FC-998D型智能工廠制造實訓平臺
一、產(chǎn)品概述
智能工廠制造實訓平臺專門為職業(yè)院校、職業(yè)教育培訓機構(gòu)研制的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)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、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)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，、MCGS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。
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：單相三線～220V±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：＜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(nèi)容
1、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
2、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
3、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
4、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)
5、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
6、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
7、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
8、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
10、工業(yè)機器人實訓
(1)工業(yè)機器人示教單元使用
(2)工業(yè)機器人基本指令操作與位置點設(shè)置
(3)工業(yè)機器人軟件使用
(4)工業(yè)機器人工件的跟蹤抓取
(5)工業(yè)機器人成品組裝與入庫
11、數(shù)控系統(tǒng)實訓
(1)數(shù)控系統(tǒng)的使用操作
(2)數(shù)控編程
(3)數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試
四、系統(tǒng)組成
1、系統(tǒng)的硬件由七個基本單元站組成
（一）總控平臺
總控平臺主要由單相電網(wǎng)電壓指示、電源控制部分、控制主機、狀態(tài)指示燈、10.4英寸工業(yè)彩色觸摸屏S7-315主機，電腦等組成，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。
主要技術(shù)指標：
|
名稱 |
型號規(guī)格 |
數(shù)量 |
備注 |
|
主控臺 |
1200mm×570mm |
1 |
|
|
供電電源/工作電壓 |
AC220V 50Hz /DC24V 4.5A |
1 |
|
|
觸摸屏 |
10.4英寸工業(yè)彩色觸摸屏 |
1 |
|
|
PLC模塊 |
PS307電源+CPU315-2DP CPU+SM323 16DI/16DO+CP343-1 工業(yè)以太網(wǎng)模塊 |
1 |
西門子 |
|
計算機 |
主流計算機 |
1 |
|
|
通訊卡 |
CP5611 PROFIBUS通訊板卡 |
1 |
|
|
路由器 |
TP-LINK TL-WR842N |
1 |
以太網(wǎng)組網(wǎng) |
（二）1、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、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搬運工位。
主要技術(shù)指標：
|
名稱 |
型號規(guī)格 |
數(shù)量 |
備注 |
|
工作臺 |
860mm×470mm |
1 |
工業(yè)型材 |
|
供電電源/工作電壓 |
AC220V 50Hz /DC24V 2A |
1 |
|
|
PLC模塊 |
CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊 |
1 |
西門子 |
|
直流減速電機 |
10W/24V 5r/m |
1 |
|
|
檢測傳感器 |
光電漫反射 檢測距離50～300mm |
1 |
|
2、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。
主要技術(shù)指標：
|
名稱 |
型號規(guī)格 |
