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智能工厂系统设计与控制培训教材(PPT 44页)

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智能工厂系统设计培训(高端培训)

智能工厂系统设计培训(高端培训)

智 能 生 产 线
激光切割加工
切割作业是本产线的第一道加工工序，将会直接影响后续一系列搬运动作以 及加工质量。因此选择一种合适的切割方式显得尤为重要。
一、切割加工的种类
切割加工按照加工形式大致可以分为两类，即冷切割与热切割。其中冷切割 包括剪切、锯切割、水射流切割等，热切割包括气体火焰切割、等离子弧切割、 和激光切割等。
机
数控 精雕 机
喷砂 机
码垛 打包 机
人机界面
以太网
I/O等
系统工 控机
Wifi
以太网
CAN I/O
移动 终端 设备
输送机 多关机机器人 CCD视觉系统 直角机器人
SCARA机器人
产线人性化APP操作系统
生产线
APP
系统工控 机
以太网 I/O
APP设置 生产线设置 监控系统设置
设置
摄像头选择
①①②②③③④④⑤⑤
问题二：边缘毛刺严重 解决方案：针对这一问题，经过大量试切后，我们发现产生毛刺的最主 要的原因是氮气气压的大小。如果气压过小，熔融的金属将无法被迅速 吹走，残留在工件外轮廓上并形成毛刺。因此经过对吹气气压进行优化 调节之后，所切割产品已基本无毛刺。
问题三：激光的高热量导致夹具变形 解决方案：由于在激光切割过程中会瞬间产生大量热量，夹具中的废料 回收装置由于受热不均匀发生严重变形。针对这一现象，我们将直接被 激光照射的废料回收装置的底板由原来的钣金换成了厚度更厚的板材， 从而解决受热变形这一问题。
水流切割
火焰切割
激光切割加工
激光切割
二、我们为何选择激光切割
等离子切割
激光切割相对于以上冷切割方式具有加工精度高、加工噪声小、技术理念 更为先进等优势。火焰切割和等离子弧切割虽然切割速度快，但是切割过程中 噪声、粉尘污染严重，工作环境差，这些都不符合学校教学要求。此外所选用 的激光切割配套有完善数控系统，更有利于学生掌握先进数字化技术。

智能制造培训ppt课件

智能制造培训ppt课件
协同层
实现企业之间的协同研发、协同制造和协同服务等，构 建企业间的协同创新平台和产业链协同平台。
信息物理系统（CPS）
CPS定义
信息物理系统是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统，通过3C（Computer、 Communication、Control）技术的有机融合与深度协作，实现大型工程系统的实时感 知、动态控制和信息服务。
拓展数字化服务
通过开发定制化软件、构建数字化服务平台等方 式，为客户提供个性化、智能化的产品和服务。
政策环境与市场机遇分析
政策环境分析
01
深入研究国家和地方政府关于智能制造、数字化转型的相关政
策，了解政策导向和支持措施。
市场机遇挖掘
02
关注行业发展趋势和市场需求变化，挖掘智能制造领域的市场
机遇和创新点。
可编辑和可优化。
仿真技术
通过数学建模和计算机模拟，预测 产品的性能、制造过程和生产效率 ，减少实际生产中的试错成本。
数字化双胞胎
结合数字化设计和仿真技术，构建 与实际产品相对应的虚拟模型，实 现产品设计、生产和服务的全生命 周期管理。
工业机器人与自动化技术
01
02
03
工业机器人
具有自动化、高精度、高 效率等特点，可广泛应用 于焊接、装配、检测等生 产环节。
应用案例
如设备故障预测APP、生 产优化APP等，提高设备 运行效率、降低生产成本 。
边缘计算与实时数据处理
边缘计算定义
在设备端或网络边缘进行计算和 数据处理的技术，降低数据传输
延迟和带宽需求。
实时数据处理
通过边缘计算技术对实时数据进 行处理和分析，提取有价值的信
息。
应用场景

