ZRJS-3型 模块式柔性环形自动生产线及工业机器人应用实验系统

ZRJS-3型 模型块式柔性环形自动生产线及工业机器人应用实训系统是使用柔性制造技术中*设定有代表性的制造自动化系统，可完成多品种、中小批量的加工管理。柔性制造技术是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上，将以往企业中相互单独的工程设计、生产制造及经营管理等过程，在计算机数值及其系统的支撑下，包括一个覆盖整个企业的完整而有机的系统，以完成全局动态*优化，总体高效益、高柔性，并从而赢得竞争全胜的智能制造技术。它是当今世界制造自动化技术发展的前沿科技。 ZRJS-3型 模型块式柔性环形自动生产线及工业机器人应用实训系统是专门为高等院校、职业教育培训机构研制的工业机器人FMS柔性生产实训系统，按照机电类、自动化类、先进制造类行业、企业中工业自动化应用的特别点，对柔性制造技术的作业过程实行研究，对工业现场设备实行提炼和浓缩，并针对实训教学活动实行专门设计，融机、光、电、气，含有了PLC、6轴工业机器人、传感器、气动、工业控制互联网、电动机驱动与控制、计算机数值等诸多技术领域，整个系统由MES生产管理系统、WINCC监控系统、主控PLC和下位PLC经过组网通讯技术包括一个完整的多级计算机数值控制系统，经过实训，使学员理解工业机器人应用及FMS的基础构成和基础原理，让学员全面掌控把握机电一体化技术的应用研发和包括技术，帮助学员从系统整体角度去认知。
一、设备基础简介

