LG-ISFTP04型 智能制造设备技术应用平台

一、装置概述 智能制造设备技术应用平台可用于机电设备类、电气类、自动化类、智能控制类、智能制造装备类、智能制造类、机械设计类等专业教学、实训考核、二次开发,同时也可用于智能线运行与维护、集成与应用相关证书的培训与考核。 智能制造设备技术应用平台主要包含工业机器人、数控机床模拟加工、立体仓库工作站、装配与检测工作站、视觉检测、电气控制系统装配台及相关工具和教学资源等组成。 二、实验实训项目 智能线中各种元器件及设备的识别; 智能线使用功能、工作原理; 各种工器具的使用; 智能线部件的安装、铺设、连接各元器件、线缆和网络及检查; 智能线中的传感器、电机、变频器、网络基本参数进行设置; 智能线基本功能的检测; 智能线单站设备进行手动操作;  智能线巡检管理; 智能线机械、电气、网络、软件进行日常点检及维护管理。 根据工艺要求对电机、变频器参数进行优化; 对工业相机、RFID、工控软件参数进行修改设置; 根据生产要求,对智能线进行正确停复役操作; 对智能线进行单机操作和控制; 根据工艺对设备机械、电气系统进行调整...
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一、装置概述

智能制造设备技术应用平台可用于机电设备类、电气类、自动化类、智能控制类、智能制造装备类、智能制造类、机械设计类等专业教学、实训考核、二次开发,同时也可用于智能线运行与维护、集成与应用相关证书的培训与考核。
智能制造设备技术应用平台主要包含工业机器人、数控机床模拟加工、立体仓库工作站、装配与检测工作站、视觉检测、电气控制系统装配台及相关工具和教学资源等组成。

二、实验实训项目

智能线中各种元器件及设备的识别;
智能线使用功能、工作原理;
各种工器具的使用;
智能线部件的安装、铺设、连接各元器件、线缆和网络及检查;
智能线中的传感器、电机、变频器、网络基本参数进行设置;
智能线基本功能的检测;
智能线单站设备进行手动操作; 
智能线巡检管理;
智能线机械、电气、网络、软件进行日常点检及维护管理。
根据工艺要求对电机、变频器参数进行优化;
对工业相机、RFID、工控软件参数进行修改设置;
根据生产要求,对智能线进行正确停复役操作;
对智能线进行单机操作和控制;
根据工艺对设备机械、电气系统进行调整;
PLC、人机界面、视觉系统、RFID 程序编写;
根据任务要求编写智能线运行程序;
编制机械、电气设备的维护保养管理制度和点巡检管理制度;
用工量具查故、排故;
工控软件安装,并能对工控软件参数进行调整。
根据生产要求,通过人机交互界面熟练操作控制整线设备运行;
根据生产工况,分析调整生产流程,提高生产效率;
根据制定设备运行维护相关手册,对智能线进行管理;
根据生产工艺的变化和技术发展,优化或升级改造智能线,能编制相关程序,优化机械、电气设备、运行参数等。
智能线的机械设备、传感器、视觉系统、 PLC、传感器、气动和伺服电机进行选型;
PLC 和人机交互界面基本的操作和编程;
智能线机械、电气设备、线缆和网络的安装与调试;
智能线进行安全确认和检查。
智能线系统方案设计、原理图绘制;
智能线集成系统进行分析及优化;
智能线电气相关系统进行设计,编写通讯程序,编写PLC综合程序及视觉系统程序;
智能线联机调试以及故障排除维修。
智能线集成系统案例分析;
根据生产过程存在问题对智能线进行改造;
根据智能线要求对视觉系统、RFID 系统、伺服控制系统、系统整体电气控制等进行设计;
根据智能线的工艺流程进行机器人、视觉系统、RFID 系统和伺服控制系统进行综合编程;
根据任务要求对智能线进行联调,并对联调过程发现的问题,进行整改和优化,确保智能线安全、可靠、经济运行。
工业机器人示教单元使用
工业机器人基本指令操作与位置点设置
工业机器人软件使用
工业机器人工件的跟踪抓取
工业机器人调试
六轴机器人程序编写
六轴机器人位置运算实训
六轴机器人位置变量使用实训
六轴机器人与PLC I/O通讯实训
网络IO监控机器人工作状态
数控系统编程
机床机械部分装调

