工业机器人柔性生产线实验台
科教设备有限公司专业生产维修电工实训考核装置,智能楼宇实验台,工业机器人实验台,教学设备,汽车实训设备,机电一体化实训设备,电工电子电力拖动实验室设备,中职实训基地设备,产教融合实训基地建设,物联网实训沙盘,数控实训考核设备,化工实验室设备等教学设备。
(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。
主要技术功能数值参考规格:
名称 | 型号规格 | 数量 | 备注 |
作业台 | 860mm×470mm | 1 | 工业型材 |
供电电源/作业电压(V) | AC220V 50Hz /DC24V 4.5A | 1 | |
作业气压 | 0.5MPa | ||
PLC模型块 | CPU1214C (AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模型块 | 1 | 西门子 |
单杆气缸 | 行程:75mm | 1 | |
直线DC减慢速度电动机 | 10W/24V 5r/m | 1 | |
检验测试传感器 | 光电漫反射 检验测试距离50~300mm、磁感式 | 4 |
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。
主要技术功能数值参考规格:
名称 | 型号规格 | 数量 | 备注 |
作业台 | 860mm×470mm | 1 | 工业型材 |
供电电源/作业电压(V) | AC220V 50Hz /DC24V 4.5A | 1 | |
作业气压 | 0.5MPa | ||
PLC模型块 | CPU1214C (AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模型块 | 1 | 西门子 |
旋转气缸 | 0°~180° | 1 | |
双联气缸 | 行程:100mm | 1 | |
平行气夹 | 缸径:16mm | 1 | |
单杆气缸 | 行程:45mm | 1 | |
检验测试传感器 | 磁感式 | 7 |
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。
主要技术功能数值参考规格:
名称 | 型号规格 | 数量 | 备注 |
作业台面 | 860mm×470mm | 1 | 工业型材 |
供电电源/作业电压(V) | AC220V 50Hz/DC24V 4.5A | 1 | |
作业气压 | 0.5MPa | ||
PLC模型块 | CPU1214C (DC/DC/DC)+EM223+EM277 DP通信模型块 | 1 | 西门子 |
直线DC减慢速度电动机 | 10W/24V 5r/m | 1 | |
步进电动机 | 三相6A 步距角1.2° | 1 | |
步进电动机驱动器 | 10000脉冲/圈 | 1 | |
双导杆气缸 | 行程:75mm | 1 | |
单杆气缸 | 行程:45mm | 2 | |
检验测试传感器 | 光电、电感、磁感式 | 10 |
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。
主要技术功能数值参考规格:
名称 | 型号规格 | 数量 | 备注 |
作业台 | 860mm×470mm | 1 | 工业型材 |
供电电源/作业电压(V) | AC220V 50Hz/DC24V 4.5A | 1 | |
作业气压 | 0.5MPa | ||
PLC模型块 | CPU1214C (AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模型块 | 1 | 西门子 |
薄型气缸 | 行程:50mm、90mm | 2 | |
单杆气缸 | 行程:30mm | 1 | |
平行气夹 | 缸径:16mm | 1 | |
检验测试传感器 | 磁感式 | 7 |
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。
主要技术功能数值参考规格:
名称 | 型号规格 | 数量 | 备注 |
作业台 | 860mm×470mm | 1 | 工业型材 |
供电电源/作业电压(V) | AC220V 50Hz/DC24V 4.5A | 1 | |
作业气压 | 0.5MPa | ||
PLC模型块 | CPU1214C (AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模型块 | 1 | 西门子 |