(一)构成
柔性系统须有五个分系统包括即：数字化设计分系统、模仿加工制造分系统、检验测试装配分系统、生产物分流系统和信息管理分系统。它应含有供料检验测试单元，实操手单元，加工单元，搬运单元，装配单元，图像检验测试单元，提取单元，分类存储单元，环形输送单元，总控平台等多个单元模型块。系统设定有可实行小批量多品种柔性加工、无人值守加工生产能力等，应用数字化信息系统管理模式，每一台设备均应用互联网型式对外联接，由服务器统一管理生产过程中的各种数字联接任务,设定有现代化柔性制造加工系统的特征。
（二）功能
既能完成认知型和综合型实训实训，又能完成研发设计型实训实训，还能完成学员现场动手实操和互联网计算机数值同步查看与解析相集合；对样件设定有全程演示及生产能力；系统应设定有全自动控制功能，能充分展示现代工业中实行数字化管理生产的各个环节；系统应设定有单机单独控制、单独运行功能；系统应设定有启停控制、动态作业计划调度、库存资源动态显露、系统故障诊断与处置整理、工件位置动态显露等等功能。
该系统除能服务于工程实训实践教学环节外，还应能覆盖相关课程，并能实行相关的实践性教学环节，具体如下：
1、可服务的相关课程
机械制造基础、机械工程测量试验技术、机电传动控制、液压与气压传动、机器人技术与应用、机电一体化系统设计、数控技术、机电系统拟真、CAD/CAM、PLC原理及应用、数字化制造技术、机电设备故障诊断、先进制造技术、多轴数控加工技术、虚拟与拟真技术等，和其它相关课程。
2、教学演示类项目
柔性化加工系统演示、远程控制演示、机电控管一体化技术演示、自动传输系统演示、工件自动装配演示、设备自动仓储系统演示等等。
3、专业综合实训类、设计类等项目
机械制造技术项目综合实训、机床检验测试综合实训、数字化技术项目综合实训、多轴数控技术项目综合实训、机电控制综合实训、机电一体化系统综合设计、机电一体化系统综合设计、工件传输线应用设计、工件装配项目应用设计、立体仓库应用设计、气压系统应用设计、系统供电方案应用设计、计算机数值辅助工序技艺规程设计、数值库应用及研发、总控系统的应用与研发、传感器应用与选用、PLC应用编程设计、PLC网格通讯应用、伺服驱动应用、人机界面HMI编程设计、远程组态系统设计、生产实习、毕业实习、毕业设计等等。
二、技术功能
1、写入电源：三相四线～380V±10% 50Hz
2、作业环境：温度（℃）-10℃～+40℃ 相对湿度≤85%（25℃） 海拔＜4000m
3、装置容量（KV）：＜4.5kVA
4、外观尺寸：7000mm×4500mm×2400mm
5、安全保护：设定有漏电保护，安全符合国家标准
三、实训内容
（一）PLC的设计与应用
1、数值传输功能实训
2、定时、计数、移位功能实训
3、对比功能实训
4、步进功能的应用实训
5、跳转功能的应用实训
6、子程序调用功能的应用实训
7、中断控制功能的应用实训
8、变频调节速度的PWM控制功能的应用实训
9、伺服电动机速度位置控制功能的应用实训
10、检验测试系统的程序设计
11、变频调节速度环行自动传输系统的程序设计
12、自动储物系统的程序设计
（二）传感器技术及应用
1、光电传感器的特性研究及应用
2、电感传感器的特性研究及应用
3、电磁传感器的特性研究及应用
4、位置传感器的特性研究及应用
（三）气动控制技术
1、电控气动阀的作业原理及应用
2、真空发生器的作业原理及应用
3、气动二联体的作业原理及应用
4、各种气缸的作业原理及应用
（四）动作控制系统
1、伺服电动机定位的控制技术
2、直线DC电动机的控制技术
3、交流AC电动机的变频调节速度技术
4、步进电动机的定位控制技术
（五）组态监控及人机界面HMI技术
1、组态监控系统的基础应用
2、组态监控系统通信应用实训
（六）机械构造实训技术
1、同步带传动机构的设计及特性研究
2、直齿轮传动机构的设计及特性研究
3、锥齿轮传动机构的设计及特性研究
4、直线导轨的设计及特性研究
5、滚珠丝杆的特性研究及应用
（七）故障检验测试技术技能培训
1、程序故障设定的排除实训
2、功能数值故障设定的排除实训
3、电气接线故障设定的排除实训
4、机械故障设定的排除实训
（八）组网通讯技术和PROFIBUS总线技术
1、组网通讯基础的原理与应用
2、PROFIBUS-DP模型块的研究与应用
3、PROFIBUS通讯协议的研究与应用
4、PROFIBUS主站与从站之间的通讯研究
四、系统构成
系统的硬件由上料单元、实操手单元、加工单元、搬运单元、装配单元、图像形状检验测试单元、6自由度工业机器人单元、分类存储单元九个基础单元站构成
（一）总控平台
总控平台主要采用三相电网电压（V）指示、电源控制部分、控制主机、状态指示灯、二位选用开关、启动和停止开关、急停开关、复位开关、10.4英寸工业彩色触摸屏等构成，主要完成监视各分站的作业状态并协调各站运行，完成工业控制互联网的包括。
（二）上料单元
上料单元主要采用料斗、回转台、螺旋导料机构、直线DC减慢速度电动机、工件滑道、计数电容开关、光电开关等构成。主要完成将工件从回传上料台依次送到检验测试工位。
（三）实操手单元
由机械手、横臂、回转台、机械手爪、配重块等构成，主要完成对工件的搬运。
（四）加工单元
由旋转作业台、平面推力轴承、直线DC减慢速度电动机、刀具库、升降式加工系统、加工结合套件、检验测试结合套件、转台到位传感器等构成。主要完成物料加工和深度的检验测试。
（五）搬运单元
由机械手、位移滑台、装配作业台、工业导轨、齿轮齿条、配重块等构成，主要完成对工件的搬运。
（六）装配单元
由料筒、换料机构、推料机构、工业导轨、摇臂等构成，主要完成对两种不一样工件的上料及装配。
（七）图像形状检验测试单元
图像处置整理单元主要采用光源、镜头、CCD照相机、图像处置整理控制器、显露器、位移传感器等构成。主要检验测试加工完成后工件外观形状品质是否合格，经过摄像头获取工件的图像，由图像处置整理器完成工件合格与否的判别并检验测试加工孔深，将不合格工件剔除。
（八）6自由度工业机器人单元
由6自由度工业机器人、直线位移机构、无杆气缸、工业导轨等构成，主要完成对工件的提取及搬运。
6自由度工业机器人指标

