一、產(chǎn)品概述
柔性自動(dòng)生產(chǎn)線是將微電子學(xué)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、控制技術(shù)、機(jī)械制造和系統(tǒng)工程有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，是一種技術(shù)復(fù)雜、高度自動(dòng)化系統(tǒng)，柔性制造技術(shù)更是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)需求及產(chǎn)品不斷迅速更新的主要手段，是制造技術(shù)的基礎(chǔ)。
本實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是專(zhuān)門(mén)為職業(yè)院校、職業(yè)教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)研制的自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，根據(jù)機(jī)電類(lèi)、自動(dòng)化類(lèi)、制造類(lèi)行業(yè)、企業(yè)中工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用的特點(diǎn)，對(duì)各類(lèi)自動(dòng)生產(chǎn)線的工作過(guò)程和相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行研究，對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行提煉和濃縮，并針對(duì)實(shí)訓(xùn)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，融機(jī)、光、電、氣、液于一體，包含了PLC、機(jī)器人、傳感器、氣動(dòng)、液壓、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制、計(jì)算機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)等諸多技術(shù)領(lǐng)域，整個(gè)系統(tǒng)由MES生產(chǎn)管理系統(tǒng)、WINCC監(jiān)控系統(tǒng)、MCGS監(jiān)控系統(tǒng)、主控PLC和下位PLC通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)構(gòu)成一個(gè)完整的多級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，通過(guò)訓(xùn)練，能強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)復(fù)雜柔性自動(dòng)生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)、安裝、接線、編程、調(diào)試、故障診斷與維修等綜合職業(yè)能力，適合機(jī)電類(lèi)、自動(dòng)化類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)和實(shí)訓(xùn)，同時(shí)也適合工程技術(shù)人員上崗培訓(xùn)。
本實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是一種典型的環(huán)形柔性自動(dòng)生產(chǎn)線，它由供料檢測(cè)單元、操作手單元、加工單元、圖像檢測(cè)單元、安裝單元、搬運(yùn)單元、提取單元、成品分裝輸送單元、工業(yè)機(jī)器人單元、分類(lèi)存儲(chǔ)單元、成品檢測(cè)單元、自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)單元、AGV小車(chē)單元、液壓沖壓?jiǎn)卧h(huán)形輸送線和總控平臺(tái)組成。通過(guò)輸送鏈連成環(huán)形生產(chǎn)線。上述機(jī)構(gòu)均安裝在工業(yè)型材桌面上，系統(tǒng)中的機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣控制回路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)完全獨(dú)立，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)，便于拆、裝。2、功能
既能完成認(rèn)知型和綜合型實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，又能完成開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，還能實(shí)現(xiàn)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)手操作和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)同步觀測(cè)與分析相結(jié)合；對(duì)樣件具有全程演示及生產(chǎn)能力；系統(tǒng)應(yīng)具有全自動(dòng)控制功能，能充分展示現(xiàn)代工業(yè)中進(jìn)行數(shù)字化管理生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)；系統(tǒng)應(yīng)具有單機(jī)獨(dú)立控制、獨(dú)立運(yùn)行功能；系統(tǒng)應(yīng)具有啟停控制、動(dòng)態(tài)作業(yè)計(jì)劃調(diào)度、庫(kù)存資源動(dòng)態(tài)顯示、系統(tǒng)故障診斷與處理、工件位置動(dòng)態(tài)顯示等等功能。
該系統(tǒng)除能服務(wù)于工程訓(xùn)練實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)外，還應(yīng)能覆蓋相關(guān)課程，并能進(jìn)行相關(guān)的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，具體如下：
（1）可服務(wù)的相關(guān)課程
機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)與操作、機(jī)械制造基礎(chǔ)、機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)、機(jī)電傳動(dòng)控制、液壓與氣壓傳動(dòng)、機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)控技術(shù)、機(jī)電系統(tǒng)仿真、CAD/CAM、PLC原理及應(yīng)用、數(shù)字化制造技術(shù)、機(jī)電設(shè)備故障診斷、制造技術(shù)、多軸數(shù)控加工技術(shù)、虛擬與仿真技術(shù)等，和其它相關(guān)課程。
（2）教學(xué)演示類(lèi)項(xiàng)目
柔性化加工系統(tǒng)演示、遠(yuǎn)程控制演示、機(jī)電控管一體化技術(shù)演示、自動(dòng)傳輸系統(tǒng)演示、工件自動(dòng)裝配演示、機(jī)器人編程使用、產(chǎn)品自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)演示等等。
（4）專(zhuān)業(yè)綜合訓(xùn)練類(lèi)、設(shè)計(jì)類(lèi)等項(xiàng)目
