工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)線智能加工單元

智能加工單元
設(shè)備描述：智能加工單元包含帶第七軸的工業(yè)機(jī)器人，工業(yè)機(jī)器人夾具及快換裝置，機(jī)器人夾爪快換工作臺，能存放不少于三種毛坯且倉儲格為30位的立體倉庫，顯示加工統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、實(shí)時加工視頻和MES投屏數(shù)據(jù)的可視化終端，智能產(chǎn)線總控系統(tǒng)，安全圍欄，RFID讀寫系統(tǒng)及電子芯片，MES主控計(jì)算機(jī)及主控mes軟件，主控程序編程計(jì)算機(jī)及編程軟件，CAD/CAM軟件及計(jì)算機(jī)，配套桌椅等。
二、工業(yè)機(jī)器人
本項(xiàng)目中根據(jù)工件加工流程、加工機(jī)床及設(shè)備功能和布局選擇負(fù)載不小于20kg六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人，工作范圍不小于1848mm。
（1）自由度：6；最大負(fù)載：20kg；最大工作半徑：不小于1848；重復(fù)定位精度：±0.06mm；
（2）運(yùn)動范圍J1：±160°，J2：-175°-+175°，J3：+40°-+265°，J4：±180°，J5：±125°，J6：±360°；
（3）額定速度不小于：J1:99°/S，J2:87°/S，J3：144°/S，J4：180°/S，J5：180°/S，J6：225°/S；
（4）手腕容許慣性矩不小于：J4：10kgm2，J5：3kgm2，J6：0.8kgm2；
（5）手腕容許扭矩不小于：J4：140nm，J5：70nm，J6：30nm；
（6）溫度：0-45℃；濕度：20-80%；
（7）防護(hù)等級：IP54；安裝方式：
（8）基臺；本體重量：不大于305kg。
二、第七軸
（1）尺寸：不低于900mm，工作面高度:不大于350mm,有效長度不大于5m；
（2）驅(qū)動方式:伺服電機(jī)+減速機(jī)高精密行星減速機(jī)驅(qū)動，控制方式:機(jī)器人示教器控制,線速度:最大速度大于1.5m/s，重復(fù)定位精度:±0.2mm；
（3）傳動方式:齒輪齒條，高強(qiáng)度傳動，為工業(yè)機(jī)器人的定位提供更精準(zhǔn)定位；
（4）直線導(dǎo)軌組：重載行導(dǎo)軌組可使行走精度得到更有效控制行程不小于3.8m，安裝后導(dǎo)軌平面度:±0.3mm；
（5）潤滑方式:潤滑泵脂潤滑；
（6）負(fù)載:不小于500kg；
（7）線纜拖鏈：將工業(yè)機(jī)器人動力線、編碼器線、信號線等集中保護(hù)；
（8）防護(hù)罩：工業(yè)機(jī)器人安裝滑板或風(fēng)琴罩，保護(hù)導(dǎo)軌。
三、機(jī)器人夾具及快換裝置
（1）機(jī)器人側(cè)氣動快換夾持系統(tǒng)，帶檢測裝置，實(shí)現(xiàn)夾持與松開信號檢測。
（2）工具側(cè)氣動快換夾持手爪3套，帶檢測裝置實(shí)現(xiàn)有物料及夾緊與松開到位檢測，實(shí)現(xiàn)不小于Φ50大圓料，不小于Φ30小圓料及配合治具實(shí)現(xiàn)不小于80X80方料的夾持。
（3）卡爪上安裝RFID一體式讀寫器，可讀寫加工信息和加工狀態(tài)。
四、快換工作臺
（1）快換夾具工作臺放置于料倉側(cè)并和第七軸本體固定連接；
（2）快換夾具工作臺滿足三款手爪的放置功能，保證快換抓的放置重復(fù)定位精度±0.2mm，
（3）每個位置配置手爪放置到位傳感器。
五、立體倉庫
（1）立體倉庫帶有安全防護(hù)外罩及安全門，安全門設(shè)置工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的安全電磁鎖；
（2）操作面板配備急停開關(guān)、解鎖許可（綠色燈）、門鎖解除（綠色按鈕）、運(yùn)行（綠色按鈕燈）；
（3）立體料倉工位設(shè)置30個，每層6個倉位，共5層，每個倉位配置RFID芯片，其中RFID讀寫頭安裝在工業(yè)機(jī)器人夾具上；
（4）立體料倉每個倉位需要設(shè)置傳感器和狀態(tài)指示燈，傳感器用于檢測該位置是否有工件，狀態(tài)指示燈分別用不同的顏色指示毛坯、車床加工完成、加工中心加工完成、合格、不合格五種狀態(tài)；485數(shù)據(jù)通訊；
（5）底層倉格放置方料治具，方料規(guī)格為不小于80X80mm2，中間兩層放不小于Φ50的園料，上方兩層放置不小于Φ30的園料；
（6）尺寸：長x寬x高約為：不小于1300mm x450mm x1700mm；
（7）和方料治具配合的零點(diǎn)夾具放置在加工中心工作臺上，采用氣動方式夾緊松開，最大夾緊力不小于10000KN，定位精度不大于0.005mm。
六、可視終端
