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智能控制柔性生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

一、技術(shù)性能要求

1、設(shè)備整體尺寸：長5650×寬1100×高2000mm

2、氣源：功率750W、壓力0.7MPa、排氣量60L/Min、容量18L

3、電源：AC3800V ±10% 50Hz、容量≤5kVA；

4、工作環(huán)境：環(huán)境溫度范圍為-5℃～+40℃ 相對(duì)濕度＜85%（25℃）

二、設(shè)備簡介

智能型柔性生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是以工業(yè)生產(chǎn)中的自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線為原型，開發(fā)的智能產(chǎn)線機(jī)電一體化教學(xué)、實(shí)驗(yàn)綜合應(yīng)用平臺(tái)，使學(xué)生對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際過程有大體的了解，掌握工業(yè)生產(chǎn)過程一些實(shí)際應(yīng)用技術(shù)。

該系統(tǒng)是將機(jī)器人技術(shù)、視覺檢測技術(shù)、流水線技術(shù)、氣壓技術(shù)，PLC控制技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)和系統(tǒng)工程有機(jī)的融于一體，是現(xiàn)今工業(yè)自動(dòng)化流水線柔性系統(tǒng)的縮影。與目前工學(xué)院機(jī)械制造及自動(dòng)化專業(yè)和機(jī)械電子工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)相契合，與專業(yè)課程想配套。既符合工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)實(shí)際又能滿足我院自動(dòng)化控制、機(jī)器人等專業(yè)創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)需要。

本系統(tǒng)由總控單元、供料單元、數(shù)控三維拋光機(jī)單元、工業(yè)機(jī)器人單元、激光雕刻機(jī)單元、檢測單元、自動(dòng)輸送線分揀單元、包裝盒自動(dòng)上料單元、包裝盒封蓋自動(dòng)裝配單元、工具換裝單元等組成。

三、各單元介紹

1.總控單元

總控單元是各單元程序執(zhí)行和動(dòng)作流程的總控制端，是工作站的核心單元，由工作臺(tái)、智能電源管理模塊、雙系統(tǒng)控制模塊、氣源模塊、MES顯示終端、交換機(jī)、人機(jī)交換組件等構(gòu)成?？刂颇K由S7-1200系列及FX3U系列兩種系統(tǒng)的 PLC 和工業(yè)交換機(jī)構(gòu)成，PLC 通過工業(yè)以太網(wǎng)和cc-link現(xiàn)場總線與各單元控制器和遠(yuǎn)程IO 模塊實(shí)現(xiàn)信息交互，用戶可根據(jù)需求自行編制程序?qū)崿F(xiàn)流程功能。雙系統(tǒng)通訊線纜可以實(shí)現(xiàn)快速連接，HMI人機(jī)界面可對(duì)應(yīng)用平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息監(jiān)控、流程控制、訂單管理等功能。

2.供料單元

供料單元用于亞克力工件原材料的存放。由工作臺(tái)、三層立體倉庫、遠(yuǎn)程 IO 模塊、光電傳感器、安全光幕等組件。立體倉庫為三層九倉位結(jié)構(gòu)，每個(gè)倉位可存放一個(gè)零件，每個(gè)倉位對(duì)應(yīng)一個(gè)光電傳感器檢測庫位狀態(tài)；立體倉庫貨架配置一組安全光幕用以保護(hù)機(jī)器人抓取工件時(shí)操作者安全。安裝板為鋁全金加工而成，底板加工腰形安裝孔，可以整體拆卸靈活移動(dòng)和固定。

3.數(shù)控三維拋光機(jī)單元

數(shù)控三維拋光機(jī)單元用于亞克力工件數(shù)控三維拋光加工。由主軸電機(jī)、三軸滾珠絲桿移動(dòng)平臺(tái)、直線導(dǎo)軌、機(jī)械結(jié)構(gòu)件、氣動(dòng)門自動(dòng)防護(hù)罩、氣動(dòng)夾具、數(shù)控運(yùn)動(dòng)控制器、遠(yuǎn)程 IO 模塊、光電傳感器、接近傳感器、磁性傳感器、電磁閥組、氣動(dòng)元件等組件。XYZ有效行程150*250*80mm，主軸電機(jī)100W電機(jī)，控制器兼容軟件Artcam、type3、CAD、文泰等多種CAM/CAD制圖軟件，重復(fù)精度0.01mm。安裝板為鋁全金加工而成，底板加工腰形安裝孔，可以整體拆卸靈活移動(dòng)和固定。

拋光機(jī)加工后機(jī)器人拾取并將工件放回至下一工序單元，并反饋信息至至總線網(wǎng)絡(luò)，由總控單元協(xié)調(diào)處理，將工件進(jìn)行輸送至下一級(jí)進(jìn)行處理。

4.工業(yè)機(jī)器人單元

工業(yè)機(jī)器人單元主要用于多個(gè)單元之間工件的搬運(yùn)。由IRB120工業(yè)機(jī)器人、直線地軌移動(dòng)平臺(tái)（帶防護(hù)罩）、伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)件自動(dòng)夾具、工具快換裝置、遠(yuǎn)程 IO 模塊、接近傳感器、磁性傳感器、電磁閥組氣動(dòng)元件等組件。安裝板移動(dòng)板均為鋁全金加工而成，底板加工腰形安裝孔，可以整體拆卸靈活移動(dòng)和固定。

5.工具換裝單元

工具快換模塊采用工業(yè)級(jí)氣動(dòng)快換，能夠完成氣路、電路自動(dòng)結(jié)合，配合機(jī)器人完成多種工具的靈活切換?？鞊Q設(shè)計(jì)有防錯(cuò)結(jié)構(gòu)，有效防止快換位置錯(cuò)亂引發(fā)的碰撞事故。包含氣夾、吸盤、畫筆等工裝夾具。有效尺寸：φ250*210mm，上下面板均為鋁全金加工而成，立柱為工業(yè)鋁型材，底板加工腰形安裝孔，可靈活移動(dòng)和固定。

