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LGJS-3型模塊式柔性環(huán)形自動生產(chǎn)線及工業(yè)機器人應(yīng)用實驗系統(tǒng)

品牌：理工偉業(yè) 咨詢電話：010-82827827 82827835

LGJS-3型模塊式柔性環(huán)形自動生產(chǎn)線及工業(yè)機器人應(yīng)用實驗系統(tǒng)是使用柔性制造技術(shù)中*具有代表性的制造自動化系統(tǒng)，可實現(xiàn)多品種、中小批量的加工管理。柔性制造技術(shù)是在自動化技術(shù)、信息技術(shù)及制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，將以往企業(yè)中相互獨立的工程設(shè)計、生產(chǎn)制造及經(jīng)營管理等過程，在計算機及其軟件的支撐下，構(gòu)成一個覆蓋整個企業(yè)的完整而有機的系統(tǒng)，以實現(xiàn)全局動態(tài)*優(yōu)化，總體高效益、高柔性，并進而贏得競爭全勝的智能制造技術(shù)。它是當今世界制造自動化技術(shù)發(fā)展的前沿科技。

LGJS-3型模塊式柔性環(huán)形自動生產(chǎn)線及工業(yè)機器人應(yīng)用實驗系統(tǒng)是專門為高等院校、職業(yè)教育培訓機構(gòu)研制的工業(yè)機器人FMS柔性生產(chǎn)實驗系統(tǒng)，根據(jù)機電類、自動化類、先進制造類行業(yè)、企業(yè)中工業(yè)自動化應(yīng)用的特點，對柔性制造技術(shù)的工作過程進行研究，對工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備進行提煉和濃縮，并針對實驗教學活動進行專門設(shè)計，融機、光、電、氣，包含了PLC、6軸工業(yè)機器人、傳感器、氣動、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、電機驅(qū)動與控制、計算機等諸多技術(shù)領(lǐng)域，整個系統(tǒng)由MES生產(chǎn)管理系統(tǒng)、WINCC監(jiān)控系統(tǒng)、主控PLC和下位PLC通過網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)構(gòu)成一個完整的多級計算機控制系統(tǒng)，通過訓練，使學生了解工業(yè)機器人應(yīng)用及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(shù)的應(yīng)用開發(fā)和集成技術(shù)，幫助學生從系統(tǒng)整體角度去認識。
一、產(chǎn)品概述

