ZYRX-21B型模块式柔性自动环形生产线实验系统(并联机器人)
一、产品组成
1、数字化设计分系统、模拟加工制造分系统、检测装配分系统、生产物分流系统和信息管理分系统。
2、包含供料单元,操作手单元,搬运单元,加工单元,搬运单元,图像检测单元,机器人单元,安装单元,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块。
3、系统具有可进行小批量多品种柔性加工、无人值守加工生产能力等,采用数字化信息系统管理模式,每一台设备均采用网络型式对外联接,由服务器统一管理生产过程中的各种数字联接任务,具有现代化柔性制造加工系统的特征。
*4、工业4.0仿真实训软件(正版软件,中标后提供著作权证书原件,且现场逐条演示以下内容)软件采用三维建模基于虚拟现实技术的计算机仿真模拟技术,可以进行电气仿真、电子仿真、在线学习,气动仿真、液压仿真、传感器仿真等常用工业技术仿真
4.1 PLC仿真可以通过PLC编程控制模型的相应动作从而完成工序动作包含机械手仿真、自动门仿真、升降机仿真、分拣仿真、正反转仿真、邮件分拣、流水线、自动分拣等。
4.2电工电子仿真
4.2.1接线仿真
4.2.2电路仿真
4.2.3排故仿真
4.2.4原理仿真
4.2.5电机拆装仿真,三相异步机拆分、单相异步机拆分等
4.2.6仪器仪表的使用仿真万用表、双踪示波器、信号发生器、频谱仪、钳形表等
4.3气动回路仿真
4.3.1软件不少于28回路的在线及离线仿真
4.3.2软件中设置的不少于14路典型气路设备故障。
4.3.3软件状态含“模拟运行”“联机运行”即离线仿真、在线仿真。
4.4液压回路仿真其界面可清楚的展示液压元器件的内部结构以及液压回路的工作过程。液压传动原理的动态演示并不少于18种动态演示。
4.5传感器仿真
4.5.1温度变送传感器器仿真包含温度变送传感器模拟拆装;温度变送传感器模拟接线;温度变送传感器模拟运行仿真
4.5.2液位传感器仿真包含液位传感器模拟拆装;液位传感器模拟接线;液位传感器模拟运行仿真
4.5.3流量传感器仿真包含流量传感器模拟拆装;流量传感器模拟接线;流量传感器模拟运行仿真
4.6在线学习培训
4.6.1在线学习系统首页须有投标企业LOGO,提供免费远程单片机培训PLC培训,伺服,步进,触摸屏,变频器, 单片机,数控,机器人,工业组态及网络通信等全系列自动化技术培训
4.6.2教师可以远程通过新建不同班级、不同课程并上传课程资料,可进行网上试卷批阅,作业批阅,回答学生问题。
4.6.3教师可以自由组合不同教学手段,实现各种不同的教学方法,比如谈话式、研讨式、活动式、竞赛式等等,学习体验;
4.6.4学生可以登录在线学习系统,进行不同老师和不同课程学习,可以通过在线学习系统向老师提问,做笔记,评价及参与话题讨论
4.7 PLC运行数据显示:PLC输入电压监控,PLC输出电压监控,PLC输入开关监控,PLC输出开关控制以及PLC输入电压模拟量实时数据,可根据实际需求添加128路。
4.8 PLC运行历史数据:显示PLC运行历史数据,可按时、天、月进行查询历史数据曲线,以及历史数据表格,可表格数据导出处理。
*5、实验室安全管理平台软件(正版软件、招标现场需提供版权证书核查)
该系统集成远程实验台电源管理系统,通过手机或其他移动终端系统监控查询学生实验台的电源开关状态;单独开启关闭学生实验台电源;全部开启或全部关闭实验台电源功能;定时开启关闭电源功能。
二、功能
既能完成认知型和综合型实验实训,又能完成开发设计型实验实训,还能实现学生现场动手操作和网络计算机同步观测与分析相结合;对样件具有全程演示及生产能力;系统应具有全自动控制功能,能充分展示现代工业中进行数字化管理生产的各个环节;系统应具有单机独立控制、独立运行功能;系统应具有启停控制、动态作业计划调度、库存资源动态显示、系统故障诊断与处理、工件位置动态显示等等功能。
该系统除能服务于工程训练实践教学环节外,还应能覆盖相关课程,并能进行相关的实践性教学环节,具体如下:
(1)可服务的相关课程
机器人技术基础与操作、机械制造基础、机械工程测试技术、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、机电系统仿真、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、虚拟与仿真技术等,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、机器人编程使用、产品自动仓储系统演示等等。
(4)专业综合训练类、设计类等项目
机械制造技术项目综合训练、机床检测综合实验、数字化技术项目综合训练、多轴数控技术项目综合训练、机电控制综合实验、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、计算机辅助工艺规程设计、数据库应用及开发、总控系统的应用与开发、传感器应用与选择、PLC应用编程设计、PLC网格通讯应用、伺服驱动应用、人机界面编程设计、远程组态系统设计、生产实习、毕业实习、毕业设计等等。