单杆气缸 | 行程:60mm | 2 | |
旋转气缸 | 180° | 1 | |
真空吸盘及发生器 | 1 | ||
检验测试传感器 | 磁感式 | 6 |
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。
主要技术功能数值参考规格:
名称 | 型号规格 | 数量 | 备注 |
作业台 | 860mm×470mm | 1 | 工业型材 |
供电电源/作业电压(V) | AC220V 50Hz/DC24V 4.5A | 1 | |
作业气压 | 0.5MPa | ||
无杆气缸 | 行程:120mm | 2 | |
视觉传感器 | ZFX-C10 | 1 | |
检验测试传感器 | 磁感式 | 6 |
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。
主要技术功能数值参考规格:
名称 | 型号规格 | 数量 | 备注 |
作业台 | 860mm×470mm | 1 | 工业型材 |
供电电源/作业电压(V) | AC220V 50Hz/DC24V 4.5A | 1 | |
作业气压 | 0.5MPa | ||
PLC模型块 | CPU1214C (AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模型块 | 1 | 西门子 |
6自由度工业机器人 | IR120-3 | 1 | ABB |
薄型气缸 | 行程:45mm | 1 | |
单杆气缸 | 行程:30mm | 1 | |
平行气夹 | 缸径:16mm | 1 | |
检验测试传感器 | 磁感式 | 7 |
▲1、自由度:6;
▲2、负载能力:不小于3kg;
3、位置重复精确度:0.01mm;
4、作业界限:不小于580mm;
5、六轴立式多关节机器人,球形作业界限、开链式构造;
6、六轴应用绝对值伺服电动机;
7、J1-J6轴应用谐波减慢速度机;
8、防护等级: IP30;
9、装配方法:随意角度;
10、动作
轴动作 作业界限 最大速度
轴1:+165°~ -165° 250°/s
轴2:+110°~ -110°250°/s
轴3:+70° ~ -90° 250°/s
轴4:+160°~ -160°320°/s
轴5:+120°~ -120°320°/s
轴6:+400°~ -400°42
(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。
主要技术功能数值参考规格:
名称 | 型号规格 | 数量 | 备注 |
作业台面 | 860mm×470mm | 1 | 工业型材 |
供电电源/作业电压(V) | AC220V 50Hz/DC24V 4.5A | 1 | |
作业气压 | 0.5MPa | ||
PLC模型块 | CPU1214C (DC/DC/DC)+EM277 DP通信模型块 | 1 | 西门子 |
步进电动机驱动器 | 64细分 | 2 | |
步进电动机 | 1.5A 角距:1.8度 | 2 | |
单杆气缸 | 行程:45mm | 1 | |
滚珠丝杆 | 行程≥320mm | 2 |
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S7-300(CPU315-2DP),从站应用西门子S7-1200(CPU224),各站之间使用ProfiBus-DP总线实行通讯,S7-1200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,S7-300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)云智能实训室安全管理系统
本平台将无线传输、信息处置整理等物联网技术应用用来自动化远程控制。设备端运行状态、数值功能数值等上传至云平台。物联网系统的传感层、传输层和应用层关联掌控把握数值与解析数值。
1. 电压(V)、电流(A)等模仿量数值显露
2. 写入开关监控,输出开关等数字量控制。
3. 远程控制启停状态,给定输出电压(V)值的。
4. 显露写入输出电压(V)值的历史数值
5. 可按照日期、日间实行查询历史数实行查询。
6. 报警信号为PLC主机模仿量收集数值或者开关量可以自由设定,如当模仿量写入超过设定电压(V)时产生报警,经过物联网自动化应用系统将报警信号上传到云平台,经过云平台向设定的终端推送报警信号,每台设备可对应多个终端设备。