三、技术参数

输入电源:AC380V±10%  50HZ
输入功率:≤6 kw
工作环境:
温度: -10℃~+40℃     
相对湿度:≤90%(+20℃)     
海拔高度:≤4000m  
安全保护措施:具有急停按钮,漏电保护,过压过电流保护,过热保护,接地保护,所有材质均符合环保标准。

四、设备配套清单

单元

配置名称

参数

数量

单位

(一)执行单元

1、工业机器人

1)串联6关节且本体防护等级不小于IP40;
2)重复定位精度:≤±0.02mm;
3)工作半径:不小于590mm;
4)有效荷重:不小于3 kg;
5)集成信号源与气源:手腕设不少于10路信号及不少于4路空气(5 bar);
6)各轴运动范围//速度:J1轴 ±170°/400°/sec;J2轴 +85°/-135°/300°/sec;J3轴+185°/-65°//520°/sec;J4轴±190°//500°/sec;J5轴±130°//530°/sec;J6轴±360°/840°/sec;
2.机器人控制系统
1)控制系统具有8路数字量输入(3个捕捉功能)PNP,24VDC光电耦合;8路数字量光电耦合输出(每一路最大输出电流为0.5A)PNP,24VDC;1路增量式编码器输入;
2)控制系统支持最多32轴插补,通过现场总线CANOPEN或者ETHERCAT进行驱动;
3)通信模块扩展:不少于2个通信模块,支持I/O等模块扩展;
4)通信端口类型:不少于2个以太网,支持Modbus/TCP,Profibus DP(从站)。

2

2、工具快换模块

1)针对多关节机器人设计,使气管、信号确认线一次性自动装卸;
2)超硬铝材质,安装位置为机器手侧 ;
3)可搬重量 3kg;锁紧力 123N,张开力 63N;
4)支持9路电信号(2A,DC 24V)、6 路气路连接;
5)配置快换公头1个、快换母头4个。

2

3、平移滑台

1)有效工作行程 700mm,有效负载重量 50kg ,额定运行速度 15mm/s;
2)驱动方式为伺服电机经减速机减速后 ,通过同步带带动滚珠丝杠实现旋转运动变换到直线运动,由滚 珠导轨导向滑动;
3)伺服电机额定输出 400W,额定转矩 1.3Nm,额定转速 3000r/min,增量式 17bit 编码器,配套同品牌伺服放大器,输出额定电压三相 AC170V/额定电流 2.8A,电源输入电压 三相或单相 AC200V~240V/额定电流 2.6A,控制方式为正弦波 PWM 控制/电流控制方式, 配套精密减速机,减速比 1:3;
4)滚珠丝杠 直径 25mm,导程 5mm,全长 990mm,配套自润滑螺母;
5)滚珠导 轨共 2 个,宽度 20mm,全长 1240mm,每个导轨配套 2 个滑块;
6)直线导轨安装有防护罩,保护导轨和丝杠等零件,确保运行安全,配有拖链系统方便工业机器人线缆及其他连接线布线,外侧安 装有长度标尺,可指示滑台当前位置。

2

4、PLC 控制器

1)工作存储器 75KB,装载存储器 2MB,保持性存储器 10KB;
2)本体集成 I/O,数字量 8 点输入/6 点输出, 模拟量 2 路输入;
3)过程映像大小为 1024 字节输入(I)和 1024 字节输出(Q);
4)位存储器为 4096 字节(M);
5)具备 1 个以太 网通信端口,支持 PROFINET 通信;
6)实数数学运算执行速度 2.3μs/指令,布尔运算执行速度 0.08μs/指令;
7)扩展 IO 模块, 数字量输入模块 1 个,输入点数 16 位,类型为源型/漏型,额定 电压 24V DC (4mA);
8)在工作台台面上布置有 PLC 的网络通信 接口,方便接线。

2

远程 IO 模块

1)支持 ProfiNet 总线通讯;
2)支持适配 IO 模块数量最多 32 个;
3)传输距离最大 100 米(站站距离), 总线速率最大 100Mbps;
4)附带数字量输入模块4个,单模块8通道,输入信号类型 PNP,输入电流典型值 3mA,隔离耐压 500V,隔离方式光耦隔离;
5)附带数字量输出模块 2个,单模块 8 通 道,输出信号类型源型,驱动能力 500mA/通道,隔离耐压 500V ,隔离方式光耦隔离;
6)附带模拟量输入模块 1个,单模块 4 通 道,输入电压 0V~10V,输入滤波可配置(1ms~10ms) ,输入阻抗 >500kΩ, 分辨率 12 位;
7)在工作台台面上布置有远程 IO 适配器 的网络通信接口,方便接线。