智慧工厂ppt课件

智慧工厂ppt课件
机器人将成为智慧工厂的主要劳动力，承担高强度、高精度和高危险性的生产任 务，提高生产效率和产品质量。
绿色制造与智慧工厂的结合
绿色制造是未来制造业的发展方向，智慧工厂应积极采用环 保技术和绿色生产方式，降低能耗和排放，实现可持续发展 。
通过智能化生产和管理，智慧工厂能够更有效地利用资源、 减少浪费，为绿色制造做出贡献。
弹性扩展
云计算技术可以根据实际需求进行弹性扩展，满 足工厂在不同时期对计算资源的需求。
远程协作
云计算技术可以实现远程协作办公，提高工作效 率和灵活性。
PART 03
智慧工厂的架构与系统
REPORTING
智慧工厂的架构
模块化设计
智慧工厂采用模块化设计，便于后期维护和升级。
数据驱动
通过数据采集、分析和利用，实现生产过程的智能化。
02
根据生产计划和实际生产情况，智能调度物料和人员。
物流跟踪
03
实时跟踪物流状态，确保物料及时供应。
智能监控系统
安全监控
对工厂各区域进行实时监控，确保生产安全。
能耗监控
实时监测工厂能耗，为节能减排提供数据支持。
设备监控
对生产设备进行实时监测，预防设备故障。
PART 04
智慧工厂的优势与挑战
REPORTING
01
5G技术为智慧工厂提供了高速、 低延迟、大容量的数据传输服务 ，使得实时监控、远程控制、数 据分析等应用成为可能。
02
5G技术将促进智慧工厂内部各系 统之间的互联互通，提高生产效 率、降低运营成本，并为个性化 定制和智能决策提供有力支持。
AI与机器人在智慧工厂的发展趋势
AI技术将在智慧工厂中发挥越来越重要的作用，实现自动化决策、智能调度、自 适应生产等功能。

智能工厂与数字化制造培训课件

智能工厂与数字化制造培训课件
智能工厂与数字化制造培训 课件
汇报人：
2024-01-02
• 智能工厂概述 • 数字化制造技术基础 • 生产计划与调度优化方法 • 自动化设备与传感器技术应用
• 工业物联网在智能工厂中作用 • 人工智能技术在智能工厂中应用 • 总结与展望
01
智能工厂概述
定义与发展趋势
定义
智能工厂是一种高度集成化、智能化的制造模式，通过先进的信息技术、自动 化技术和制造技术，实现生产过程的可视化、可控制和可优化。
03
案例三
某电子制造企业通过数字化制造技术，实现了生产线的自动化和智能化
，提高了生产效率和产品质量，降低了生产成本和不良品率。
03
生产计划与调度优化方法
生产计划编制及调整策略
需求预测与订单分析
生产计划调整策略
基于历史数据和市场需求，运用统计 分析和机器学习算法进行需求预测， 为生产计划提供数据支持。
人工智能与机器学习技术将在智能工厂中 广泛应用，实现生产过程的自动化、智能 化和优化。
绿色制造与可持续发展成为重要 方向
随着环保意识的提高，绿色制造与可持续 发展将成为制造业的重要方向，智能工厂 将更加注重资源节约和环境保护。
THANKS
感谢观看
案例分析
生产过程可视化方法
通过工业物联网技术，将生产过程中的各种数据实时采集并传输到数据中心或云平台，然后利用数据 可视化技术，如数据图表、仪表盘等，将生产过程以直观的方式展现出来，方便管理人员实时监控和 调度。
生产过程可追溯性方法
通过工业物联网技术，对生产过程中的原材料、设备、产品等进行标识和记录，实现生产过程的全程 追溯。当出现问题时，可以快速定位到具体环节和责任人，提高问题处理效率和质量。同时，也可以 对生产过程进行优化和改进，提高生产效率和产品质量。