三、技术性能
1. 输入电源:单相三线~220V±10% 50Hz
2. 工作环境:温度-10℃~+40℃ 相对湿度≤85%(25℃) 海拔<4000m
3. 装置容量:<2.5kVA
4. 外形尺寸:7000mm×4500mm×2400mm
5. 安全保护:具有漏电保护,安全符合国家标准
四、实训内容
1、PLC的设计与应用
(1)数据传输功能实训
(2)定时、计数、移位功能实训
(3)比较功能实训
(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)变频调速的PWM控制功能的应用实训
(9)伺服电机速度位置控制功能的应用实训
(10) 检测系统的程序设计
(11) 变频调速环行自动传输系统的程序设计
(12) 自动储存系统的程序设计
2、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
3、气动控制技术
(1)电控气动阀的工作原理及应用
(2)真空发生器的工作原理及应用
(3)气动二联体的工作原理及应用
(4)各种气缸的工作原理及应用
4、运动控制系统
(1)伺服电机定位的控制技术
(2)直流电机的控制技术
(3)交流电机的变频调速技术
(4)步进电机的定位控制技术
5、组态监控及人机界面技术
(1)组态监控软件的基本应用
(2)组态监控软件通信应用实训
6、机械结构训练技术
(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
7、故障检测技术技能培训
(1)程序故障设置的排除训练
(2)参数故障设置的排除训练
(3)电气接线故障设置的排除训练
(4)机械故障设置的排除训练
8、网络通讯技术和PROFIBUS总线技术
(1)网络通讯基础的原理与应用
(2)PROFIBUS-DP模块的研究与应用
(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
9、工业机器人实训
(1)工业机器人示教单元使用
(2)工业机器人基本指令操作与位置点设置
(3)工业机器人软件使用
(4)工业机器人工件的跟踪抓取
(5)工业机器人成品组装与入库
五、系统组成
1、系统的硬件由七个基本单元站组成
(一)总控平台
总控平台主要由单相电网电压指示、电源控制部分、控制主机、状态指示灯、10.4英寸工业彩色触摸屏S7-315主机,电脑等组成,主要完成监视各分站的工作状态并协调各站运行,完成工业控制网络的集成。
主要技术指标:
名称 |
型号规格 |
数量 |
备注 |
主控台 |
1200mm×570mm |
1 |
|
供电电源/工作电压 |
AC220V 50Hz /DC24V 4.5A |
1 |
|
触摸屏 |
10.4英寸工业彩色触摸屏 |
1 |
|
PLC模块 |
PS307电源+CPU315-2DP CPU+SM323 16DI/16DO+CP343-1 工业以太网模块 |
1 |
西门子 |
计算机 |
主流计算机 |
1 |
|
通讯卡 |
CP5611 PROFIBUS通讯板卡 |
1 |
|
路由器 |
TP-LINK TL-WR842N |
1 |
以太网组网 |
(二)1、上料单元
上料单元主要由料斗、回转台、螺旋导料机构、直流减速电机、光电开关等组成。主要完成将工件从回传上料台依次送到搬运工位。
主要技术指标:
名称 |
型号规格 |
数量 |
备注 |
工作台 |
860mm×470mm |
1 |
工业型材 |
供电电源/工作电压 |
AC220V 50Hz /DC24V 2A |
1 |
|
PLC模块 |
CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模块 |
1 |
西门子 |
直流减速电机 |
10W/24V 5r/m |
1 |
|
检测传感器 |
光电漫反射 检测距离50~300mm |
1 |
|
2、搬运单元
由机械手、移动滑台、安装工作台、工业导轨、齿轮齿条、配重块等组成,主要完成对工件的搬运。
主要技术指标:
名称 |
型号规格 |
数量 |
备注 |
工作台 |
860mm×470mm |
1 |
工业型材 |
供电电源/工作电压 |
AC220V 50Hz/DC24V 2A |
1 |
|
工作气压 |
0.5MPa |
|
|
薄型气缸 |
行程:50mm、50mm |
2 |
|
单杆气缸 |
行程:25mm |
1 |
|
平行气夹 |
缸径:16mm |
1 |
|
检测传感器 |
磁感式 |
7 |
|
(三)1、搬运单元
由无杆气缸、提拉气缸、机械手爪、废料台等组成,主要完成对工件的搬运分拣。
主要技术指标:
名称 |
型号规格 |
数量 |