1.工业机器人本体：
ABB IBR120-3/0.58六自由度工业机器人本体；最大负载≥3 kg； 最大臂展半径≥580mm； 轴数：≥6轴；位置重复精确度：≦0.01mm； 防护等级： ≥IP30；
轴动作界限：
（1）1轴：≥±165°
（2）2轴：≥±110°
（3）3轴：≥+70°至 -110°
（4）4轴：≥±160°
（5）5轴：≥±120°
（6）6轴：≥±400°
机器人本体重量（kg）：≤25kg； 最大噪音：≤70dB(A)。
2.工业机器人控制器：
(1)紧凑型工业机器人控制储物柜，与配套的工业机器人本体配套；
(2)控制硬件：多处置整理器系统大容量（KV）闪存、 UPS 备份电源（≥20S）；
(3)控制系统：系统出厂预装；
(4)规格限定功率（W）：≥3KVA(变压器容量（KV）)；
(5)电源写入：200V/230V 50-60Hz
(6)尺寸：710*449*442mm
(7)重量（kg）：30kg
(8)防护等级：IP20
3.FlexPendant示教器
(1)重量（kg）：1kg
支持：彩色触摸屏、操纵杆，紧急停、支持惯用左/右手变换，支持U盘、热插拔、恢复程序，支持USB储物器，带时间标记登录，支持远程服务。

（九）分类存储单元
由步进电动机、滚珠丝杆、立体库、推料气缸、电磁阀等构成。主要完成对成品工件分类存储。
（十）环行自动输送线
环行自动输送线主要采用铝制型材基体、环行传输线、自动导向机构、变频调节速度系统、自动定位机构等构成。可完成对工件在不一样速度下的输送，不一样工位的自动定位，从而大大提升了自动环形传输线的作业效率。
控制系统主站应用西门子S7-1500(CPU1511C-1PN)，从站应用西门子S7-200SMART(CPU 40)，各站之间使用ProfiBus-DP总线实行通讯，S7-200SMART从站主要用来控制与驱动设备层，并对现场反馈的信号实行收集，S7-1500主站收集各从站数值，协调各站运行，并为上位机的监控程序提供数值，同时系统还配备有工业以太网通信模型块和10.4英寸彩色工业触摸屏，可以完成系统控制互联网的包括。
（十一）实训室远程管理系统系统（为了避免知识产权纠纷投标现场需提供计算机数值系统著作权证书和演示视频）
该系统包括远程实训台电源管理系统，经过手机或其他位移终端系统监控查询学员实训台的电源开关状态；单独开启关闭学员实训台电源；全部开启或全部关闭实训台电源功能；定时开启关闭电源功能。
该系统还可经过 PC 控制终端实行实训考核，也可经过手持位移控制终端实行实训考核，可自由设定随意一处与电控模型块引脚有关的各种常见故障，故障类型含有概括：线路断 路、对地短路、接触不良，偶发等故障情况。每套驱动模型块可以设定 8 路大电流（A） 5A 的 开路故障、16 路小电流（A） 2A 的信号通路的开路、不良、偶发、短路等故障，共 24 路故 障设定。可按照需求拓展设定 64 路大电流（A） 5A 的开路故障、128 路小电流（A） 2A 的信号通 路的开路、不良、偶发、短路等故障，共192 路故障设定。可按照用户使用要求调节故障设定点的数量和故障设定类型。
可经过 PC 控制终端实行实训考核，也可经过手持位移控制终端实行实训考核，教师与学员界面分开，教师经过密码进入教师界面出题，学员在普通界面答题。(注：教师与 学员设故与排故界面原理图与设备操作面板原理图完全一致)可自由设定随意一处与汽车电控模型块引脚有关的各种常见故障，故障类型含有概括：线路断 路、对地短路、接触不良，偶发等故障情况。
全部配备装备驱动模型块的实训设备，均可经过内置的专用新型无线数值传输模型块无线组网，完成远程集中管理。
用户可选用经过无线或 RS-232 串行口通讯与其它实训设备配套的无线故障设定控制系统 构成一个互联网，经过主控计算机数值控制每一台实训设备的故障设定、故障排除、功能数值设定、 远程起动、信息反馈、考核评定分数等功能。

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