智能工厂和智能制造PPT课件

智能工厂和智能制造PPT课件
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
德国一些企业已经开始实施industry 4.0
TRUMPF公司
SAP公司
BOSCH公司
WITTENSTEIN公司
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
FESTO公司
第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
总结
多品种小批量智能产品的高精度卓越品质生产是未来像德国 一样成功经济的发展趋势
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
Industry 4.0——德国高科技战略计划 两大主题：智慧工厂、智能生产 三个设想：产品、设施、管理
产品：集成有动态数字存储器、感知和通信能力， 承载着在其整个供应链和生命周期中所需的各种必 需信息
设施：由整个生产价值链所集成，可实现自组织 管理：能够根据当前的状况灵活决定生产过程
物理
Physcial：在生产系统中的人和自动化模块 具有智能化、自我解释、自我意识、自我 诊断、交互评估能力
对象 现代设计与集成制造技术教育部重C点P实S验系室 统触发了工业自动化模式转变
第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
第四次工业革命自动化-信息物理系统（CPS）
物联网
经济
文化
…
与所有领域相关的通用技术 （语义技术、云计算服务平台）
第四次工业革命——从智慧工厂到智能生产
Industry 4.0 ——德国高科技战略计划首位
信息物联系统
复 杂 程
工业革命4.0 度
电子、IT、工 业机器人
工业革命3.0
蒸汽机
电力广泛应用
工业革命2.0

智能制造培训ppt课件

智能制造培训ppt课件
随着算法和计算能力的提升，AI和机器学习将在智能制造 中发挥越来越大的作用，实现更高效、精准的生产决策和 过程控制。
物联网与大数据
物联网技术将促进设备间的互联互通，实现实时数据采集 与处理；大数据分析则有助于挖掘生产过程中的优化空间 ，提升生产效率和产品质量。
自动化与机器人技术
随着机器人技术的不断进步，自动化生产流程将更加普及 ，降低人工干预，提高生产线的稳定性和一致性。
市场前景分析
全球市场需求
随着工业4.0的推进，智能 制造的市场需求将持续增 长，特别是在发展中国家 ，市场潜力巨大。
技术创新驱动
智能制造技术的不断创新 将推动市场发展，企业需 要紧跟技术趋势，保持竞 争优势。
政策支持
各国政府对智能制造的重 视和支持将为市场发展创 造有利环境。
企业战略规划
人才培养
数据安全风险
智能制造依赖于大量的数据传 输和存储，存在数据泄露和被 攻击的风险。
法律法规限制
智能制造的发展需要符合相关 的法律法规和政策要求，否则 可能会面临法律风险和合规性
问题。
应对策略
加强技术研发和人才培养
加大对智能制造相关技术和人才的培 养和引进力度，提高企业的技术实力 和竞争力。
优化资源配置
特点
自动化、数字化、网络化、智能 化等。
智能制造的发展历程
01
02
03
初级阶段
自动化技术的初步应用， 主要解决生产效率和一致 性问题。
发展阶段
数字化工厂的建立，实现 生产过程的可视化、可控 制和可优化。
高级阶段
智能制造的全面应用，实 现自感知、自学习、自决 策的生产模式。
智能制造的应用领域
汽车制造
案例四：智能质量管理的实践与效果

智能制造培训ppt课件

详细描述
该电子企业利用智能制造技术，开发了一套个性化定制系统，客户可以根据自己的需求 选择不同的配置和功能。企业通过智能排产系统，快速调整生产线，满足个性化定制需
求，实现了快速交付。
案例三：某机械企业的数字化工厂建设
总结词
该机械企业通过数字化工厂建设，实现 了工厂的智能化管理和运营，提高了生 产效率和设备利用率。
行业标准和规范缺失
目前智能制造行业标准和规范尚不健全，影响了智能制造的推广和应用 。解决方案：加强行业合作和标准化工作，制定和完善行业标准和规范 ，促进智能制造的健康发展。
04
智能制造的未来趋势
数字化工厂的兴起
数字化工厂是智能制造的核心， 通过数字化技术实现生产过程的
自动化、智能化和信息化。
数字化工厂能够提高生产效率、 降低成本、缩短产品上市时间，
工业大数据技术能够实现生产过程的 实时监控、质量检测、能耗管理等功 能，提升生产效率和产品质量。
人工智能与机器学习
人工智能与机器学习技术为智能制造提供强大的决策支持，通过算法模型对数据 进行分析和预测，优化生产决策。
人工智能与机器学习技术在智能制造中的应用包括故障诊断、质量检测、工艺优 化等，提升生产过程的自适应性。
和愿景，为后续工作提供指导。
分析企业现状与市场需求
02
对企业当前的生产、管理、技术等状况进行全面分析，同时研
究市场需求和行业趋势，为制定规划提供依据。
制定智能制造实施路径
03
根据企业实际情况和市场环境，制定智能制造的实施路径，包
括技术路线、产品路线、市场路线等。
提升企业技术创新能力
加强研发投入
提高研发经费的投入比例 ，加强新技术、新产品的 研发，提升企业的核心竞 争力。