數(shù)量 |
備注 |
|
工作臺 |
860mm×470mm |
1 |
工業(yè)型材 |
|
供電電源/工作電壓 |
AC220V 50Hz/DC24V 2A |
1 |
|
|
工作氣壓 |
0.5MPa |
|
|
|
薄型氣缸 |
行程：50mm、50mm |
2 |
|
|
單桿氣缸 |
行程：25mm |
1 |
|
|
平行氣夾 |
缸徑：16mm |
1 |
|
|
檢測傳感器 |
磁感式 |
7 |
|
(三)1、 6自由度工業(yè)機器人單元
由6自由度工業(yè)機器人、抓取機構(gòu)、氣爪等組成，主要完成對工件的提取及搬運安裝。
主要技術(shù)指標：
|
名稱 |
型號規(guī)格 |
數(shù)量 |
備注 |
|
工作臺 |
860mm×470mm |
1 |
工業(yè)型材 |
|
供電電源/工作電壓 |
AC220V 50Hz/4.5A |
1 |
|
|
工作氣壓 |
0.5MPa |
|
|
|
6自由度工業(yè)機器人 |
SD500 |
1 |
新時達 |
|
平行氣夾 |
缸徑：16mm |
2 |
|
|
檢測傳感器 |
磁感式 |
4 |
|
6自由度工業(yè)機器人指標
|
項目規(guī)格 |
規(guī)格 |
|
自由度 |
6 |
|
額定/最大手腕負載 |
3 kg/5kg |
|
最大工作半徑 |
500mm |
|
本體重量 |
28kg |
|
位置精度 |
±0.02mm |
|
關(guān)節(jié)速度 |
J1 |
370°/s |
|
J2 |
370°/s |
|
J3 |
430°/s |
|
J4 |
300°/s |
|
J5 |
460°/s |
|
J6 |
600°/s |
|
關(guān)節(jié)角度 |
J1 |
±170° |
|
J2 |
±110° |
|
J3 |
+40°～-220° |
|
J4 |
±185° |
|
J5 |
±125° |
|
J6 |
±360° |
2、加工中心
數(shù)控加工中心臺灣BT40主軸單元（8000轉(zhuǎn)）斗笠12把刀庫，武漢華中伺服數(shù)控系統(tǒng)三軸線規(guī)，定位精度0.005mm全防護設(shè)計，美觀大方。配置3.7kw伺服主軸，可剛性攻絲。
主要技術(shù)指標：
|
名稱 |
型號規(guī)格 |
備注 |
|
外形尺寸 |
1600×1300×1800mm |
|
|
供電電源/工作電壓 |
AC380V 50Hz/5A |
|
|
重量 |
2100 Kg |
|
|
主電機功率 |
3.7KW |
|
|
最大承重 |
300kg |
|
|
主軸轉(zhuǎn)速 |
8000rpm |
|
|
工作臺面積 |
300×800mm |
|
|
主軸錐孔 |
BT40 |
|
|
拉刀力 |
8KN |
|
進給
|
X軸快速移動18m/min |
|
|
Y軸快速移動18m/min |
|
|
Z軸快速移動18m/min |
|
|
切削進給1-4000mm/min |
|
行程
|
X軸600mm |
|
|
Y軸350mm |
|
|
Z軸450mm |
|
|
主軸端面至工作臺100-550mm |
|
|
主軸中心至立柱導軌380mm |
|
(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。
主要技術(shù)指標：
|
名稱 |
型號規(guī)格 |
數(shù)量 |
備注 |
|
工作臺 |
860mm×470mm |
1 |
工業(yè)型材 |
|
供電電源/工作電壓 |
AC220V 50Hz /DC24V 2A |
1 |
|
|
工作氣壓 |
0.5MPa |
|
|
|
PLC模塊 |
CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊 |
1 |
西門子 |
|
無桿氣缸 |
行程：600mm |
1 |
|
|
不回轉(zhuǎn)氣缸 |
行程：50mm |
1 |
|
|
平行氣夾 |
缸徑：16mm |
1 |
|
|
單桿氣缸 |
行程：30mm |
1 |
分揀廢料 |
|
檢測傳感器 |
磁感式 |
7 |
|
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(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，將不合格工件剔除。
主要技術(shù)指標：
|
名稱 |
型號規(guī)格 |
數(shù)量 |
備注 |
|
工作臺 |
860mm×470mm |
1 |
工業(yè)型材 |
|
供電電源/工作電壓 |
AC220V 50Hz /DC24V 2A |
1 |
|
|
工作氣壓 |
0.5MPa |
|
|
|
變頻器 |
三菱變頻器 |
1 |
主站控制 |
|
無桿氣缸 |
行程：200mm |
1 |
|
|
視覺傳感器 |
FZ-L350 |
1 |
|
|
視覺鏡頭 |
焦距：10mm |
1 |
|
|
顯示器 |
15寸 |
1 |