7. 经过手机端可以完成远程控制PLC的输出及监视PLC的写入状态改变。
8. 数值显露画面:画面显露写入电压(V)数值,输出电压(V)监控,开关状态写入,开关控制输出,以及云端连接二维码。
9. 联网设定界面:设定现场数值连接云平台后台数值库管理。
★为保证系统正版,投标时提供云智能实训室安全管理系统系统著作权证书原件备。
(十二)智能制造生产线虚拟拟真系统
经过本系统系统理解构成智能制造生产线的电气、气动、PLC等元件的作业原理并对机电系统的设计、解析实行虚拟拟真。经过选用元件运用符合测绘制作二维线路图或运用三维(3D)模型在系统内完成智能制造的动作而实行虚拟拟真。本系统不仅完成工厂的三维(3D)拟真使虚拟现实拟真更加逼真,而而且把经过拟真检验的控制逻辑单元可用作监视及控制模型块,使能够完成并行工程及系统、硬件的并行设计。
拟真基础模型块含有概括:
1、反馈控制和顺序控制系统
2、指示灯的与门(AND)控制
3、物品传送装置
4、单向气缸控制
5、双缸联动控制
6、带式输送装置系统
7、滚筒式输送装置系统
8、指示灯顺序闪烁线路
9、自动控制标记打印实操控制
10、电梯控制
11、气压控制位移装置
12、工业机器人控制
13、带式传送带实习装置
14、气压传动流水线实训装置
★正版系统,投标时提供智能制造生产线虚拟拟真系统系统著作权证书原件备查并现场演示。
(十三)实训室智能电源管理系统
实训室总体智能电源管理系统由主电子回路、控制电子回路、检验测试保护电子回路、显露电子回路、语音报警电子回路等构成。
主要功能:
1、上电前合闸条件检验测试:写入过压、欠压、对地漏电、过流、任一故障存在不合闸;并而且实行语音报警;
2、运行检验测试保护:写入过压、欠压、输出过流、漏电,任一故障出现将自动跳闸,实施保护,并而且实行语音报警;保护阀值现场可设定;
3、漏电功能测量试验:按下漏电测量试验按钮,装置会自动提供一个漏电测量试验信号,使保护器跳闸,重新实行上电合闸条件检验测试,语音提醒"开机自检中",故障消除后,实训室总体智能电源管理系统自动合闸,恢复供电。
4、过压保护:运行中,出现写入过压,实训室总体智能电源管理系统将跳闸,并而且对应的"过压"指示灯以红绿色交替显露实行提醒,语音播报"电源过压,请注意";
5、过流保护:运行中,三相电流(A)中任一相出现过流,实训室总体智能电源管理系统将跳闸,而且对应的"过流"指示灯以红绿色交替显露实行提醒,语音播报"过流,请注意";
6、漏电保护:运行中,三相中任一相发生漏电,实训室总体智能电源管理系统将跳闸,并而且对应的"漏电"指示灯以红绿色交替显露实行提醒,语音播报"有漏电,请注意"。
★投标时现场演示功能
(四)教学课件资源
1、工业机器人课程资源
(1) 工业机器人的基础简介:工业机器人的定义、发展与应用、基础构成及技术功能数值、工业机器人的分类;
(2) 工业机器人的机械系统:工业机器人的1轴构造、工业机器人的2轴构造、工业机器人的3轴构造、工业机器人的4轴构造、工业机器人的5轴构造、工业机器人的6轴构造、工业机器人的机身构造、工业机器人的行走构造、工业机器人的驱动装置和传动单元;
(3) 工业机器人的动作学与动力学:工业机器人的连杆功能数值和齐次坐标变换矩阵。
(4) 工业机器人的控制系统:工业机器人控制装置、工业机器人驱动装置、工业机器人检验测试装置;
(5) 工业机器人的编程:工业机器人的编程方法、工业机器人的示教编程、工业机器人的编程语言、工业机器人的语言系统构造和基础功能、常用工业机器人编程语言、工业机器人的离线编程、工业机器人的离线编程拟真系统及编程示例;
(6) 工业机器人的经典型应用:焊接机器人的应用、搬运机器人的应用、码垛机器人的应用、涂装机器人的应用、装配机器人的应用;
(7) 提供汽车生产线工业机器人应用的高清视频。
2、PLC编程教学课件资源
(1)S7-1200PLC的认知:S7-1200PLC简介、S7-1200PLC作业原理及运行模式、S7-1200PLC特别点、S7-1200PLC拓展功能、PLC应用技术人才培养;
(2)TIA博图系统的使用:TIA 博图包括系统研发平台、TIA 博图包括系统简介、入门实例;
(3)控制单元的程序设计、指令编写、硬件选型和设计、课后思考与练习等内容。模型块至少含有概括:八路抢答器、三相异步电动机的星三角降压启动、运料小车往返控制、十字路口交通灯的控制、电动机组的启停控制、HMI控制液体混合、G120变频器的电动机控制。
(4)小型自动化生产线的设计
