工業機器人機電一體化柔性生產綜合實訓系統

發布時間：2020-10-07 丨 瀏覽次數：

HYRX-3  工業機器人機電一體化柔性生產綜合實訓系統

一、產品概述

1、組成

工業機器人機電一體化柔性生產綜合實訓系統是使用柔性制造技術中具有代表性的制造自動化系統，可實現多品種、中小批量的加工管理。柔性制造技術是在自動化技術、信息技術及制造技術的基礎上，將以往企業中相互獨立的工程設計、生產制造及經營管理等過程，在計算機及其軟件的支撐下，構成一個覆蓋整個企業的完整而有機的系統，以實現全局動態優化，總體效益、柔性，并進而贏得競爭的智能制造技術。它是當今制造自動化技術發展的前沿科技。

專門為職業院校、職業教育培訓機構研制的FMS柔性生產實驗系統，根據機電類、自動化類、先進制造類行業、企業中工業對工業現場設備進行提煉和濃縮，并針對實驗教學活動進行專門設計，融機、光、電、氣，包含了PLC、機器人、傳感器、氣動、工業控制網絡、電機驅動與控制、計算機等諸多技術領域，整個系統由MES生產管理系統自動化應用的特點，對柔性制造技術的工作過程進行研究，、MCGS監控系統、主控PLC和下位PLC通過網絡通訊技術構成一個完整的多級計算機控制系統，通過訓練，使學生了解FMS的基本組成和基本原理，讓學生全面掌握機電一體化技術的應用開發和集成技術，幫助學生從系統整體角度去認識。

2、功能

既能完成認知型和綜合型實驗實訓，又能完成開發設計型實驗實訓，還能實現學生現場動手操作和網絡計算機同步觀測與分析相結合；對樣件具有全程演示及生產能力；系統應具有全自動控制功能，能充分展示現代工業中進行數字化管理生產的各個環節；系統應具有單機獨立控制、獨立運行功能；系統應具有啟停控制、動態作業計劃調度、庫存資源動態顯示、系統故障診斷與處理、工件位置動態顯示等等功能。

該系統除能服務于工程訓練實踐教學環節外，還應能覆蓋相關課程，并能進行相關的實踐性教學環節，具體如下：

（1）可服務的相關課程

數控技術、機器人技術基礎與操作、機械制造基礎、機械工程測試技術、機電傳動控制、液壓與氣壓傳動、機器人技術與應用、機電一體化系統設計、數控技術、機電系統仿真、CAD/CAM、PLC原理及應用、數字化制造技術、機電設備故障診斷、先進制造技術、多軸數控加工技術、虛擬與仿真技術等，和其它相關課程。

（2）教學演示類項目

柔性化加工系統演示、遠程控制演示、機電控管一體化技術演示、自動傳輸系統演示、工件自動裝配演示、數控編程使用、機器人編程使用、產品自動倉儲系統演示等等。

（3）專業綜合訓練類、設計類等項目

機械制造技術項目綜合訓練、機床檢測綜合實驗、數字化技術項目綜合訓練、多軸數控技術項目綜合訓練、機電控制綜合實驗、機電一體化系統綜合設計、機電一體化系統綜合設計、工件傳輸線應用設計、工件裝配項目應用設計、立體倉庫應用設計、氣壓系統應用設計、系統供電方案應用設計、計算機輔助工藝規程設計、數據庫應用及開發、總控系統的應用與開發、傳感器應用與選擇、PLC應用編程設計、PLC網格通訊應用、伺服驅動應用、人機界面編程設計、遠程組態系統設計、生產實習、畢業實習、畢業設計等等。

