TWB-QR04 智能工廠4.0智能製造生產線教學平台

據國家2025智能製造規劃,和人工智能教學普及,著力提高教學與專業建設,本實驗室建設方案充分體現智能製造工業4.0發展趨勢與應用動向,所展示的工業機器人、數控機床加工、立體倉庫、RFID、PLC工作站等單元,涉及內容全麵。以結合實際生產的實訓為核心設施,注重基礎訓練,兼顧未來應用的新型機器人,拓展學生視野。可作為大專院校自動化專業、機電一體化專業、機器人專業的實訓設備,組建工業4.0智能無人工廠培訓,提高階段綜合性學習與訓練。

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一、產品定位:

可作為大專院校、中高職學生自動化專業、機電一體化專業、機器人專業、企業工程師進行機器人、數控加工、材料出入倉庫進一體化組建機器個上下料培訓,提高階段綜合性學習與訓練。

二、產品功能:

本套設備是以小型的柔性製造係統為載體,主要特點是占地空間小、操作安全、涉及的知識點豐富、綜合,係統性強、成本低、師生容易上手等;主要是由一台工業6軸自由度機器人、一台三坐標機械手臂、一台柔性數控車床、一台柔性數控銑床、RFID係統、PLC工作站、智能倉庫、中控台、傳輸帶等部份組成,實現自動化上下料、加工等無人工作環節,機器人按指令分別給兩台機器送料取料;該係統能夠實現工業機器人上下料工作站係統的編程、上下料係統的集成、RFID係統應用、PLC係統編程、數控車床編程加工、數控銑床編程加工、現場總線的通訊實訓等環節。讓學生輕鬆掌握工業6軸機器人上下料與數控機床組建柔性加工生產係統,能滿足學生對工業機器人學習及操作的需要,學生通過該套係統的學習與訓練,對智能生產無人工廠的組建整體性應用有全麵的了解與體驗。

三、產品工作流程:

三坐標機械手臂從原材料倉庫取出原材料到傳輸線上,RFID係統讀取數值,由傳輸線運送到6自由度工業機器人端,由負責數控機床的上下料工作,數控車削單元將零件加工完畢後,機床自動開門,零件由機器人送置到數控銑削加工中心進行加工下一道工序,加工完畢後銑床自動開門,由機器人取出成品零件送置到傳輸帶上,輸送到智能倉庫端,由三坐標機械手臂將成品零件入庫,RFID係統讀取數值。學生在熟練掌握該係統的操作與編程以後,也可以對零件類型和加工工藝進行調整。

 

銑削中心上下料加工                         車削中心上下料加工

四、基本實訓項目

1、工業機器人實訓

2、數控技術實訓

3、機器人與機床通訊技術

4、機械結構訓練技術

5、氣動控製技能培訓

6、故障檢測技術技能培訓

7、傳感器技術及應用

8、PLC編程技術

9、RFID係統的應用

五、係統主要配置清單

序號

名稱

數量

型號

1

工業6軸高速機器人

1

RF006

2

三坐標機械手臂

1

RF003

3

數控車削加工中心

1

CK210-FM

4

數控銑削加工中心

1

XK200-FM

5

智能倉庫

1

CS01

6

傳輸帶

1

CS02

7

RFID係統單元

1套

CS03

8

西門子PLC控製器

1

6ES7 214-1HG31-0XB0

9

西門子PLC擴展IO模塊

1

6ES7 223-1PL30-0XB0

10

觸摸屏中控台

1

MT8102IP

11

歐姆龍繼電器模組

2

BMZ-R1

12

電子手脈

2

HLI6

13

車削數控係統

1

980TB數控係統

14

銑削數控係統

1

980MC數控係統

15

6軸機器人控製係統

1

CRP-S4

16

三爪氣動卡盤

1

SMC

17

銑床自動夾具

1

SH01

18

機床自動門推拉係統

2

KIFL3

19

SMC 平行機械手夾爪

1

MHZL2

20

屏蔽電纜

3

22

0.6帕空壓機

1

23

鋁合金工作台

1套


六、主要設備技術參數

序號

名稱

數量

單位

設備簡介及功能

1

RF006六自由度工業機器人

1

1)動作類型:多關節型;控製軸數6軸;

2)最大活動半徑:562mm;

3)手部最大負載(第6軸):3 kg

4)機器人重量:36kg;

5)機器人 底座尺寸:340 x 340mm

6)驅動方式:交流伺服驅動;

7)重複定位精度:±0.02mm;