智能工厂和智能制造专题培训课件pptx

实践经验总结与启示
总结实践经验，提炼出对其他企业的启示和建议。
智能制造的案例分析
案例选择与背景介绍
01
选择具有代表性的智能制造案例，介绍其背景、发展历程和现
状。
案例分析
02
从技术、管理、市场等方面对案例进行深入分析，探讨其成功
因素和存在的问题。
案例启示
03
总结案例的经验教训，提出对企业实施智能制造的启示和建议
。
智能制造的未来展望
智能制造发展趋势
分析智能制造的发展趋势 ，包括技术、市场、政策 等方面。
企业未来发展策略
根据智能制造发展趋势， 提出企业未来在智能制造 领域的发展策略。
未来展望与挑战
展望智能制造的未来发展 前景，同时分析面临的挑 战和问题，提出应对措施 和建议。
05
智能工厂与智能制造的挑战与对 策
3D打印技术
3D打印技术是一种快速成型的制造技术，能够实现复杂结构的快速 制造，提高生产效率和降低成本。
智能制造的应用场景
汽车制造
汽车制造是智能制造应用的重要 领域之一，通过引入先进的制造 技术和智能化设备，实现汽车零 部件的快速制造和整车的智能化
生产。
航空航天
航空航天领域对产品的质量和性 能要求非常高，智能制造能够通 过高度自动化的生产线和先进的 检测设备，提高产品质量和生产
利是企业需要解决的问题。
应对挑战的对策与建议
加强技术研发
企业应加大对智能制造技术的研发力 度，保持技术领先，提高竞争力。
加强数据安全与隐私保护
建立完善的数据安全和隐私保护机制 ，确保数据安全和隐私不受侵犯。
培养和引进人才
通过培养和引进具备跨领域知识和技 能的人才，提高企业的智能制造水平 。

智能工厂设计与布局规划培训课件


生产线布局优化
通过合理的生产线布局， 提高生产效率，降低运营 成本。
数字化车间布局规划
数字化技术应用
引入数字化技术，如物联 网、大数据等，实现车间 设备的互联互通和智能化 管理。
车间布局规划
根据生产工艺和流程，合 理规划车间布局，提高生 产效率和空间利用率。
虚拟仿真与优化
利用虚拟仿真技术，对车 间布局进行模拟和优化， 确保方案的可行性和有效 性。
将布局问题编码为遗传算法的基 因，通过不断迭代进化，寻找最 优的布局方案。
Flexsim仿真软件在布局验证中作用
Flexsim软件介绍
Flexsim是一款强大的仿真软件，可用于对工厂布局进行建模和仿真。
在布局验证中应用
使用Flexsim建立工厂布局的仿真模型，通过运行仿真，观察和分析布局的实际效果，验证布局的合理性。
数据集成与共享
实现各系统之间的数据集成和共 享，消除信息孤岛，提高管理效
率。
系统安全与稳定性
确保系统的安全性和稳定性，保 障企业信息安全和运营顺畅。
04
布局规划方法与工具应用
SLP方法介绍及实施步骤
SLP方法概述
系统布置设计（Systematic Layout Planning，SLP）是一种条理性强、 广泛应用于工厂布局的方法。
应用人工智能和机器学习技术，实现生产过程的 自动化和智能化，提高生产线的柔性和适应性。
个性化定制生产模式对智能工厂设计要求分析
高度柔性生产线设计
01
满足个性化定制生产需求，实现快速响应和灵活调整。
模块化与标准化设计
02
提高生产设备的通用性和互换性，降低生产成本和周期。
数字化双胞胎技术应用
03