功能：實(shí)時呈現(xiàn)加工中心、數(shù)控車床的運(yùn)行狀態(tài)，工件加工情況（加工前、加工中、加工后）、加工效果（合格、不合格），加工日志，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等，加工區(qū)域視頻顯示。
（1）品牌：國產(chǎn)名牌；如海信、TCL、康佳、長虹等
（2）總終端顯示采用3臺不低于55英寸；
七、智能產(chǎn)線總控系統(tǒng)
智能產(chǎn)線總控系統(tǒng)包含PLC電氣控制及I/O通訊系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)周邊設(shè)備及機(jī)器人控制，實(shí)現(xiàn)智能制造單元的流程和邏輯總控，負(fù)責(zé)整個產(chǎn)線的邏輯動作控制，機(jī)器人與機(jī)床、數(shù)字化料倉、檢測設(shè)備、RFID讀寫位等設(shè)備的生產(chǎn)協(xié)調(diào)控制及時序安排，是生產(chǎn)線安全防護(hù)、故障診斷與處理的重要組成部分。主控程序編程計(jì)算機(jī)及編程環(huán)境。（1）主控PLC采用S7-1215，并配有Modbus TC/IP通信模塊;
（2）配有16口工業(yè)交換機(jī)，包含無線路由器；
（3）外部配線接口采用航空插頭，方便設(shè)備拆裝移動；
（4）工控機(jī)采用PLC配套的不小于10寸的工觸摸屏的工控終端，包含產(chǎn)線啟動、產(chǎn)線復(fù)位，單機(jī)、聯(lián)機(jī)等物理按鍵。
（5）總控系統(tǒng)尺寸：不小于600mmx700mmx1400mm。
八、安全圍欄
設(shè)置安全圍欄及帶工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)安全插銷的安全門，用來防止出現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人在自動運(yùn)動過程中由于人員意外闖入而造成的安全事故。
（1）自動線外圍防護(hù)設(shè)計(jì)參賽選手出入的安全門，配備安全開關(guān)，安全門打開時，除CNC外的所有設(shè)備處于下電狀態(tài)；
（2）尺寸：高1.2m，總長9m，模塊組合式結(jié)構(gòu)網(wǎng)；
（3）將學(xué)?，F(xiàn)有同類設(shè)備圍欄進(jìn)行一致化處理。
九、RFID讀寫裝置及電子標(biāo)簽
（1）RFID讀寫器采用高頻一體式讀寫頭,裝在機(jī)器人夾具上，RFID讀寫器參數(shù):無線協(xié)議：ISO-15693，工作頻率：不低于13.56MHZ，輸出功率：不小于23dBm，無線速率：不低于26.5kb/s，讀寫距離：0-60mm，通信接口：RS232\RS485，通訊速率：不低于115200b/s，電源電壓：DC24，平均電流：0.05A，指示燈：2個LED，工作溫度：-25oc-70oc，工作濕度：5%-90%，防水防塵等級：IP67，耐沖擊性：GB/T2423.10-2008/IEC；
（2）RFID芯片采用載碼體，裝在立體料架上，便于信息跟蹤與追溯。RFID電子標(biāo)簽參數(shù)：ISO-15693，工作頻率：不低于13.56MHZ，讀寫距離：0-45mm，工作模式：可讀可寫，數(shù)據(jù)保存時間：10年以上，重復(fù)擦寫次數(shù)：不小于10萬次，工作溫度：-25oc-70oc，4.工作濕度：5%-90%，防水防塵等級：IP67；
（3）立體倉庫每個倉格應(yīng)配置1枚電子芯片，RFID讀寫器配置兩個，一個安裝與工業(yè)機(jī)器人末端，一個用于檢驗(yàn)芯片讀寫的實(shí)時性。
十、計(jì)算機(jī)及軟件平臺
1.CAD/CAM平臺
（1）CAD/CAM采用MASTERCAM2022、安裝中機(jī)賽德VisualOne2022
（2）CAD/CAM用計(jì)算機(jī)，處理器：不低于i7-7700（3）內(nèi)存：≥16GB；硬盤：≥1T可用空間；顯卡：不低于獨(dú)立顯卡，顯存2GB；系統(tǒng)不低于windows10 64位版本；不小于21寸液晶顯示器；
2.MES系統(tǒng)計(jì)平臺
（1）安裝最新版本MES系統(tǒng)、安裝伺服性能優(yōu)化調(diào)整軟件、加工工藝優(yōu)化軟件。
（2）處理器：不低于i7-7700（3）內(nèi)存：≥16GB；硬盤：≥1T可用空間；顯卡：不低于獨(dú)立顯卡，顯存2GB；系統(tǒng)不低于windows10 64位版本；不小于21寸液晶顯示器。
3.主控PLC編程平臺
（1）處理器：不低于i7-7700（3）內(nèi)存：≥16GB；硬盤：≥1T可用空間；顯卡：不低于獨(dú)立顯卡，顯存2GB；系統(tǒng)不低于windows10 64位版本；不小于21寸液晶顯示器；