课件资源设定有设备的搬运、检验测试和传输分拣功能,整个系统由送料单元、机械手搬运单元、步进电动机多点定位输送单元和传送带输送分拣单元等构成。具体的项目设计要求如下:
1)本设计的要求使用经过触摸屏与控制台按钮实操,控制生产线的自动运行。生产线通电以后,系统自行检验测试初始状态是否适用运行条件,如不适用则自行复位或手动调节,若适用则触摸屏显露准备就绪;
2)在准备就绪的情况下,按下启动按钮,生产线开始按顺序运行,供料单元开始作业,电动机驱动转盘将工件送到物料台上;电动机运行10秒后,若物料台光电开关没有检验测试到物料,说明已没有物料,开始报警;若检验测试到物料,则一号搬运机械手开始动作;
3)物料台有料,一号机械手臂伸出并下降夹取工件,夹取到工件后机械手上升缩回并旋转到右侧限位;然后机械手伸出下降将工件放到步进电动机输送单元的供料台上,一号搬运机械手恢复到初始状态,等待下一次运行;
4)当步进电动机输送单元传感器检验测试到供料台工件后,步进电动机前往高度检验测试单元实行检验测试;到达后经过超声波传感器实行高度检验测试,检验测试完毕后;步进电动机运行到二号搬运机械手位置;
5)到达二号搬运机械手位置后;二号搬运机械手伸出、爪夹取工件,机架台上升,旋转到右限位,伸出手臂,机架台下降,手爪放松,将工件放到传送带上,同时二号搬运机械手复位;
6)当传送带单元传感器检验测试到工件时,传送带开始作业,按照工件的颜色、材料实行分拣;分拣结束后,供料台回到供料位置,等待下一次运行。
★课件资源提供详细的备品备件实物图片及功能数值功能简介、硬件构成图解、程序指令、程序设计、气动原理图、电气原理图、硬件组态等,图文并茂。投标时现场演示部分内容。
含有概括与S7-1200、有关硬件、系统和通信的手册,数量不少于二十多种。
五、PLC模型块及变频器选配表
序号 | 名称 | 规格 | 数量 | 单位 | 备注 |
1 | S7-300 PLC | PS307电源 | 1 | 台 | |
2 | CPU315-2DP CPU | 1 | 台 | ||
3 | SM323 16DI/16DO | 1 | 台 | ||
4 | CP343-1 工业以太网模型块 | 1 | 台 | ||
5 | S7-1200 PLC | CPU1214C (DC/DC/DC) | 2 | 台 | |
6 | CPU1214C (AC/DC/RLY) | 5 | 台 | ||
7 | EM277 DP通信模型块 | 7 | 台 | ||
8 | EM223 | 1 | 台 | ||
9 | DP接头 | 14 | 个 | ||
10 | 变频器 | MM420,AC380V供电,功率(W)≥0.75kW | 1 | 台 | |
11 | 系统 | STEP7 Micro WIN SP4 V4.0 | 1 | 套 | |
12 | STEP7 V5.5 | 1 | 套 | ||
13 | WinCC V6.0 | 1 | 套 | ||
14 | 智能制造生产线虚拟拟真系统 | 1 | 套 | ||
15 | 1 | 套 | |||
16 | 1 | 套 |
序号 | 名称 | 规格 | 数量 | 单位 | 备注 |
1 | 环行自动输送线 | 1 | 套 | ||
2 | 6自由度工业机器人单元 | ABB IRB120 | 1 | 套 | |
3 | 视觉传感器 | ZFX-C10 | 1 | 套 | |
4 | 工件 | 白色工件 | 24 | 只 | |
5 | 蓝色工件 | 24 | 只 | ||
6 | 金属工件 | 8 | 只 | ||
7 | 包装盒 | 10 | 只 | ||
8 | 电源线 | 一相三芯电源线 | 15 | 根 | |
9 | PU气管 | Ф6、橙色 | 50 | 米 | |
10 |
PLC编程 电缆 |
USB/PPI USM/MPI |
1 | 套 | |
11 |
PLC编程 系统 |
STEP7 MicroWIN SP4 V4.0 STEP7 V5.5 WinCC V6.0 |
1 | 套 | DEMO版 |
12 | 配套工量具 | 工量具箱:十字长柄螺丝刀,大、中、小号一字螺丝刀,中、小号十字螺丝刀,钟表螺丝刀、剥线钳,尖嘴钳,剪刀,电烙铁,镊子,活动扳手,内六角扳手(9把) | 1 | 套 | |
13 | 配套光盘 | 使用手册、程序等 | 1 | 套 | |
14 | 计算机数值 | 主流品牌机 | 1 | 台 | 学校自备 |
15 | 空气压缩机 | 静音空气压缩机 | 1 | 台 | 静音 |
16 | 气动接头 | 气动快插式三通接头EPE6 | 12 | 只 |