智能制造培训ppt课件


绿色环保成为重要考量
随着环保意识的提高，智能制 造将更加注重绿色环保，实现 可持续发展。
05 智能制造人才培养
智能制造人才需求分析
总结词
了解市场需求
详细描述
智能制造领域需要具备哪些技能和知 识，以及这些技能和知识的市场需求 情况。
智能制造人才培养策略
总结词
制定培养计划
详细描述
根据市场需求，制定智能制造人才培 养计划，包括课程设置、教学方法、 实践环节等。
工业大数据技术
总结词
工业大数据技术是智能制造的重要支撑，它通过对海量数据的挖掘和分析，为 企业的决策和优化提供有力支持。
详细描述
工业大数据技术利用大数据处理技术，对海量数据进行采集、存储、分析和可 视化，挖掘出数据中的潜在价值。它能够预测市场需求、优化产品设计、提高 生产效率等，帮助企业做出更科学、更准确的决策。
详细描述 质量监控：通过实时监测和记录生产数据，确保药品
的质量和安全性符合标准要求。
总结词：制药行业对产品质量和安全性要求极 高，智能制造能够提高生产效率和产品质量， 确保药品的安全性和有效性。
自动化生产线：采用自动化设备完成药品的配制 、灌装、包装等环节，提高生产效率。
04
智能制造的挑战与机遇
智能制造面临的挑战
特点
具有自感知、自决策、自执行、 自适应、自学习的能力，能够优 化资源配置、实现柔性生产、提 升生产效率。
智能制造的发展历程
01
02
03
初级阶段
自动化生产线的出现和应 用，提高了生产效率和产 品质量。
发展阶段
引入工业互联网、物联网 等技术，实现设备间的互 联互通和数据共享。
高级阶段
人工智能、大数据等技术 的深度应用，实现智能决 策和自主生产。
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激光切割原理图
激光切割加工
四、加工过程中所遇到的问题
问题一 无法切透钢板
问题二 边缘毛刺严重
如何解决 ？
问题三
激光高热量导致夹 具变形
激光切割加工
问题一：无法切透钢板 解决方案:影响激光切割深度最直接的因素就是激光的功率，因此针对这 一问题，首先适当加大激光切割机功率，并调节吹气气压，最终顺利将 钢板完全切透。
以太网
生产管理 系统
双端 面磨 床
激光 切割 机
清洗 风干 机
数控 精雕 机
喷砂 机
码垛 打包 机
人机界面
以太网
I/O等
系统工 控机
Wifi
以太网
CAN I/O
移动 终端 设备
输送机
多关机机器人 CCD视觉系
统 直角机器人
SCARA机器人
产线人性化APP操作系统
APP
系统工控 机
以太网 I/O
生产线
智能制造生产线
机器人上料
激光切割
个性化雕刻
双端面磨削
清洗烘干
表面喷砂
视觉检测
打包入库
提纲
一、生产系统工业4.0框架 二、激光切割加工 三、雕刻加工 四、毛刺打磨处理 五、双端面磨削加工 六、CCD视觉检测 七、表面喷砂处理 八、打包装盒
产线信息物理系统（CPS）
多媒体教 学系统
水流切割
火焰切割
激光切割加工
激光切割
二、我们为何选择激光切割
等离子切割
激光切割相对于以上冷切割方式具有加工精度高、加工噪声小、技术理念 更为先进等优势。火焰切割和等离子弧切割虽然切割速度快，但是切割过程中 噪声、粉尘污染严重，工作环境差，这些都不符合学校教学要求。此外所选用 的激光切割配套有完善数控系统，更有利于学生掌握先进数字化技术。
三、激光切割
激光切割是材料加工中一种先进的和应用较为广泛的切割工艺。它是利用 高能密度的激光束作为“切割刀具”对材料进行切割加工的方法。采用激光加 工可以实现对各种金属、非金属板材、复合材料以及碳化钨、碳化钛等硬质材 料的加工，在国防建设、航空航天、工程机械等领域获得广泛应用。
激光切割加工
3.1 激光切割加工原理简介
（10）1），201
（（110021，，220021
））
（103，203
）
智 能 生 产 线
激光切割加工
切割作业是本产线的第一道加工工序，将会直接影响后续一系列搬运动作以 及加工质量。因此选择一种合适的切割方式显得尤为重要。
一、切割加工的种类