6.激光雕刻機(jī)單元

激光雕刻機(jī)單元主要完成亞克力工件內(nèi)部三維立體圖案和文字的激光雕刻。由機(jī)器電氣控制柜、激光內(nèi)雕刻機(jī)器、控制器、遠(yuǎn)程 IO 模塊、光電傳感器等組成。底板加工腰形安裝孔，可以整體拆卸靈活移動(dòng)和固定。通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)與主控單元實(shí)時(shí)通信，根據(jù)訂單要求完成全自動(dòng)激光雕刻加工處理。

雕刻完畢后，機(jī)器人拾取并將工件放回至下一工序單元，并反饋信息至總線網(wǎng)絡(luò)，由總控單元協(xié)調(diào)處理，將工件進(jìn)行輸送至下一級(jí)進(jìn)行處理。

7.檢測單元

檢測單元主要用于激光加工后的亞克力工件（外觀、尺寸、面積、高度、內(nèi)部圖案）的檢測識(shí)別。由FH-L550視覺系統(tǒng)、遠(yuǎn)程 IO 模塊、可調(diào)光源、位移傳感器、導(dǎo)桿氣缸、電磁閥、磁性傳感器、光電傳感器等組成。底板加工腰形安裝孔，可以整體拆卸靈活移動(dòng)和固定。

經(jīng)過外形尺寸及缺損檢測、雕刻文字圖案匹配及完整度檢測，將不合格的工件分揀出來放入輸送線做集中回收處理。

合格產(chǎn)品工件將被機(jī)器人拾取并將工件放至下一工序單元，并反饋信息至總線網(wǎng)絡(luò)，由總控單元協(xié)調(diào)處理。

8.自動(dòng)輸送線分揀單元

自動(dòng)輸送線分揀單元可根據(jù)程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同零件的分揀動(dòng)作。由工作臺(tái)、中空傳輸帶、交流減速電機(jī)、變頻器、編碼器編碼器、對(duì)射光電傳感器、工具阻擋定位加緊機(jī)構(gòu)、分揀機(jī)構(gòu)、分揀工位、RFID 模塊、導(dǎo)桿氣缸、電磁閥、磁性傳感器、電容傳感器、遠(yuǎn)程 IO 模塊等組件構(gòu)成。底板加工腰形安裝孔，可以整體拆卸靈活移動(dòng)和固定。

RFID 讀寫器讀取零件上電子芯片信息后，將信息傳遞給 PLC，PLC 根據(jù)信息內(nèi)容控制傳輸帶將零件送至相應(yīng)的分揀機(jī)構(gòu)前；分揀機(jī)構(gòu)根據(jù)程序要求在不同位置攔截傳輸帶上的零件，并將其推入指定的分揀工位；分揀工位可通過定位機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)滑入零件準(zhǔn)確定位，并設(shè)置有傳感器檢測當(dāng)前工位是否存有零件；分揀單元共有三個(gè)分揀工位，一個(gè)廢品回收工位，每個(gè)工位可存放三個(gè)零件。執(zhí)行原件和反饋信號(hào)均由遠(yuǎn)程 IO 模塊通過工業(yè)以太網(wǎng)或cc-link工業(yè)總線傳輸?shù)娇偪貑卧?/font>

9.包裝盒自動(dòng)上料單元

包裝盒自動(dòng)上料單元主要完成包裝盒的自動(dòng)出庫和移載的功能。由步進(jìn)減速電機(jī)、凸輪往復(fù)機(jī)械手、氣動(dòng)吸盤、直線導(dǎo)軌、凸輪移動(dòng)槽、限位緩存機(jī)構(gòu)、接近傳感器、光電傳感器、磁性傳感器、RFID電子標(biāo)簽、單桿氣缸、井式上料機(jī)構(gòu)、頂升機(jī)構(gòu)、電磁閥、遠(yuǎn)程 IO 模塊等組成，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)堅(jiān)固而緊湊，平穩(wěn)可靠，機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)精巧美觀。底板加工腰形安裝孔，可以整體拆卸靈活移動(dòng)和固定。

執(zhí)行原件和反饋信號(hào)均由遠(yuǎn)程 IO 模塊通過工業(yè)以太網(wǎng)或cc-link工業(yè)總線傳輸?shù)娇偪貑卧?/font>

10.包裝盒封蓋自動(dòng)裝配單元

包裝蓋自動(dòng)裝配單元主要完成包裝盒的自動(dòng)出庫和裝配的功能。由步無桿氣缸、直線方形導(dǎo)軌、旋轉(zhuǎn)氣缸、氣爪、阻擋定位機(jī)構(gòu)、限位緩存機(jī)構(gòu)、接近傳感器、光電傳感器、磁性傳感器、導(dǎo)桿氣缸、井式上料機(jī)構(gòu)、頂升機(jī)構(gòu)、電磁閥、遠(yuǎn)程 IO 模塊等組成，體現(xiàn)了多種機(jī)械自動(dòng)化搬運(yùn)機(jī)構(gòu)，平穩(wěn)可靠，機(jī)械設(shè)計(jì)精巧美觀。底板加工腰形安裝孔，可以整體拆卸靈活移動(dòng)和固定。

執(zhí)行原件和反饋信號(hào)均由遠(yuǎn)程 IO 模塊通過工業(yè)以太網(wǎng)或cc-link工業(yè)總線傳輸?shù)娇偪貑卧?/font>

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