TWB-QR10型MES網(wǎng)絡(luò)型模塊式柔性自動化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)設(shè)備

一、產(chǎn)品概述：

模塊式柔性自動化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是一種最為典型的機(jī)電一體化、自動化類產(chǎn)品，它是為職業(yè)院校、技工學(xué)校、教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等而研制的，它適合機(jī)械制造及其自動化、機(jī)電一體化、電氣工程及自動化、自動化工程、控制工程、測控技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制、自動控制、機(jī)械電子工程、機(jī)械設(shè)計(jì)與理論、等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)。它在接近工業(yè)生產(chǎn)制造現(xiàn)場基礎(chǔ)上又針對教學(xué)進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)，強(qiáng)化了各種控制技術(shù)和工程實(shí)踐能力。

實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)由8個(gè)單元組成。分別為：上料檢測單元、搬運(yùn)單元、加工檢測單元、分揀單元、傳送分揀單元、機(jī)器人單元、安裝單元、分類倉儲單元

視覺識別單元，控制系統(tǒng)可以選用西門子，三菱或歐姆龍的PLC進(jìn)行控制，具有較好的柔性，即每站各有一套PLC控制系統(tǒng)獨(dú)立控制，在基本單元模塊培訓(xùn)完成以后，又可以將相鄰的兩站、三站…直至八站連在一起，學(xué)習(xí)復(fù)雜系統(tǒng)的控制、編程、裝配和調(diào)試技術(shù)。

實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)包含了機(jī)電一體化專業(yè)中的氣動、電機(jī)驅(qū)動與控制、PLC、傳感器等多種控制技術(shù)，適合相關(guān)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行工程實(shí)踐、課程設(shè)計(jì)及初上崗位的工程技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，是培養(yǎng)機(jī)電一體化人才的理想設(shè)備。

參考圖（以實(shí)物為準(zhǔn)）

二、產(chǎn)品特點(diǎn)

1、系統(tǒng)將機(jī)械、氣動、電氣控制、電機(jī)傳動、傳感檢測、PLC以及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)有機(jī)地進(jìn)行整合，結(jié)構(gòu)模塊化，便于組合，可以完成各類單項(xiàng)技能訓(xùn)練和綜合性項(xiàng)目訓(xùn)練?？梢赃M(jìn)行機(jī)械部件安裝與調(diào)試、氣動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試、電氣控制電路的安裝和PLC編程、機(jī)電設(shè)備安裝與調(diào)試、自動控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試于一體，能較好地滿足實(shí)訓(xùn)教學(xué)、工程訓(xùn)練的需要。

2、系統(tǒng)無論機(jī)械結(jié)構(gòu)還是控制，都采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)接口，具有很高的兼容和擴(kuò)展性，隨工業(yè)現(xiàn)場技術(shù)的快速發(fā)展，本系統(tǒng)可以緊跟現(xiàn)場技術(shù)升級擴(kuò)展，深入地滿足實(shí)訓(xùn)教學(xué)的需要。

3、本系統(tǒng)可以鍛煉學(xué)習(xí)者創(chuàng)新思維和動手能力，學(xué)習(xí)者可以利用本系統(tǒng)從機(jī)械組裝、電氣設(shè)計(jì)、接線、PLC編程與調(diào)試、現(xiàn)場總線組建與維修等方面進(jìn)行工程訓(xùn)練。

4、西門子PLC采用西門子PROFINET網(wǎng)絡(luò)通信，使各站之間的控制信息和狀態(tài)數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)相互交換，配有10英寸，256色工業(yè)彩色觸摸屏，實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制。

三、技術(shù)性能

1、輸入電源：單相三線AC220V±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：≤1.5kVA

4、外形尺寸：380cm×170cm×140cm

5、安全保護(hù)：具有漏電壓、漏電流保護(hù)，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)

四、系統(tǒng)組成及配置：

(一)上料檢測單元

1、主要組成與功能

由料斗、回轉(zhuǎn)臺、導(dǎo)料機(jī)構(gòu)、平面推力軸承、工件滑道、提升裝置、檢測工件和光電開關(guān)、開關(guān)電源、可編程序控制器、按鈕、I/O接口板、通訊接口板、電氣網(wǎng)孔板、直流減速電機(jī)、電磁閥及氣缸組成，主要完成將工件從回傳上料臺依次送到檢測工位，提升裝置將工件提升并檢測工件是否到位。