機(jī)械制造技術(shù)項(xiàng)目綜合訓(xùn)練、機(jī)床檢測(cè)綜合實(shí)驗(yàn)、數(shù)字化技術(shù)項(xiàng)目綜合訓(xùn)練、多軸數(shù)控技術(shù)項(xiàng)目綜合訓(xùn)練、機(jī)電控制綜合實(shí)驗(yàn)、機(jī)電一體化系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)、機(jī)電一體化系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)、工件傳輸線應(yīng)用設(shè)計(jì)、工件裝配項(xiàng)目應(yīng)用設(shè)計(jì)、立體倉(cāng)庫(kù)應(yīng)用設(shè)計(jì)、氣壓系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)、系統(tǒng)供電方案應(yīng)用設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用及開(kāi)發(fā)、總控系統(tǒng)的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)、傳感器應(yīng)用與選擇、PLC應(yīng)用編程設(shè)計(jì)、PLC網(wǎng)格通訊應(yīng)用、伺服驅(qū)動(dòng)應(yīng)用、人機(jī)界面編程設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程組態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等等。
二、技術(shù)性能
1.輸入電源：?jiǎn)蜗嗳€～220V±10% 50Hz
2.工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃  相對(duì)濕度≤85%（25℃） 海拔＜4000m
3.裝置容量：＜2.5kVA
4.外形尺寸：7000mm×4500mm×2400mm
5.安全保護(hù)：具有漏電保護(hù)，安全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
三、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容
1、PLC的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
(1)數(shù)據(jù)傳輸功能實(shí)訓(xùn)
(2)定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位功能實(shí)訓(xùn)
(3)比較功能實(shí)訓(xùn)
(4)步進(jìn)功能的應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
(5)跳轉(zhuǎn)功能的應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
(6)子程序調(diào)用功能的應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
(7)中斷控制功能的應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
(8)變頻調(diào)速的PWM控制功能的應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
(9)伺服電機(jī)速度位置控制功能的應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
(10)檢測(cè)系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)
(11)變頻調(diào)速環(huán)行自動(dòng)傳輸系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)
(12)自動(dòng)儲(chǔ)存系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)
2、傳感器技術(shù)及應(yīng)用
(1)光電傳感器的特性研究及應(yīng)用
(2)電感傳感器的特性研究及應(yīng)用
(3)電磁傳感器的特性研究及應(yīng)用
(4)位置傳感器的特性研究及應(yīng)用
3、氣動(dòng)控制技術(shù)
(1)電控氣動(dòng)閥的工作原理及應(yīng)用
(2)真空發(fā)生器的工作原理及應(yīng)用
(3)氣動(dòng)二聯(lián)體的工作原理及應(yīng)用
(4)各種氣缸的工作原理及應(yīng)用
4、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)
(1)伺服電機(jī)定位的控制技術(shù)
(2)直流電機(jī)的控制技術(shù)
(3)交流電機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)
(4)步進(jìn)電機(jī)的定位控制技術(shù)
5、組態(tài)監(jiān)控及人機(jī)界面技術(shù)
(1)組態(tài)監(jiān)控軟件的基本應(yīng)用
(2)組態(tài)監(jiān)控軟件通信應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
6、機(jī)械結(jié)構(gòu)訓(xùn)練技術(shù)
(1)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及特性研究
(2)直齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及特性研究
(3)錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及特性研究
(4)直線導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)及特性研究
(5)滾珠絲桿的特性研究及應(yīng)用
7、故障檢測(cè)技術(shù)技能培訓(xùn)
(1)程序故障設(shè)置的排除訓(xùn)練
(2)參數(shù)故障設(shè)置的排除訓(xùn)練
(3)電氣接線故障設(shè)置的排除訓(xùn)練
(4)機(jī)械故障設(shè)置的排除訓(xùn)練
8、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和PROFIBUS總線技術(shù)
(1)網(wǎng)絡(luò)通訊基礎(chǔ)的原理與應(yīng)用
(2)PROFIBUS-DP模塊的研究與應(yīng)用
(3)PROFIBUS通訊協(xié)議的研究與應(yīng)用
(4)PROFIBUS主站與從站之間的通訊研究
9、工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)
(1)工業(yè)機(jī)器人示教單元使用
(2)工業(yè)機(jī)器人基本指令操作與位置點(diǎn)設(shè)置
(3)工業(yè)機(jī)器人軟件使用
(4)工業(yè)機(jī)器人工件的跟蹤抓取
(5)工業(yè)機(jī)器人成品組裝與入庫(kù)
四、系統(tǒng)組成
1、系統(tǒng)的硬件由九個(gè)基本單元站組成
（一）總控平臺(tái)
總控平臺(tái)主要由單相電網(wǎng)電壓指示、電源控制部分、控制主機(jī)、狀態(tài)指示燈、10.4英寸工業(yè)彩色觸摸屏S7-315主機(jī)，電腦等組成，主要完成監(jiān)視各分站的工作狀態(tài)并協(xié)調(diào)各站運(yùn)行，完成工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的集成。
主要技術(shù)指標(biāo)：