备注 |
工作台 |
860mm×470mm |
1 |
工业型材 |
供电电源/工作电压 |
AC220V 50Hz /DC24V 2A |
1 |
|
工作气压 |
0.5MPa |
|
|
PLC模块 |
CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模块 |
1 |
西门子 |
无杆气缸 |
行程:600mm |
1 |
|
不回转气缸 |
行程:50mm |
1 |
|
平行气夹 |
缸径:16mm |
1 |
|
单杆气缸 |
行程:30mm |
1 |
分拣废料 |
检测传感器 |
磁感式 |
7 |
|
2、加工单元
由旋转工作台、平面推力轴承、直流减速电机、刀具库、升降式加工系统、加工组件、检测组件、转台到位传感器等组成。主要完成物料加工和深度的检测。
主要技术指标:
名称 |
型号规格 |
数量 |
备注 |
工作台面 |
860mm×470mm |
1 |
工业型材 |
供电电源/工作电压 |
AC220V 50Hz/DC24V 2A |
1 |
|
工作气压 |
0.5MPa |
|
|
PLC模块 |
CPU224CN(DC/DC/DC)+EM223+EM277 DP通信模块 |
1 |
西门子 |
直流减速电机 |
10W/24V 5r/m |
1 |
|
步进电机 |
三相6A 步距角1.2° |
1 |
57型 |
步进电机驱动器 |
10000脉冲/圈 |
1 |
DN556 |
双导杆气缸 |
行程:40mm |
1 |
|
单杆气缸 |
行程:50mm |
2 |
|
检测传感器 |
光电、电感、磁感式 |
10 |
|
(三) 1、搬运单元
由无杆气缸、提拉气缸、机械手爪、废料台等组成,主要完成对工件的搬运分拣。
主要技术指标:
名称 |
型号规格 |
数量 |
备注 |
工作台 |
860mm×470mm |
1 |
工业型材 |
供电电源/工作电压 |
AC220V 50Hz /DC24V 2A |
1 |
|
工作气压 |
0.5MPa |
|
|
PLC模块 |
CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模块 |
1 |
西门子 |
无杆气缸 |
行程:600mm |
1 |
|
不回转气缸 |
行程:50mm |
1 |
|
平行气夹 |
缸径:16mm |
1 |
|
单杆气缸 |
行程:30mm |
1 |
分拣废料 |
检测传感器 |
磁感式 |
7 |
|
2、图像形状检测单元
图像处理单元主要由光源、镜头、CCD照相机、图像处理控制器、显示器等组成。主要检测加工完成后工件外观形状品质是否合格,通过摄像头获取工件的图像,由图像处理器完成工件合格与否的判断,将不合格工件剔除。
主要技术指标:
名称 |
型号规格 |
数量 |
备注 |
工作台 |
860mm×470mm |
1 |
工业型材 |
供电电源/工作电压 |
AC220V 50Hz /DC24V 2A |
1 |
|
工作气压 |
0.5MPa |
|
|
变频器 |
三菱变频器 |
1 |
主站控制 |
无杆气缸 |
行程:200mm |
1 |
|
视觉传感器 |
FZ-L350 |
1 |
|
视觉镜头 |
焦距:10mm |
1 |
|
显示器 |
15寸 |
1 |
|
检测传感器 |
磁感式 |
2 |
|
(四) 1、安装单元
由料筒、换料机构、推料机构等组成,主要完成对两种不同工件的上料及安装。
主要技术指标:
名称 |
型号规格 |
数量 |
备注 |
工作台 |
860mm×470mm |
1 |
工业型材 |
供电电源/工作电压 |
AC220V 50Hz/DC24V 2A |
1 |
|
工作气压 |
0.5MPa |
|
|
PLC模块 |
CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模块 |
1 |
西门子 |
单杆气缸 |
行程:60mm |
1 |
|
无杆气缸 |
行程:100mm |
1 |
|
检测传感器 |
磁感式 |
6 |
|
2、并联工业机器人单元
由并联机器人、抓取机构、气爪等组成,主要完成对工件的提取及搬运安装。
主要技术指标:
名称 |
型号规格 |
数量 |
备注 |
工作台 |
860mm×470mm |
1 |
工业型材 |
供电电源/工作电压 |
AC220V 50Hz/4.5A |
1 |
|
工作气压 |
0.5MPa |
|
|
并联工业机器人 |
|
1 |
|
平行气夹 |
缸径:16mm |
2 |
|
检测传感器 |
磁感式 |
4 |
|
并联工业机器人指标
项目规格 |
规格 |
自由度 |
3 |
平均负载 |
0.5kg |
最大工作直径 |
500mm |
位置精度 |
±0.1mm |
机器人节拍 |
节拍 |
有效负荷Kg |