|
|
檢測傳感器 |
磁感式 |
2 |
|
（四） 1、安裝單元
由料筒、換料機構(gòu)、推料機構(gòu)等組成，主要完成對兩種不同工件的上料及安裝。
主要技術(shù)指標：
|
名稱 |
型號規(guī)格 |
數(shù)量 |
備注 |
|
工作臺 |
860mm×470mm |
1 |
工業(yè)型材 |
|
供電電源/工作電壓 |
AC220V 50Hz/DC24V 2A |
1 |
|
|
工作氣壓 |
0.5MPa |
|
|
|
PLC模塊 |
CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊 |
1 |
西門子 |
|
單桿氣缸 |
行程：60mm |
1 |
|
|
無桿氣缸 |
行程：100mm |
1 |
|
|
旋轉(zhuǎn)氣缸 |
180° |
1 |
|
|
真空吸盤及發(fā)生器 |
|
1 |
|
|
檢測傳感器 |
磁感式 |
6 |
|
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。
主要技術(shù)指標：
|
名稱 |
型號規(guī)格 |
數(shù)量 |
備注 |
|
工作臺 |
860mm×470mm |
1 |
工業(yè)型材 |
|
供電電源/工作電壓 |
AC220V 50Hz /DC24V 2A |
1 |
|
|
工作氣壓 |
0.5MPa |
|
|
|
PLC模塊 |
CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊 |
1 |
西門子 |
|
無桿氣缸 |
行程：350mm |
1 |
|
|
不回轉(zhuǎn)氣缸 |
行程：50mm |
1 |
|
|
平行氣夾 |
缸徑：16mm |
1 |
|
|
檢測傳感器 |
磁感式 |
7 |
|
(五) 1、操作手單元
由機械手、橫臂、回轉(zhuǎn)臺、機械手爪、等組成，主要完成對工件的搬運。
主要技術(shù)指標：
|
名稱 |
型號規(guī)格 |
數(shù)量 |
備注 |
|
工作臺 |
860mm×470mm |
1 |
工業(yè)型材 |
|
供電電源/工作電壓 |
AC220V 50Hz /DC24V 2A |
1 |
|
|
工作氣壓 |
0.5MPa |
|
|
|
PLC模塊 |
CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊 |
1 |
西門子 |
|
旋轉(zhuǎn)氣缸 |
0°～180° |
1 |
|
|
雙聯(lián)氣缸 |
行程：100mm |
1 |
|
|
平行氣夾 |
缸徑：16mm |
1 |
|
|
不回轉(zhuǎn)氣缸 |
行程：100mm |
1 |
|
|
檢測傳感器 |
磁感式 |
8 |
|
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。
主要技術(shù)指標：
|
名稱 |
型號規(guī)格 |
數(shù)量 |
備注 |
|
工作臺面 |
860mm×470mm |
1 |
工業(yè)型材 |
|
供電電源/工作電壓 |
AC220V 50Hz/DC24V 2A |
1 |
|
|
工作氣壓 |
0.5MPa |
|
|
|
PLC模塊 |
CPU224CN(DC/DC/DC)+EM277 DP通信模塊 |
1 |
西門子 |
|
步進電機驅(qū)動器 |
64細分 |
2 |
DM556 |
|
步進電機 |
1.5A 角距：1.8度 |
2 |
57型 |
|
單桿氣缸 |
行程：50mm |
1 |
|
|
滾珠絲桿 |
行程≥370mm |
2 |
|
（六）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。
主要技術(shù)指標：
|
名稱 |
型號規(guī)格 |
數(shù)量 |
備注 |
|
工作臺面 |
5m×2m |
1 |
工業(yè)型材 |
|
供電電源/工作電壓 |
三相500W |
1 |
變頻器控制 |
|
變頻器 |
三菱變頻器 |
2 |
|
|
光纖傳感器 |
漫反射 |
4 |
|
|
單桿氣缸 |
行程：50mm |
4 |
|
（七）控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)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(qū)動設(shè)備層，并對現(xiàn)場反饋的信號進行采集，S7-300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，將觸摸屏、S7-300主機、電腦間組建成以太網(wǎng)絡(luò)?？梢酝瓿上到y(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)的集成。
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