(一)組成
柔性系統(tǒng)須有五個分系統(tǒng)構(gòu)成即：數(shù)字化設(shè)計分系統(tǒng)、模擬加工制造分系統(tǒng)、檢測裝配分系統(tǒng)、生產(chǎn)物分流系統(tǒng)和信息管理分系統(tǒng)。它應(yīng)包含供料檢測單元，操作手單元，加工單元，搬運單元，安裝單元，圖像檢測單元，提取單元，分類存儲單元，環(huán)形輸送單元，總控平臺等多個單元模塊。系統(tǒng)具有可進行小批量多品種柔性加工、無人值守加工生產(chǎn)能力等，采用數(shù)字化信息系統(tǒng)管理模式，每一臺設(shè)備均采用網(wǎng)絡(luò)型式對外聯(lián)接，由服務(wù)器統(tǒng)一管理生產(chǎn)過程中的各種數(shù)字聯(lián)接任務(wù),具有現(xiàn)代化柔性制造加工系統(tǒng)的特征。
（二）功能
既能完成認知型和綜合型實驗實訓，又能完成開發(fā)設(shè)計型實驗實訓，還能實現(xiàn)學生現(xiàn)場動手操作和網(wǎng)絡(luò)計算機同步觀測與分析相結(jié)合；對樣件具有全程演示及生產(chǎn)能力；系統(tǒng)應(yīng)具有全自動控制功能，能充分展示現(xiàn)代工業(yè)中進行數(shù)字化管理生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)；系統(tǒng)應(yīng)具有單機獨立控制、獨立運行功能；系統(tǒng)應(yīng)具有啟?？刂?、動態(tài)作業(yè)計劃調(diào)度、庫存資源動態(tài)顯示、系統(tǒng)故障診斷與處理、工件位置動態(tài)顯示等等功能。
該系統(tǒng)除能服務(wù)于工程訓練實踐教學環(huán)節(jié)外，還應(yīng)能覆蓋相關(guān)課程，并能進行相關(guān)的實踐性教學環(huán)節(jié)，具體如下：
1、可服務(wù)的相關(guān)課程
機械制造基礎(chǔ)、機械工程測試技術(shù)、機電傳動控制、液壓與氣壓傳動、機器人技術(shù)與應(yīng)用、機電一體化系統(tǒng)設(shè)計、數(shù)控技術(shù)、機電系統(tǒng)仿真、CAD/CAM、PLC原理及應(yīng)用、數(shù)字化制造技術(shù)、機電設(shè)備故障診斷、先進制造技術(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、教學演示類項目
柔性化加工系統(tǒng)演示、遠程控制演示、機電控管一體化技術(shù)演示、自動傳輸系統(tǒng)演示、工件自動裝配演示、產(chǎn)品自動倉儲系統(tǒng)演示等等。
3、專業(yè)綜合訓練類、設(shè)計類等項目
機械制造技術(shù)項目綜合訓練、機床檢測綜合實驗、數(shù)字化技術(shù)項目綜合訓練、多軸數(shù)控技術(shù)項目綜合訓練、機電控制綜合實驗、機電一體化系統(tǒng)綜合設(shè)計、機電一體化系統(tǒng)綜合設(shè)計、工件傳輸線應(yīng)用設(shè)計、工件裝配項目應(yīng)用設(shè)計、立體倉庫應(yīng)用設(shè)計、氣壓系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計、系統(tǒng)供電方案應(yīng)用設(shè)計、計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用及開發(fā)、總控系統(tǒng)的應(yīng)用與開發(fā)、傳感器應(yīng)用與選擇、PLC應(yīng)用編程設(shè)計、PLC網(wǎng)格通訊應(yīng)用、伺服驅(qū)動應(yīng)用、人機界面編程設(shè)計、遠程組態(tài)系統(tǒng)設(shè)計、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習、畢業(yè)設(shè)計等等。
二、技術(shù)性能
1、輸入電源：三相四線～380V±10% 50Hz
2、工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度≤85%（25℃）海拔＜4000m
3、裝置容量：＜4.5kVA
4、外形尺寸：7000mm×4500mm×2400mm
5、安全保護：具有漏電保護，安全符合國家標準
三、實訓內(nèi)容
（一）PLC的設(shè)計與應(yīng)用
1、數(shù)據(jù)傳輸功能實訓
2、定時、計數(shù)、移位功能實訓
3、比較功能實訓
4、步進功能的應(yīng)用實訓
5、跳轉(zhuǎn)功能的應(yīng)用實訓
6、子程序調(diào)用功能的應(yīng)用實訓
7、中斷控制功能的應(yīng)用實訓
8、變頻調(diào)速的PWM控制功能的應(yīng)用實訓
9、伺服電機速度位置控制功能的應(yīng)用實訓
10、檢測系統(tǒng)的程序設(shè)計
11、變頻調(diào)速環(huán)行自動傳輸系統(tǒng)的程序設(shè)計
12、自動儲存系統(tǒng)的程序設(shè)計
（二）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
（三）氣動控制技術(shù)
1、電控氣動閥的工作原理及應(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
（四）運動控制系統(tǒng)
1、伺服電機定位的控制技術(shù)
2、直流電機的控制技術(shù)
3、交流電機的變頻調(diào)速技術(shù)
4、步進電機的定位控制技術(shù)
（五）組態(tài)監(jiān)控及人機界面技術(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)用實訓
（六）機械結(jié)構(gòu)訓練技術(shù)
1、同步帶傳動機構(gòu)的設(shè)計及特性研究
2、直齒輪傳動機構(gòu)的設(shè)計及特性研究
3、錐齒輪傳動機構(gòu)的設(shè)計及特性研究
4、直線導軌的設(shè)計及特性研究
5、滾珠絲桿的特性研究及應(yīng)用
（七）故障檢測技術(shù)技能培訓
1、程序故障設(shè)置的排除訓練
2、參數(shù)故障設(shè)置的排除訓練
3、電氣接線故障設(shè)置的排除訓練
4、機械故障設(shè)置的排除訓練
（八）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
四、系統(tǒng)組成
系統(tǒng)的硬件由上料單元、操作手單元、加工單元、搬運單元、安裝單元、圖像形狀檢測單元、6自由度工業(yè)機器人單元、分類存儲單元九個基本單元站組成
（一）總控平臺
總控平臺主要由三相電網(wǎng)電壓指示、電源控制部分、控制主機、狀態(tài)指示燈、二位選擇開關(guān)、啟動和停止開關(guān)、急停開關(guān)、復位開關(guān)、10.4英寸工業(yè)彩色觸摸屏等組成，主要完成監(jiān)視各分站的工作狀態(tài)并協(xié)調(diào)各站運行，完成工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的集成。
（二）上料單元
上料單元主要由料斗、回轉(zhuǎn)臺、螺旋導料機構(gòu)、直流減速電機、工件滑道、計數(shù)電容開關(guān)、光電開關(guān)等組成。主要完成將工件從回傳上料臺依次送到檢測工位。
（三）操作手單元
由機械手、橫臂、回轉(zhuǎn)臺、機械手爪、配重塊等組成，主要完成對工件的搬運。
（四）加工單元
由旋轉(zhuǎn)工作臺、平面推力軸承、直流減速電機、刀具庫、升降式加工系統(tǒng)、加工組件、檢測組件、轉(zhuǎn)臺到位傳感器等組成。主要完成物料加工和深度的檢測。
（五）搬運單元
由機械手、移動滑臺、安裝工作臺、工業(yè)導軌、齒輪齒條、配重塊等組成，主要完成對工件的搬運。
（六）安裝單元
由料筒、換料機構(gòu)、推料機構(gòu)、工業(yè)導軌、搖臂等組成，主要完成對兩種不同工件的上料及安裝。
（七）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、位移傳感器等組成。主要檢測加工完成后工件外觀形狀品質(zhì)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并檢測加工孔深，將不合格工件剔除。
（八）6自由度工業(yè)機器人單元
由6自由度工業(yè)機器人、直線移動機構(gòu)、無桿氣缸、工業(yè)導軌等組成，主要完成對工件的提取及搬運。
6自由度工業(yè)機器人指標