2

工作台

1)铝合金型材结构,工作台式设计,台面可安 装功能模块,底部柜体内可安装电气设备;
2)底部柜体四角安装 有脚轮,轮片直径 50mm,轮片宽度 25mm,可调高度 10mm;
3)工作台面合理布置有线槽,方便控制信号线和气路布线,且电、气分开;
4)底部柜体上端和下端四周安装有线槽,可方便电源线、气管和通信线布线;
5)底部柜体门板为快捷可拆卸设计,每个门板完全相同可互换安装。

2

(二)模拟加工单元

1、数控机床

1)典型三轴立式铣床结构,加工台面不动,主轴可实现 XYZ 三轴加工运动;
2)主轴为风冷电主轴,转速 24000r/min,额定功率 0.8kW,轴端连接为 ER11,可夹持 3mm 直 径刀柄的刀具;
3)X 轴有效行程 240mm,Y 轴有效行程 250mm,Z 轴有效行程 180mm;
4)夹具采用气动驱动夹紧,缸径 32mm,夹具可有气动驱动前后两端定位,方便上下料;
5)数控机床配有安全 护栏,铝合金框架透明隔断,正面、背面均配有安全门, 由气动 驱动实现开启关闭。

2

模拟刀库

模拟刀库采用虚拟化设计,由显示屏显示当 前使用刀具信息和刀库工作状态;显示屏尺寸 9 英寸, TFT 真彩 液晶屏, 64K 色,分辨率 800×480,背光平均无故障时间 20000 小时,可用内存 10MB,支持 ProfiNet 通讯;侧面配装有数控机 床工作指示灯,可指示当前工作状态。

2

数控系统

采用广数GSK980数控系统,性能稳定,10.4 英寸 TFT 彩色显示屏,具备 铣削工艺,进给轴具备进给平滑控制、力矩前馈控制功能、支持 各轴自动优化和轨迹插补功能;插补轴数最大4轴,支持直线插补、圆弧插补、螺旋线插补、精优曲面功能、高速高精设定、程序段预读功能、压缩器功能;具备刀具管理功能,支持刀具质量、刀具寿命检测功能, 带替换刀具管理功能; 具备通讯接口,可将数控系统中的运行数据传输到 MES 软件中;提供手轮对各轴手动操作。

2

(三)打磨单元

打磨工位

铝合金框架结构,可稳定支撑零件加工;四爪夹具由气动驱动,可对零件轮毂位置进行稳定夹持,自动对心 定位;底部配有传感器可检测当前工位是否存有零件。

2

旋转工位

铝合金框架结构,可稳定支撑零件加工;四 爪夹具由气动驱动,可对零件轮辋内圈进行稳定夹持,自动对心 定位;底部配有传感器可检测当前工位是否存有零件;旋转气缸 可带动旋转工位整体 180°旋转,实现零件沿轴线旋转。

2

翻转工装

双指夹具对零件轮辋外圈稳定夹持,自动对 心定位,翻转过程无位移;旋转气缸可驱动双指夹具实现所夹持 的零件在打磨工位和旋转工位间翻转;升降气缸可实现翻转后的 零件在小距离内垂直放入取出工位,确保定位准确。

2

吹屑工位

不锈钢材质,两侧布置了吹气口,可将打磨 后粘附在零件表面上的碎屑清除。

2

(四)视觉系统检测单元

视觉系统

采用不小于 30W 像素 CCD 相机,彩色,电 子快门;控制器为箱型; 动作模式包括标准模式、倍速多通道输 入、不间断调整;支持 128 场景数;利用流程编辑功能制作处理 流程;支持 Ethernet 通信,采用无协议(TCP/UDP);在工作台 台面上布置有网络通信接口,方便接线。配套漫反射环形光源, 白色,明亮度可调节;光源配有保护支架,可有效防止零件掉落 损坏光源;配套视觉系统显示器和操作用鼠标。