（1）料斗：用于存放物料。

（2）回轉(zhuǎn)臺：帶動物料轉(zhuǎn)動

（3）導(dǎo)料機(jī)構(gòu)：使物料在回轉(zhuǎn)臺上能按照設(shè)定好的方向旋轉(zhuǎn)，輸送工件。

（4）工件滑道：使物料下滑到物料臺上。

（5）直流減速電機(jī)：用于驅(qū)動回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動，通過導(dǎo)料機(jī)構(gòu)輸送工件。

（7）光電傳感器：檢測物料到達(dá)等待抓取位。

（8）磁性傳感器：用于氣缸的位置檢測。當(dāng)檢測到氣缸準(zhǔn)確到位后將給PLC發(fā)出一個(gè)到位信號。（磁性傳感器接線時(shí)注意藍(lán)色接“-”，棕色接“PLC輸入端”）。

（9）單桿氣缸：由單向氣動電控閥控制。當(dāng)氣動電磁閥得電，氣缸伸出，同時(shí)將物料送至直線移動裝置上。

（10）警示燈：系統(tǒng)上電、運(yùn)行、停止信號指示。

（11）安裝支架：用于安裝提升氣缸及各個(gè)檢測傳感器。

（12）控制按鈕板：用于系統(tǒng)的基本操作、單機(jī)控制、聯(lián)機(jī)控制。

（13）電氣網(wǎng)孔板：主要安裝PLC主機(jī)模塊、空氣開關(guān)、開關(guān)電源、I/O接口板、各種接線端子等。

2、主要技術(shù)指標(biāo)

（1）控制電源：直流24V/4.5A

（2）PLC控制器：西門子

（3）永磁直流減速電機(jī)：ZGB60R-45SRZ/458i/8W/24V

（4）電磁閥：4V110-06

（5）調(diào)速閥：出氣節(jié)流式

（6）磁性傳感器：D-C73L

（7）單桿氣缸：CDJ2B16-75

（8）光電傳感器：SB03-1K

（二）搬運(yùn)單元

1、主要組成與功能

氣動機(jī)械手由:氣動手指、雙導(dǎo)桿氣缸、單桿氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸、磁性傳感器、開關(guān)電源、可編程序控制器、按鈕、I/O接口板、通訊接口板、電氣網(wǎng)孔板、多種類型電磁閥組成。主要完成將工件從上料單元搬運(yùn)到加工單元待料區(qū)工位。

（1）氣動機(jī)械手：完成工件的抓取動作，由雙向電控閥控制，手爪放松時(shí)磁性傳感器有信號輸出，磁性開關(guān)指示燈亮。

（2）雙導(dǎo)桿氣缸：控制機(jī)械手臂伸出、縮回，由雙向電控氣閥控制。

（3）回轉(zhuǎn)臺：采用旋轉(zhuǎn)氣缸設(shè)計(jì)，由雙向電控氣閥控制機(jī)械的左、右擺動。

（4）單桿氣缸：由單向氣動電控閥控制。當(dāng)氣動電磁閥得電，氣缸伸出，同時(shí)將物料送至等待位。

（5）磁性傳感器：用于氣缸的位置檢測。當(dāng)檢測到氣缸準(zhǔn)確到位后將給PLC發(fā)出一個(gè)到位信號。（磁性傳感器接線時(shí)注意藍(lán)色接“-”，棕色接“PLC輸入端”）。

（6）開關(guān)電源：完成整個(gè)系統(tǒng)的供電任務(wù)。

（7）I/O接口板：完成PLC信號與傳感器、電磁信號、按鈕之間的轉(zhuǎn)接。

（8）控制按鈕板：用于系統(tǒng)的基本操作、單機(jī)控制、聯(lián)機(jī)控制。

（9）安裝支架：用于安裝提升氣缸及各個(gè)檢測傳感器。

（10）電氣網(wǎng)孔板：主要安裝PLC主機(jī)模塊、空氣開關(guān)、開關(guān)電源、I/O接口板、各種接線端子等。

2、主要技術(shù)指標(biāo)