8)軸運動:軸動作範圍

J1回轉軸≥+150°~ -150°

J2立臂軸≥+ 136°~ - 51°

J3橫臂軸≥+ 64°~ - 131°

J4腕軸≥+ 150°~ - 150°

J5腕擺軸≥+ 120°~ - 120°

J6腕轉軸≥+ 360°~- 360°

9)軸運動速度:

J1回轉軸≥375°/s

J2立臂軸≥375°/s

J3橫臂軸≥419°/s

J4腕軸≥600°/s

J5腕擺軸≥600°/s

J6腕轉軸≥750°/s

10)最大扭矩:

J4腕軸≥9.3Nm

J5腕擺軸≥9.3Nm

J6腕轉軸≥4.5Nm

11)控製軸數量:6

12)手動操作速度≥4段可調

13)機器人本機、控製係統、驅動器、伺服電機要求為同一國產知名品牌;

14) J1,J2,J3減速器采用:進口RV減速器

15)CPU card DRAM模塊:32MB;

16)FROM模塊:32 MB;

17)SRAM模塊:2MB;

2

CK210-FM數控車削加工中心本體

1

(A) 設備特點

1、980TB工業級數控係統,采用ARM9硬件平台,運行速度更快,確保高速、高效率加工,具備二次曲線插補、橢圓插補、拋物線插補、凹槽加工循環指令、自動刀補等功能。前置USB接口,前置RS232通信接口,支持U盤文件操作和軟件升級;

2、使用220伏電壓、采用透明有機玻璃與金屬鈑金全封閉結構,提高使用的安全性和觀摩性,采用精選的優質鑄鐵材料鑄造,床身導軌經超音頻淬火後精磨,硬度高、鋼性好,保證機器的鋼性,采用高精度研磨滾珠絲杆,保證機器加工精度,XZ各軸配置有集中式潤滑油路係統,保證絲杆及導軌使用壽命和加工精度;可自動車削各種回轉表麵,如圓柱麵、圓錐麵、特形麵等,並能進行車螺紋、鏜、鉸加工,效率高、適用性強;

3、配有工件冷卻係統,可加工鋼件;配置4工位電動刀架,可加工複雜的零件工藝;

4、配有電子手輪(手脈)、手動操作及對刀操作更方便靈活,配有Led工作燈;

5、數控係統帶圖形仿真功能,7英寸彩色液晶屏,顯示加工程序的圖形以及實際運行時的刀具移動軌跡,完善的自診斷功能,實時顯示出現異常立即報警,保證操作安全性;

6、采用ISO標準G代碼編程,支持M代碼及S代碼,全麵兼容FANUC,三菱G代碼和多種CAD/CAM軟件( MasterCAMUGCAXA等軟件編程等);支持強大的B類宏解析功能,方便用戶開發自己的運動控製程序;

7、主要加工材料有:鋼、鐵、銅、鋁、PVC塑料等材料;

(B) 設備參數

重複定位精度:0.02mm

最大回轉直徑:210mm

最大夾持直徑:80mm

X軸行程:80mm

Z軸行程:290mm

主軸轉速(無級)300~1750rpm±10%

電動刀架工位數:4工位

刀架角度:360 °

刀具回轉精度:0.005mm

主軸通孔:20mm

氣動卡盤:直徑110mm

冷卻係統:有

車螺紋功能:有

主軸孔莫氏錐度:莫氏3

尾軸孔莫氏錐度:莫氏2

係統分辨率:0.0015mm

主軸電機功率:500W

電子手輪:配有電子手輪

絲杆:C5級滾珠絲杆

數控係統:980TB數控係統

電動精音門,開關門速度90mm/

使用電源:AC220V/50Hz

淨重:180kg

外型尺寸:1000×700×580mm

3

XK200-FM數控銑削加工中心本體

1

(A) 設備特點

XK200-FM數控銑削加工中心平台是小型的銑削工中心,占地麵積極少,低能耗、使用耗材尺寸小節約成本;容易維護及維修方便;配合柔性加工,含自動氣動台鉗和氣動門,全封閉加工防護結構;

配980MC工業級數控係統,運行速度更快,確保高速、高效率加工,具備二次曲線插補、橢圓插補、拋物線插補、凹槽加工循環指令、自動刀補等功能。采用ISO標準G代碼編程,支持M代碼及S代碼,全麵兼容FANUC,三菱G代碼和多種CAD/CAM軟件( MasterCAMUGCAXA等軟件編程等);支持強大的B類宏解析功能,方便用戶開發自己的運動控製程序;可以直用第三方編程軟件圖形直接生產G代碼程序,也可以手工編程,加工材料廣泛(鐵、銅、鋁、塑料、有機玻璃等材料),加工精度高,機器堅固穩定耐用。