（二）1、上料單元
上料單元主要由料斗、回轉(zhuǎn)臺(tái)、螺旋導(dǎo)料機(jī)構(gòu)、直流減速電機(jī)、光電開(kāi)關(guān)等組成。主要完成將工件從回傳上料臺(tái)依次送到搬運(yùn)工位。
主要技術(shù)指標(biāo)：

2、搬運(yùn)單元
由機(jī)械手、移動(dòng)滑臺(tái)、安裝工作臺(tái)、工業(yè)導(dǎo)軌、齒輪齒條、配重塊等組成，主要完成對(duì)工件的搬運(yùn)。
主要技術(shù)指標(biāo)：

(三)1、搬運(yùn)單元
由無(wú)桿氣缸、提拉氣缸、機(jī)械手爪、廢料臺(tái)等組成，主要完成對(duì)工件的搬運(yùn)分揀。
主要技術(shù)指標(biāo)：

   2、加工單元
由旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、平面推力軸承、直流減速電機(jī)、刀具庫(kù)、升降式加工系統(tǒng)、加工組件、檢測(cè)組件、轉(zhuǎn)臺(tái)到位傳感器等組成。主要完成物料加工和深度的檢測(cè)。
主要技術(shù)指標(biāo)：

(三) 1、搬運(yùn)單元
由無(wú)桿氣缸、提拉氣缸、機(jī)械手爪、廢料臺(tái)等組成，主要完成對(duì)工件的搬運(yùn)分揀。
主要技術(shù)指標(biāo)：

2、圖像形狀檢測(cè)單元
圖像處理單元主要由光源、鏡頭、CCD照相機(jī)、圖像處理控制器、顯示器等組成。主要檢測(cè)加工完成后工件外觀形狀品質(zhì)是否合格，通過(guò)攝像頭獲取工件的圖像，由圖像處理器完成工件合格與否的判斷，將不合格工件剔除。
主要技術(shù)指標(biāo)：

（四） 1、安裝單元
由料筒、換料機(jī)構(gòu)、推料機(jī)構(gòu)等組成，主要完成對(duì)兩種不同工件的上料及安裝。
主要技術(shù)指標(biāo)：

2、 6自由度工業(yè)機(jī)器人單元
由6自由度工業(yè)機(jī)器人、抓取機(jī)構(gòu)、氣爪等組成，主要完成對(duì)工件的提取及搬運(yùn)安裝。
主要技術(shù)指標(biāo)：

6自由度工業(yè)機(jī)器人指標(biāo)

(五) 1、操作手單元
由機(jī)械手、橫臂、回轉(zhuǎn)臺(tái)、機(jī)械手爪、等組成，主要完成對(duì)工件的搬運(yùn)。
主要技術(shù)指標(biāo)：

2、分類(lèi)存儲(chǔ)單元
由步進(jìn)電機(jī)、滾珠絲桿、立體庫(kù)、推料氣缸、電磁閥等組成。主要完成對(duì)成品工件分類(lèi)存儲(chǔ)。          
主要技術(shù)指標(biāo)：

（六）環(huán)行自動(dòng)輸送線
環(huán)行自動(dòng)輸送線主要由鋁合金型材基體、環(huán)行傳輸線、自動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、變頻調(diào)速系統(tǒng)、自動(dòng)定位機(jī)構(gòu)等組成。可完成對(duì)工件在不同速度下的輸送，不同工位的自動(dòng)定位，從而大大提高了自動(dòng)環(huán)形傳輸線的工作效率。
主要技術(shù)指標(biāo)：

（七）控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)主站采用西門(mén)子S7-300(CPU315-2DP)，從站采用西門(mén)子S7-200(CPU224)，各站之間使用ProfiBus-DP總線進(jìn)行通訊，S7-200從站主要用于控制與驅(qū)動(dòng)設(shè)備層，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)反饋的信號(hào)進(jìn)行采集，S7-300主站采集各從站數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)各站運(yùn)行，并為上位機(jī)的監(jiān)控程序提供數(shù)據(jù)，同時(shí)系統(tǒng)還配有工業(yè)以太網(wǎng)通信模塊和10.4英寸彩色工業(yè)觸摸屏，將觸摸屏、S7-300主機(jī)、電腦間組建成以太網(wǎng)絡(luò)?？梢酝瓿上到y(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)的集成。

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