1.工業(yè)機器人本體：
ABB IBR120-3/0.58六自由度工業(yè)機器人本體；最大負載≥3 kg；最大臂展半徑≥580mm；軸數(shù)：≥6軸；位置重復精度：≦0.01mm；防護等級： ≥IP30；
軸運動范圍：
（1）1軸：≥±165°
（2）2軸：≥±110°
（3）3軸：≥+70°至 -110°
（4）4軸：≥±160°
（5）5軸：≥±120°
（6）6軸：≥±400°
機器人本體重量：≤25kg；最大噪音：≤70dB(A)。
2.工業(yè)機器人控制器：
(1)緊湊型工業(yè)機器人控制柜，與配套的工業(yè)機器人本體配套；
(2)控制硬件：多處理器系統(tǒng)大容量閃存、 UPS 備份電源（≥20S）；
(3)控制軟件：軟件出廠預裝；
(4)額定功率：≥3KVA(變壓器容量)；
(5)電源輸入：200V/230V 50-60Hz
(6)尺寸：710*449*442mm
(7)重量：30kg
(8)防護等級：IP20
3.FlexPendant示教器
(1)重量：1kg
支持：彩色觸摸屏、操縱桿，緊急停、支持慣用左/右手切換，支持U盤、熱插拔、恢復程序，支持USB儲存器，帶時間標記登錄，支持遠程服務(wù)。

（九）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。
（十）環(huán)行自動輸送線
環(huán)行自動輸送線主要由鋁合金型材基體、環(huán)行傳輸線、自動導向機構(gòu)、變頻調(diào)速系統(tǒng)、自動定位機構(gòu)等組成?？赏瓿蓪ぜ诓煌俣认碌妮斔?，不同工位的自動定位，從而大大提高了自動環(huán)形傳輸線的工作效率。
控制系統(tǒng)主站采用西門子S7-1500(CPU1511C-1PN)，從站采用西門子S7-200SMART(CPU 40)，各站之間使用ProfiBus-DP總線進行通訊，S7-200SMART從站主要用于控制與驅(qū)動設(shè)備層，并對現(xiàn)場反饋的信號進行采集，S7-1500主站采集各從站數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)各站運行，并為上位機的監(jiān)控程序提供數(shù)據(jù)，同時系統(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，可以完成系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)的集成。
（十一）實驗室遠程管理系統(tǒng)軟件（為了避免知識產(chǎn)權(quán)糾紛投標現(xiàn)場需提供計算機軟件著作權(quán)證書和演示視頻）
該系統(tǒng)集成遠程實驗臺電源管理系統(tǒng)，通過手機或其他移動終端系統(tǒng)監(jiān)控查詢學生實驗臺的電源開關(guān)狀態(tài)；單獨開啟關(guān)閉學生實驗臺電源；全部開啟或全部關(guān)閉實驗臺電源功能；定時開啟關(guān)閉電源功能。
該系統(tǒng)還可通過 PC 控制終端進行實訓考核，也可通過手持移動控制終端進行實訓考核，可自由設(shè)定任意一處與電控模塊引腳有關(guān)的各種常見故障，故障類型包括：線路斷路、對地短路、接觸不良，偶發(fā)等故障現(xiàn)象。每套驅(qū)動模塊可以設(shè)置 8 路大電流 5A 的開路故障、16 路小電流 2A 的信號通路的開路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共 24 路故障設(shè)置?？筛鶕?jù)需求擴展設(shè)置 64 路大電流 5A 的開路故障、128 路小電流 2A 的信號通路的開路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共192 路故障設(shè)置?？筛鶕?jù)用戶使用要求調(diào)整故障設(shè)置點的數(shù)量和故障設(shè)置類型。
可通過 PC 控制終端進行實訓考核，也可通過手持移動控制終端進行實訓考核，教師與學員界面分開，教師通過密碼進入教師界面出題，學員在普通界面答題。(注：教師與學員設(shè)故與排故界面原理圖與設(shè)備面板原理圖完全一致)可自由設(shè)定任意一處與汽車電控模塊引腳有關(guān)的各種常見故障，故障類型包括：線路斷路、對地短路、接觸不良，偶發(fā)等故障現(xiàn)象。
所有配備驅(qū)動模塊的實訓設(shè)備，均可通過內(nèi)置的專用新型無線數(shù)據(jù)傳輸模塊無線組網(wǎng)，實現(xiàn)遠程集中管理。
用戶可選擇通過無線或 RS-232 串口通訊與其它實訓設(shè)備配套的無線故障設(shè)置控制系統(tǒng) 組成一個網(wǎng)絡(luò)，通過主控計算機控制每一臺實訓設(shè)備的故障設(shè)置、故障排除、參數(shù)設(shè)定、遠程起動、信息反饋、考核評分等功能。