(B) 設備參數

重複定位精度:0.02mm

最大鑽孔直徑:13mm

最大銑削直徑:16mm

係統分辨率:0.0015mm

工作台尺寸:380×90mm

X/Y/Z軸方向行程:210/95/200mm

工作台T型槽尺寸:12 mm

工作台T型槽個數:3

主軸錐度:MT3

絲杆:工業級C5級滾珠絲杆

電子手輪:配有4軸電子手輪(手脈)

主軸轉速範圍:100-3500轉/分鍾

輸出功率:600W

數控係統: 980MC工業級數控係統

多軸聯動功能:預留有第4軸接口,可加裝第四軸,可實現四軸聯動

支持軟件及格式:全麵兼容FANUC,三菱G代碼和多種CAD/CAM軟件( MasterCAMUGCAXA等軟件編程等);支持強大的B類宏解析功能,方便用戶開發自己的運動控製程序;

氣動鉗:夾持大小大於100*100mm

自動安全門:氣動

使用電源: AC220V/50Hz

機床尺寸:845×580×1300mm

淨重/毛重:160Kg

4

PLC工作站

1

設備特點

鋁合金型材構成,連接牢固,玻璃門一目了然,使用知名品牌工業級PLC,可隨意擴展。

設備參數

CPU 特征

用戶存儲器:75 KB 工作存儲器/4 MB 負載存儲器,可用 SD 卡擴展/10 KB 保持性存儲器

板載數字 I/O:14 點輸入/10 點輸出

板載模擬 I/O:2 路輸入

信號模塊擴展:最多 8 個信號模塊

信號板擴展:最多 1 塊信號板

通信模塊擴展:最多 3 個通信模塊

高速計數器:單相: 100 kHz 以及 3  30 kHz 的時鍾頻率;正交相位: 80 kHz 以及 3  20 kHz 的時鍾頻率

脈衝輸出:4

脈衝捕捉輸入:14

性能

布爾運算執行速度:0.08μs/指令

移動字執行速度:1.7μs/指令

實數數學運算執行速度:2.3μs/指令

通信

端口數:1

類型:以太網

連接數:

 3 個用於 HMI

 1 個用於編程設備

 8 個用於用戶程序中的以太網指令

 3 個用於 CPU  CPU

電源

電壓範圍:20.4  28.8 V DC

保持時間(掉電):24 V DC  10 ms

最大波紋噪聲(<10 MHz

數字輸入:

輸入點:14

模擬輸入:2

數字輸出:10

5

智能倉庫

1

立體倉庫外圍尺寸:500×400×600mm

倉位:3層4列12格,每個倉位帶傳感器

托盤數: 12個

托盤大小:長100x 寬90mm

托盤固定物料:帶各種定位銷,可固定長*寬*高90*80*50mm以內任意尺寸的工件

1.顯示器7寸

2.分辨率800X480

3.背光類型:LED

4.具有I/O接口:USB接口/以太網接口/RS485接口/

5.閃存64MB

6

三坐標機械手臂

1

X軸行程:450mm;Y軸行程:350mm;Z軸行程:500mm;

負重:1KG以上

氣動手指:按項目加裝

控製形式:PLC控製

控製PLC參數:

1.電源:DC24V

2.輸入輸入端口>=64個

3.輸入類型:漏型/源型

4.帶脈衝接口

5.與RFID係統通信,實現對工件的監控

6.與倉位智能倉庫通信,實時監控倉庫的物料狀態

5.與機器視覺檢驗係統通信

6.與中控電腦主機通信

7

RFID 管理平台

1

16個RFID標簽+3個讀取器

觸發開關:外部觸發

工作頻率:13.56MHZ

支持協議:ISO IEC 15693 ISO 18000-3M1

讀取距離:穩定讀取20cm

輸出數據:Modbus

輸出功率:0-18±1dBm

存儲容量:1024bit

工作模式:可讀寫

8

輸送帶

1

1、鋁合金型材構成,方便加裝各工作單元

2、線寬180mm,周長1米,高150mm

3、電機總功率0.24KW,變頻無級調速

4、物流周轉板到位傳感器:光電傳感器

5、物流周轉板駐留站:1個,用氣缸組件固定

6、120*120mm物流轉運板1塊

7、100mm寬柔性單鏈板