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台

RF006

2

三坐標機械手臂

1台

RF003

3

數控車削加工中心

1台

CK210-FM

4

數控銑削加工中心

1台

XK200-FM

5

智能倉庫

1個

CS01

6

傳輸帶

1條

CS02

7

RFID係統單元

1套

CS03

8

西門子PLC控製器

1個

6ES7 214-1HG31-0XB0

9

西門子PLC擴展IO模塊

1個

6ES7 223-1PL30-0XB0

10

觸摸屏中控台

1個

MT8102IP

11

歐姆龍繼電器模組

2個

BMZ-R1

12

電子手脈

2個

HLI6

13

車削數控係統

1套

980TB數控係統

14

銑削數控係統

1套

980MC數控係統

15

6軸機器人控製係統

1套

CRP-S4

16

三爪氣動卡盤

1套

SMC

17

銑床自動夾具

1套

SH01

18

機床自動門推拉係統

2套

KIFL3

19

SMC 平行機械手夾爪

1個

MHZL2

20

屏蔽電纜

3條

22

0.6帕空壓機

1台

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

套

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

套

(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( MasterCAM、UG、CAXA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號

尾軸孔莫氏錐度:莫氏2號

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/秒

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

套

(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( MasterCAM、UG、CAXA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( MasterCAM、UG、CAXA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

套

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:3 個 100 kHz 以及 3 個 30 kHz 的時鍾頻率;正交相位:3 個 80 kHz 以及 3 個 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 對 CPU

電源

電壓範圍:20.4 - 28.8 V DC

保持時間(掉電):24 V DC 時 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

套

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

套

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

套

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

套

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