（1）控制電源：直流24V/4.5A

（2）PLC控制器（西門子）

（3）電磁閥：4V110-06-DC24V

（4）調(diào)速閥：出氣節(jié)流式

（5）磁性傳感器：D-C73

（6）氣動機(jī)械手：MHZ2-16D

（7）旋轉(zhuǎn)氣缸：MSQB20R

（8）雙聯(lián)氣缸：CXSM15-100

（9）單桿氣缸：CDJ2KB16-45

（三）加工與檢測單元

1、主要組成與功能

由6工位回轉(zhuǎn)工作臺、刀具庫（3種刀具）、旋轉(zhuǎn)式加工系統(tǒng)、加工組件、檢測組件、步進(jìn)驅(qū)動器、兩相步進(jìn)電機(jī)、光電傳感器、接近開關(guān)、開關(guān)電源、平面推力軸承、可編程序控制器、按鈕、I/O接口板、電氣網(wǎng)孔板、通訊接口板、直流減速電機(jī)、多種類型電磁閥及氣缸組成，回轉(zhuǎn)工作臺有六個(gè)旋轉(zhuǎn)工位，加工站主要完成工件的加工（鉆孔、銑孔），并進(jìn)行工件檢測。

（1）單桿氣缸：檢測單桿氣缸進(jìn)行深度測量，單向電控氣閥控制。當(dāng)電控氣閥得電，氣缸升出，檢測打孔深度。

（2）薄型雙導(dǎo)桿氣缸：刀具主軸電機(jī)的上升與下降由薄型雙導(dǎo)桿氣缸控制，氣缸動作由單向電控氣閥控制。

（3）輔助加工裝置：由單桿氣缸推動頂桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對工件的夾緊。

（4）電感傳感器：轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)到位檢測，在工位到位后傳感器信號輸出。（接線注意棕色接“+”、藍(lán)色接“-”、黑色接輸出）

（5）光電傳感器：用于檢測工件的正常與否，當(dāng)工件為正常時(shí)，傳感器有信號輸出；反之，無輸出。（接線注意棕色接“+”、藍(lán)色接“-”、黑色接輸出）

（6）步進(jìn)電機(jī)：采用步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行刀具庫的選擇。

（7）加工電機(jī)：采用直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)，模擬鉆頭軸轉(zhuǎn)動，模擬絞刀擴(kuò)孔等完成工件加工。

（8）搬運(yùn)裝置：裝置上設(shè)有六個(gè)工位，分別為：待料工位、加工工位、檢測工位、中轉(zhuǎn)工位，工件的工位轉(zhuǎn)換，由電感傳感器定位，直流減速電機(jī)控制。

2、主要技術(shù)指標(biāo)

（1）控制電源：直流24V/4.5A

（2）PLC控制器：西門子

（3）步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器：三相驅(qū)動輸出，電流≥5A,細(xì)分≥10000步/圈

（4）步進(jìn)電機(jī)：573J09軸長：30mm6A

（5）直流減速電機(jī)（加工電機(jī)）：ZGB60R-45SRZ/458i/8W/DC24V

（6）直流減速電機(jī)（搬運(yùn)裝置）：ZGA25RP37.9i/DC24V/rpm:120

（7）電磁閥：4V110-06

（8）透明繼電器：ARM2F-L/DC24V帶燈

（9）調(diào)速閥：出氣節(jié)流式

（10）磁性開關(guān)：D-C73L、D-A73L

（11）氣缸：CDJ2B16-45/CXSM15-100

（12）光電開關(guān)：E3Z-LS61

（13）電感傳感器：LG8-1K

（14）電感傳感器：LE4-1K

（四）搬運(yùn)分揀單元

1、主要組成與功能

由擺臺、無桿氣缸、薄型氣缸、氣動手指、推料氣缸、磁性傳感器、廢料存儲器、工業(yè)導(dǎo)軌、開關(guān)電源、可編程序控制器、按鈕、I/O接口板、通訊接口板、電氣網(wǎng)孔板、多種類型電磁閥組成，主要完成根據(jù)上一站的加工完成信號和廢料信號，完成廢料分揀、搬運(yùn)任務(wù)。工件搬運(yùn)到成品輸送線上或搬運(yùn)到廢料盒處，擺臺返回原位等待下一個(gè)工件。

（1）擺臺：由薄型氣缸控制，實(shí)現(xiàn)三個(gè)位置向左、中間、向右的擺動。

（2）前臂單桿氣缸：控制擺臺前臂上下動作，由單向電控閥控制，電磁閥得電，前臂底下。

（3）電磁閥：用于控制各個(gè)氣缸的升出、縮回動作。

（4）推料氣缸：完成廢料的分揀任務(wù)。

（5）廢料存儲器：系統(tǒng)檢測為廢料的工件，分揀出來，由推料氣缸將工件推入廢料存儲器內(nèi)。

（6）氣動手指：完成工件的夾取任務(wù)。

2、主要技術(shù)指標(biāo)