切割加工按照加工形式大致可以分为两类，即冷切割与热切割。其中冷切割 包括剪切、锯切割、水射流切割等，热切割包括气体火焰切割、等离子弧切割、 和激光切割等。
2016 培训主题：智能工厂系统设计与控制
培训人：许怡赦 日期：2016年7月11号
课前秀一
课前秀二
课前秀三
课前秀四
课前秀五
概述
本条产线围绕工业4.0与中国制造2025先进理念展开，以亚控操作系统为核 心，加以各类先进数控机床、机器人、视觉系统和移动终端构成整个产线的信息 物理系统。
此次产线所加工的对象是不锈钢，最终产品是各类启瓶器、吊坠等小型工艺 品。之所以选择这类产品为生产对象，主要是因为它的多样性，包括外形的多样 性、图案文字的多样性以及两者组合的多样性。正是这种多样性的存在，提高了 整个系统的设计难度，但是另一方面它满足了柔性化生产、以及个性化的定制， 这就使整个产线更加贴合工业4.0于中国制造2025的先进生产制造理念。
激光切割加工
切割参数优化前的产品
切割参数优化后的产品
VS
边缘毛刺打磨处理
前面我们已经说过，经过对激光切割机参数 优化之后我们已经能够获得基本无毛刺的产品， 为什么还要在这里加入毛刺打磨这一步？
在切割过程中我们不断对激光功率、氮气吹 气气压以及激光头与料板的距离参数进行优化调 整，以上三个因素都是我们可以精确控制的，但 是还有一个因素是不可控的，也就是料板的平面 度。因为我们采用的原材料是已经成型的不锈钢 板材，它所能保证的只有板材的厚度，这就造成 在切割过程中激光头与板材之间的距离不定，从 而导致偶有毛刺的产生。
问题二：边缘毛刺严重 解决方案：针对这一问题，经过大量试切后，我们发现产生毛刺的最主 要的原因是氮气气压的大小。如果气压过小，熔融的金属将无法被迅速 吹走，残留在工件外轮廓上并形成毛刺。因此经过对吹气气压进行优化 调节之后，所切割产品已基本无毛刺。
问题三：激光的高热量导致夹具变形 解决方案：由于在激光切割过程中会瞬间产生大量热量，夹具中的废料 回收装置由于受热不均匀发生严重变形。针对这一现象，我们将直接被 激光照射的废料回收装置的底板由原来的钣金换成了厚度更厚的板材， 从而解决受热变形这一问题。
APP设置 生产线设置 监控系统设置
设置
摄像头选择
①①②②③③④④⑤⑤
实时画面
实时监控画面
实时监控设置
生产信息查 询
工作站参数 查询
实时数据查询
产品类型 尺寸范围
形 状 图案文字 数 量
预览
产品样式选择
产线远程管理与自动生产系 统
远程操控订单 远程读取设备信息 远程监视现场画面
从原材料到成品出 货实现无人自动化
激光切割时利用经聚焦的高功率密 度激光束照射工件，使被照射材料迅速 融化、汽化、烧蚀或者达到熔点，同时 借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物 质，从而实现将工件割开。激光加工原 理示意图如右所示。
激光切割又可以分为激光汽化切割 、激光熔化切割、激光氧气切割和激光 划片与控制断裂切割四种形式。
这里我们选用激光熔化切割，切割 过程中通过与激光束同轴的喷嘴中高速 喷出非氧化气体——氮气，使得液态金 属排出，形成切口。这种切割方式相对 其它几种耗能更低，更加适合不锈钢板 的切割。
产线的整个生产流程均在系统的监控与指导下完成，从上料开始到激光切割 、数控精雕、双端面磨削、清洗烘干、再到视觉检测以及最后的喷砂处理，每一 步都自动完成。
下面我们将对整个产线的信息物理系统，加工工艺流程进行介绍，包括加工 方式的选择、工艺路线的选定、工艺参数的调整优化和设备调试过程中所遇到的 难点以及相应的解决办法。
柔性化定制产品 手指轻轻一点 坐等个性化出炉
产线个性化定制系统
我要 吊坠
பைடு நூலகம்
多直
输 送 机
关 节 机 器 人
角 机 器 人
C C D 视 觉 系 统
S C A R A 机 器 人
系统工 控机
我要启 瓶器
双端
数控
码垛
面磨
精雕
打包
床
机
机
激光 切割 机
喷砂 机
清洗 风干 机
产线数字化生产系统
（101，201