智能制造单元中车削加工的外圆车削、内圆车削、外圆切槽、内圆切槽、内螺纹车削、外螺纹车削等实时车削仿真工艺,不借助第三方平台实现该功能。 ★28、三维交互动画资源支持自定义加工毛坯,平台中方形毛坯和圆形毛坯支持修改尺寸,自定义毛坯大小,能够在智能产线虚拟场景中实现单产品的车铣多工序实时三维切削仿真加工工艺,要求不借助第三方数控加工仿真平台并通过产线联动实现该功能; ★29、三维交互动画资源支持通过plc程序实现仿真中机器人从料仓取料,车、铣床和加工中心加工仿真,实现加工半成品和成品入库完整流程。 ★30、平台具备视频输出功能,可将机器人路径程序执行时机器人的运动情况录制并存储至文件目录,无需额外录屏、录像平台。 ★31、支持在仿真环境中进行机器人示教编程并直接将程序用于实体机器人调试。 ▲32、三维交互动画资源支持开展多种实训项目有智能制造产线搭建、PLC仿真应用、工业机器人上下料流程控制、虚拟机床应用调试、车床自动加工系统联调、铣床自动加工系统调试、智能产线自动加工系统调试、智能仓储与物流系统调试、智能清洗打标单元系统调试、装配单元系统调试等,能够提供完整的实训指导手册。 ★33、三维交互动画资源虚拟平台支持运动仿真加速功能,能够实现产线中实时切削仿真加工、机器人运动等装备的加速运动仿真。 ▲34、三维交互动画资源虚拟平台能实现机床外壳和内部结构隐藏功能,可以实现在生产调试过程中,能够清晰看到工件装夹具、对刀、换刀等过程。 ▲35、三维交互动画资源虚拟平台能实现智能产线中机床上下料自动装夹功能,能够对一定范围内放偏的工件,使其自动摆正,贴合夹具;平台能判断尺寸过大的工件,并提示用户,防止工件与夹具穿模。 ★36、三维交互动画资源产线机床设置有软硬限位报警功能,限位解除方式模拟真实的机床操作方式,能够有效支持进行智能产线中数控机床的安装调试训练。 ★37、三维交互动画资源虚拟平台支持通过数控虚拟控制面板实现对产线中车床和铣床及加工中心的运动控制,主要功能:1)能够实现机床的对刀功能,对刀过程平台有对刀提示功能;2)具有手动、增量、卡盘松紧、主轴正反转等功能按键,能够模拟真实加工时的操作步骤,且平台有试切提示,加工飞屑效果等,使对刀过程更直观、准确。3)面板中可实时反映机床目前的实际坐标位置。4) 虚拟面板能够实现对刀库中的现有刀具进行参数管理,设置其长度补偿,用于仿真加工。5)虚拟数控面板可设置工件坐标系,任意选取G54~G59寄存器,方便加工不同的工件。6)可对加工程序进行管理,任意新增或编辑、修改加工程序; ★38、平台能够实现个性化打标功能,用户可导入个性化图片,并实现仿真场景中工件的打标工艺; ★39、三维交互动画资源包含生产管理功能,包括订单管理和料仓管理两大功能视图,支持订单录入功能,下发订单,可任意指定产品总类、订单数量和加工区域; ▲40、平台支持工艺流程配置,主要工艺包括清洗、装配、机内测量、机外测量、打标等; ★41、三维交互动画资源支持对生成的生产订单进行监控,可查询订单处于录入中或已下发状态、零件合格数量、成品存放仓位等数据信息,同时支持订单预览,可在预览窗口中该零件的模型以及加工图案; ★42、三维交互动画资源生产管理支持订单的源数据绑定,可以通过PLC来控制和反馈订单的生产状态。 ★43、三维交互动画资源支持料仓管理功能,1)能对产线里面的单元料仓及立体仓库里面的物料进行生成、初始化;2)支持对料仓中的物料进行分类显示,可分为有物料以及无物料,有物料可显示零件名称、零件状态、检测结果;3)支持料盘多种入库方式,包括直接入库和码垛机入库。 44、三维交互动画资源支持学生自主训练与考核功能,并自带智能制造与机器人专业题库,训练和考核功能能够实现平台自动评分功能,训练的成绩学生可以训练记录,可每次训练情况,答题正确率,考核功能支持用户个人考试成绩报告,包括答题情况,错题知识点分布情况和掌握的知识点结构雷达图; 45、三维交互动画资源训练与考核功能支持:1)单选题、多选题、判断题、连线题、画图题、找茬等题型,2)支持文字、图片、动图(GIF)3种方式的题干内容;支持文字、图片2种方式的答案内容;3)平台支持虚拟实操考核题型,在虚拟仿真工厂环境中完成任务的训练或者考核,平台对任务能够实现自动评分。 ★46、三维交互动画资源虚拟平台为自主研发产品,需提供该平台自主研发或原厂授权的著作权证明文件; 四、服务要求: 1、课程顾问团队 (1)具有实际课程资源制作经验的课程编导,1名;提供佐证材料。 (2)相关机器人行业企业培训师,1名;提供企业认证证书复印件。 (3)课程设计师,1名;提供参与建设相关课程佐证。 (4)具有多年实训课程授课经验教师,1名。提供工作证明。 2、脚本制作 (1)安排专人按照教师要求搜集各类课程资料和辅助资源,包括图片、视频、文档等。 (2)由专业团队与教师共同完成脚本制作,脚本符合教学规律与实际生产要求规范。 (3)帮助课程团队融入课程思政元素,打造思政“金课”,培养学生优质品格。 3、制作要求 (1)技术主管根据教师课程设计与脚本帮助老师选择设定最合适的制作方案,并制定完善的制作计划。 (2)根据制作计划,按照不同的场景、要求进行前期准备。 (3)根据拍制作术标准和课程内容,设计贴合教师授课特点的制作形式,与老师沟通说明制作要求。 5、售后服务 (1)质保期为1年,课程经验收合格之日起计算,终身售后服务。 (2)制作标准符合精品在线课评定要求,5年内可免费提供在线课申报支持。 (3)提供电话咨询、现场响应的服务方式: ①电话咨询,提供技术援助电话解答课程问题,并远程解决问题; ②现场响应,如不能远程解决,24小时内提供上门服务,确保课程资源正常使用。 6、实施保障 (1)实施单位必须根据建设周期安排,制定详细计划周期表,并按计划周期表,按校方要求及时汇报沟通,阶段性完成对应的工作。 (2)由于技术的更新换代或工艺技术的逐步淘汰,制作企业应该根据校方需要,对每个微课内容在质保期内提供一次或两次的修正更新服务。 |