（1）控制電源：直流24V/4.5A

（2）PLC控制器:西門子

（3）電磁閥：4V110-06DC24V

（4）調(diào)速閥：出氣節(jié)流式

（5）磁性開關(guān)：D-C73

（6）氣缸：CDJ2B16-30

（7）氣動手指：MHZ2-16D

（8）浮動接頭：SC-20-F/M6*1

（五）傳送分揀單元

1、主要組成與功能

由直線皮帶輸送線、分揀料槽、旋轉(zhuǎn)氣缸、變頻器、三相交流減速電機(jī)、光電傳感器、光纖傳感器、顏色傳感器、電磁閥、開關(guān)電源、按鈕、I/O接口板、通訊接口板、電氣網(wǎng)孔板等組成，主要完成將材料顏色不合格的工件分揀出來，同時(shí)將合格產(chǎn)品傳送至下一站。

（1）直線皮帶輸送線：主要完成將物料輸送到相應(yīng)的位置

（2）分揀料槽：完成將材料顏色不合格的工件分揀出來

（3）旋轉(zhuǎn)氣缸：將物料導(dǎo)入料槽，由單向電控氣閥控制。

（4）變頻器：控制交流電機(jī)，實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。

（5）三相交流減速電機(jī)：驅(qū)動傳送帶轉(zhuǎn)動，由變頻器控制。

（6）光電傳感器：當(dāng)有物料到放入時(shí)，給PLC一個(gè)輸入信號。（接線注意棕色接“+”、藍(lán)色接“-”、黑色接輸出）。

（7）光電傳感器：檢測上一單元的物料。

（8）光纖傳感器：物料經(jīng)過時(shí)檢測物料的顏色。

（9）顏色傳感器：物料經(jīng)過時(shí)檢測物料的顏色。

2、主要技術(shù)指標(biāo)

（1）控制電源：直流24V/4.5A

（2）PLC控制器:西門子

（3）變頻器：V20功率：0.37KW

（4）三相交流減速電機(jī)：41K25GN-S3/4GN10K

（5）電磁閥：4V110-06

（6）調(diào)速閥：出氣節(jié)流式

（7）磁性開關(guān)：D-A93L

（8）氣缸：MSQB10R

（9）光電傳感器：SE01-1K

（10）光纖傳感器：E3X-NA11E32-DC200

（11）電容傳感器：JD-CP18-30DN

（六）機(jī)器人單元

1、主要組成與功能

1.1、工業(yè)機(jī)器人本體系統(tǒng)配置參數(shù)：

1） 功能、參數(shù)及特點(diǎn)描述：

① ABB機(jī)器人IRB120-3/0.58，有效負(fù)載3kg，臂展0.58米，重復(fù)定位精度0.01mm；鋁合金馬達(dá)，結(jié)構(gòu)輕巧，功率強(qiáng)勁，確保精準(zhǔn)度，本體重25kg；多角度安裝，可使其不受任何空間限制；氣路管路與用戶信號線纜由機(jī)身底腳至手腕全部嵌入機(jī)器人內(nèi)部，利于機(jī)器人集成；

② 配套IRC5工業(yè)緊湊型控制器，有效節(jié)省占地空間，AC220V電源，外置式信號接頭，簡化了調(diào)試步驟；

③ 帶RobotStudio機(jī)器人控制軟件，可有效提升編程速度，軟件帶仿真功能，可隨時(shí)驗(yàn)證編程效果；

④ 本體到控制器3～7m長電纜；

⑤ 示教器具中文操作界面，本體到示教器3～7m長線纜；

⑥ 帶DC24V 16in/16out IO卡；

⑦ 底座由20mm厚鋼板與Φ160mm鋼管焊接而成，表面發(fā)黑處理，堅(jiān)固耐用，能有效防止銹蝕；底板有6組膨脹螺絲與地面固定，保證安裝的穩(wěn)固，連接機(jī)器人的腰型孔設(shè)計(jì)特別適合小型機(jī)器人安裝，并能滿足多種同類型機(jī)器人安裝使用；尺寸：400×350×405mm；

⑧ 配置3組電磁閥組，為機(jī)器人安裝不同夾具提供動力，連接方便快捷；

2） 單套配置：

3） 工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)圖片：

4、靜音氣泵及連接氣管等

十一、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容