2

(五)分拣单元

传送带

调速电机驱动, 配套 1:18 减速比减速器, 采用 变频器驱动;传送带起始端配有传感器, 可检测当前位置是否有 零件。

2

分拣机构

分拣机构配有传感器,可检测当前分拣机构 前是否有零件;利用垂直气缸可实现阻挡片升降,将零件拦截在 指定分拣机构前; 利用推动气缸可实现将零件推入指定分拣工位。

6

分拣工位

分拣工位末端配有传感器,可检测当前分拣 工位是否存有零件;分拣工位末端为 V 型顶块,可配合顶紧气缸对零件精确定位;每个分拣工位均有明确标号。

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(六)仓储单元

立体仓库

双层共 6 仓位,采用铝型材作为结构支撑; 每个仓位可存储 1 个轮毂零件;仓位托盘可由气动推杆驱动推出 缩回;仓位托盘底部设置有传感器可检测当前仓位是否存有零件 ;每个仓位具有红绿指示灯表明当前仓位仓储状态,并有明确标 识仓位编号。

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轮毂零件

铝合金材质,五幅轮毂缩比零件;正面设计 有可更换的数控加工耗材安装板,直径 37mm,厚度 8mm,塑料材 质;零件正面、反面均设计有定位槽、视觉检测区域、打磨加工区域和二维码标签位置。

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(七)工具单元

轮辋外圈夹爪

1)两指夹爪,气动驱动,自动定心,可 针对零件轮辋外圈位置稳定夹持;
2)配有工具快换模块工具端, 与工具快换法兰端配套,自重 45g,安装后厚度 38mm。

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吸盘夹爪

1)五位吸盘工具,可对零件轮辐的正面、反 面表面稳定拾取;
2)配有工具快换模块工具端, 与工具快换法兰 端配套,自重 45g,安装后厚度 38mm。

2

端面打磨工具

1)电动打磨工具,配有端面打磨头,可对零件表面进行打磨加工;
2)配有工具快换模块工具端,与工具快换法兰端配套,自重 45g,安装后厚度 38mm。

2

侧面打磨工具

1)电动打磨工具,配有侧面打磨头,可对零件表面进行打磨加工;
2)配有工具快换模块工具端,与工具快换法兰端配套,自重45g,安装后厚度 38mm。

2

工具支架

1)铝合金结构,可稳定支撑并定位所有工具;
2)提供7个工具摆放位置,位置标号清晰标示;
3)所有工具的 定位方式相同,可互换位置,不影响正常使用。

2

示教器支架

与工业机器人示教器配套,可稳定安放,不易滑落;配套线缆悬挂支架,方便线缆收放。

2

(八)总控单元

PLC 控制器

工作存储器 75KB,装载存储器 2MB,保持 性存储器 10KB;本体集成 I/O,数字量 8 点输入/6 点输出, 模拟 量 2 路输入; 具备 1 个以太网通信端口, 支持 PROFINET 通信; 实 数数学运算执行速度 2.3μs/指令,布尔运算执行速度 0.08 μs/ 指令。

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交换机

支持网络标准 IEEE802.3、IEEE802.3u、IEEE802.3x;8个10/100/1000Mbps 自适应 RJ45 端口;全钢材壳 体,强劲散热性能保证机器稳定运行。

2

操作面板

提供1个总电源输入开关,可控制输入电源的开启关闭;提供1个电源模块急停按钮,可切断总控单元电源模块向其他单元模块的供电;提供4个自定义功能按钮,1个自复位绿色灯按钮,1个自复位红色灯按钮,1个自保持绿色灯按钮,1个自保持红色灯按钮。

2

显示终端

屏幕尺寸大于 20 英寸;屏幕分辨率高清;屏 幕比例 16:9;视频接口 HDMI1.4。

2

电源模块

输入电源为三相五线制, AC380V,50Hz,15kW,重载连接器插头,接线安全防触电;执行单元输出电源为单相 三线制,AC 220V,50Hz,7kW,重载连接器插头,接线安全防触 电,配空气开关和指示灯。

2

气泵

功率 600W,排气量 118L/min,最大压力 8bar,储气罐24L;提供8路气路供气接口,每路空气接口可单独开启关闭。

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计算机

联想M460 CPU:I5 12400 内存8G、硬盘1T、显示器22寸

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