节拍时间 |
25/200/25 |
0.1 |
0.4 |
25/200/25 |
0.5 |
0.5 |
25/200/25 |
1.0 |
0.8 |
(五) 1、操作手单元
由机械手、横臂、回转台、机械手爪、等组成,主要完成对工件的搬运。
主要技术指标:
名称 |
型号规格 |
数量 |
备注 |
工作台 |
860mm×470mm |
1 |
工业型材 |
供电电源/工作电压 |
AC220V 50Hz /DC24V 2A |
1 |
|
工作气压 |
0.5MPa |
|
|
PLC模块 |
CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模块 |
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 |
|
不回转气缸 |
行程:100mm |
1 |
|
检测传感器 |
磁感式 |
8 |
|
2、分类存储单元
由步进电机、滚珠丝杆、立体库、推料气缸、电磁阀等组成。主要完成对成品工件分类存储。
主要技术指标:
名称 |
型号规格 |
数量 |
备注 |
工作台面 |
860mm×470mm |
1 |
工业型材 |
供电电源/工作电压 |
AC220V 50Hz/DC24V 2A |
1 |
|
工作气压 |
0.5MPa |
|
|
PLC模块 |
CPU224CN(DC/DC/DC)+EM277 DP通信模块 |
1 |
西门子 |
步进电机驱动器 |
64细分 |
2 |
DM556 |
步进电机 |
1.5A 角距:1.8度 |
2 |
57型 |
单杆气缸 |
行程:50mm |
1 |
|
滚珠丝杆 |
行程≥370mm |
2 |
|
(六)环行自动输送线
环行自动输送线主要由铝合金型材基体、环行传输线、自动导向机构、变频调速系统、自动定位机构等组成。可完成对工件在不同速度下的输送,不同工位的自动定位,从而大大提高了自动环形传输线的工作效率。
主要技术指标:
名称 |
型号规格 |
数量 |
备注 |
工作台面 |
5m×2m |
1 |
工业型材 |
供电电源/工作电压 |
三相500W |
1 |
变频器控制 |
变频器 |
三菱变频器 |
2 |
|
光纤传感器 |
漫反射 |
4 |
|
单杆气缸 |
行程:50mm |
4 |
|
(七)控制系统
控制系统主站采用西门子S7-300(CPU315-2DP),从站采用西门子S7-200(CPU224),各站之间使用ProfiBus-DP总线进行通讯,S7-200从站主要用于控制与驱动设备层,并对现场反馈的信号进行采集,S7-300主站采集各从站数据,协调各站运行,并为上位机的监控程序提供数据,同时系统还配有工业以太网通信模块和10.4英寸彩色工业触摸屏,将触摸屏、S7-300主机、电脑间组建成以太网络。可以完成系统控制网络的集成。
表一:PLC模块及变频器选配表
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 工业以太网模块 |
1 |
台 |
5 |
S7-200 PLC |
CPU224CN(DC/DC/DC) |
2 |
台 |
6 |
CPU224CN(AC/DC/RLY) |
5 |
台 |
7 |
EM277 DP通信模块 |
7 |
台 |
8 |
EM223 |
1 |
台 |
9 |
DP接头 |
14 |
个 |
10 |
变频器 |
D720,AC220V供电,功率≥0.75kW |
1 |
台 |
11 |
软件 |
STEP7 Micro WIN SP4 V4.0 |
1 |
套 |
12 |
STEP7 V5.5 |
1 |
套 |
13 |
WinCC V6.0 |
1 |
套 |
表二:配置清单
序号 |
名称 |
规格 |
数量 |
单位 |
备注 |
1. |
环行自动输送线 |
|
1 |
套 |
|
2. |
视觉传感器 |
FZ-L350 |
1 |
套 |
安装设备上 |
3. |
工件 |
白色工件 |
12 |
只 |
|
4. |
蓝色工件 |
8 |
只 |
|
5. |
金属工件 |
12 |
只 |
|
6. |
小工件 |
白色、黑色 |
24 |
只 |
|
7. |
PLC编程
电缆 |
PPI
MPI |
1 |
套 |
|
8. |
PLC编程
软件 |
STEP7 MicroWIN SP4 V4.0
STEP7 V5.5
MCGS |
1 |
套 |
DEMO版 |
9. |
配套工具 |
工具箱:十字长柄螺丝刀,大、中、小号一字螺丝刀,中、小号十字螺丝刀,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 |
|
10. |
配套光盘 |
使用手册、程序等 |
1 |
套 |
|
11. |
空气压缩机 |
静音空气压缩机 |
1 |
台 |
静音 |