二、技術性能

1. 輸入電源：單相三線～220V±10% 50Hz

2. 工作環境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度≤85%（25℃） 海拔＜4000m

3. 裝置容量：＜2.5kVA

4. 外形尺寸：7000mm×5500mm×2400mm

5. 安全保護：具有漏電保護，安全符合國家標準

三、實訓內容

1、PLC的設計與應用

(1) 數據傳輸功能實訓

(2) 定時、計數、移位功能實訓

(3) 比較功能實訓

(4) 步進功能的應用實訓

(5) 跳轉功能的應用實訓

(6) 子程序調用功能的應用實訓

(7) 中斷控制功能的應用實訓

(8) 變頻調速的PWM控制功能的應用實訓

(9) 伺服電機速度位置控制功能的應用實訓

(10) 檢測系統的程序設計

(11) 變頻調速環行自動傳輸系統的程序設計

(12) 自動儲存系統的程序設計

2、傳感器技術及應用

(1) 光電傳感器的特性研究及應用

(2) 電感傳感器的特性研究及應用

(3) 電磁傳感器的特性研究及應用

(4) 位置傳感器的特性研究及應用

3、氣動控制技術

(1) 電控氣動閥的工作原理及應用

(2) 真空發生器的工作原理及應用

(3) 氣動二聯體的工作原理及應用

(4) 各種氣缸的工作原理及應用

4、運動控制系統

(1) 伺服電機定位的控制技術

(2) 直流電機的控制技術

(3) 交流電機的變頻調速技術

(4) 步進電機的定位控制技術

5、組態監控及人機界面技術

(1) 組態監控軟件的基本應用

(2) 組態監控軟件通信應用實訓

6、機械結構訓練技術

(1) 同步帶傳動機構的設計及特性研究

(2) 直齒輪傳動機構的設計及特性研究

(3) 錐齒輪傳動機構的設計及特性研究

(4) 直線導軌的設計及特性研究

(5) 滾珠絲桿的特性研究及應用

7、故障檢測技術技能培訓

(1) 程序故障設置的排除訓練

(2) 參數故障設置的排除訓練

(3) 電氣接線故障設置的排除訓練

(4) 機械故障設置的排除訓練

8、網絡通訊技術和PROFIBUS總線技術

(1) 網絡通訊基礎的原理與應用

(2) PROFIBUS-DP模塊的研究與應用

(3) PROFIBUS通訊協議的研究與應用

(4) PROFIBUS主站與從站之間的通訊研究

9、工業機器人實訓

(1) 工業機器人示教單元使用

(2) 工業機器人基本指令操作與位置點設置

(3) 工業機器人軟件使用

(4) 工業機器人工件的跟蹤抓取

(5) 工業機器人成品組裝與入庫

10、數控系統實訓

(1) 數控系統的使用操作

(2) 數控編程

(3) 數控系統的調試

四、系統組成

1、系統的硬件由九個基本單元站組成

（一）總控平臺

總控平臺主要由單相電網電壓指示、電源控制部分、控制主機、狀態指示燈、10.4英寸工業彩色觸摸屏S7-315主機，電腦等組成，主要完成監視各分站的工作狀態并協調各站運行，完成工業控制網絡的集成。

（二）1、上料單元

上料單元主要由料斗、回轉臺、螺旋導料機構、直流減速電機、光電開關等組成。主要完成將工件從回傳上料臺依次送到搬運工位。

2、搬運單元

由機械手、移動滑臺、安裝工作臺、工業導軌、齒輪齒條、配重塊等組成，主要完成對工件的搬運。

(三)1、 6自由度工業機器人單元

由6自由度工業機器人、抓取機構、氣爪等組成，主要完成對工件的提取及搬運安裝。

2、加工中心

數控加工中心臺灣BT40主軸單元（8000轉）斗笠12把刀庫，武漢華中伺服數控系統三軸線規，定位精度0.005mm全防護設計，美觀大方。配置3.7kw伺服主軸，可剛性攻絲。

(三) 1、搬運單元

由無桿氣缸、提拉氣缸、機械手爪、廢料臺等組成，主要完成對工件的搬運分揀。

2、圖像形狀檢測單元

圖像處理單元主要由光源、鏡頭、CCD照相機、圖像處理控制器、顯示器等組成。主要檢測加工完成后工件外觀形狀品質是否合格，通過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。

（四） 1、安裝單元

由料筒、換料機構、推料機構等組成，主要完成對兩種不同工件的上料及安裝。

2、搬運單元

由無桿氣缸、提拉氣缸、機械手爪、廢料臺等組成，主要完成對工件的搬運分揀。

(五) 1、操作手單元

由機械手、橫臂、回轉臺、機械手爪、等組成，主要完成對工件的搬運。

2、分類存儲單元

由步進電機、滾珠絲桿、立體庫、推料氣缸、電磁閥等組成。主要完成對成品工件分類存儲。

（六）環行自動輸送線

環行自動輸送線主要由鋁合金型材基體、環行傳輸線、自動導向機構、變頻調速系統、自動定位機構等組成。可完成對工件在不同速度下的輸送，不同工位的自動定位，從而大大提高了自動環形傳輸線的工作效率。

（七）控制系統

控制系統主站采用西門子S7-300(CPU315-2DP)，從站采用西門子S7-200(CPU224)，各站之間使用ProfiBus-DP總線進行通訊，S7-200從站主要用于控制與驅動設備層，并對現場反饋的信號進行采集，S7-300主站采集各從站數據，協調各站運行，并為上位機的監控程序提供數據，同時系統還配有工業以太網通信模塊和10.4英寸彩色工業觸摸屏，將觸摸屏、S7-300主機、電腦間組建成以太網絡。可以完成系統控制網絡的集成。