（2）編程環(huán)境：博圖V16帶仿真模塊。
十一、智能產(chǎn)線MES系統(tǒng)
（1）智能產(chǎn)線MES系統(tǒng)軟件安裝于主控計(jì)算機(jī)端支持機(jī)床加工狀態(tài)加工實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)視，以類數(shù)控系統(tǒng)的界面顯示機(jī)床關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
（2）支持訂單管理，用戶自定義生成訂單、訂單跟蹤、工序返修。
（3）支持加工程序管理，加工程序派發(fā)，一次派發(fā)多個加工程序。
（4）支持料倉管理，料倉盤點(diǎn)，五色燈通信，料位初始化，物料狀態(tài)實(shí)時跟蹤。
（5）支持在線監(jiān)測，檢測數(shù)據(jù)設(shè)定，自動執(zhí)行檢測程序，檢測結(jié)果顯示和檢測記錄保存。
（6）支持刀具管理，實(shí)時采集機(jī)床刀具數(shù)據(jù)，用戶可設(shè)定刀具補(bǔ)償參數(shù)。
（7）支持網(wǎng)絡(luò)攝像頭通信，攝像頭視頻播放、畫面抓取功能。
（8）支持機(jī)床、機(jī)器人、料倉、測頭單設(shè)備測試。
（9）支持故障診斷，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)時報(bào)警監(jiān)控，支持系統(tǒng)日志記錄。
（10）通過網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)控系統(tǒng)，獲取數(shù)控系統(tǒng)軸的采樣數(shù)據(jù)。
（11）以波形的方式顯示軸的速度、位置、角度、負(fù)載等實(shí)時數(shù)據(jù)。
（12）通過對軟件采集和顯示數(shù)據(jù)的分析可以分析伺服性能，便于優(yōu)化伺服參數(shù)。
采集加工過程的實(shí)時數(shù)據(jù)，獲取加工過程“心電圖”，建立實(shí)時數(shù)據(jù)和加工程序行之間的對應(yīng)關(guān)系。
（13）基于實(shí)測數(shù)據(jù)優(yōu)化進(jìn)給速度，均衡刀具切削負(fù)荷和的同時，有效、安全的提高加工效率。
十二、伺服性能優(yōu)化調(diào)整軟件
（1）通過總控端顯示終端連接連接車床、加工中心數(shù)控系統(tǒng)，實(shí)時獲取數(shù)控系統(tǒng)軸的采樣數(shù)據(jù)。
（2）對于實(shí)時采樣的機(jī)床數(shù)據(jù)以波形的方式顯示進(jìn)給軸、主軸的速度、位置、負(fù)載等實(shí)時數(shù)據(jù)。
（3）通過對軟件采集和顯示數(shù)據(jù)的分析和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，分析伺服性能，形成調(diào)整優(yōu)化建議。
十三、加工工藝優(yōu)化軟件
（1）工藝優(yōu)化軟件采集加工過程的實(shí)時數(shù)據(jù)，獲取加工過程“心電圖”，建立實(shí)時數(shù)據(jù)和加工程序行之間的對應(yīng)關(guān)系。
（2）建立實(shí)時數(shù)據(jù)、材料去除率和加工程序行之間的對應(yīng)關(guān)系，通過智能數(shù)據(jù)處理與分析，自動定位高負(fù)荷區(qū)和低負(fù)荷區(qū)的位置，通過時域和指令域的分析，建立不同負(fù)荷區(qū)與程序行間的映射關(guān)系。
（3）基于實(shí)測數(shù)據(jù)優(yōu)化進(jìn)給速度，均衡刀具切削負(fù)荷和的同時，有效、安全的提高加工效率。
十四、總控PLC軟件
（1）總控PLC負(fù)責(zé)整個產(chǎn)線的邏輯動作控制，協(xié)調(diào)產(chǎn)線的啟動、復(fù)位、倉庫的盤點(diǎn)。
（2）RFID數(shù)據(jù)的讀寫與生產(chǎn)環(huán)節(jié)相適應(yīng)的RFID數(shù)據(jù)更新與顯示。
（3）控制機(jī)器人與數(shù)控車床、加工中心、料倉、快換夾具臺間的換爪，取放料，單一物料流加工和車銑混流加工。
（4）實(shí)現(xiàn)設(shè)備層故障檢測，流程中斷（暫停），電子圍欄監(jiān)控與實(shí)時中斷等安全防護(hù)。
十五、資料及設(shè)備配套（根據(jù)院長辦公會議新增）
（1）標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)文件：機(jī)床操作說明書、系統(tǒng)連接調(diào)試說明書、PLC編程說明書、參數(shù)說明書等、機(jī)床電氣說明書、機(jī)床機(jī)械說明書、機(jī)床精度檢驗(yàn)表。
（2）車床配套：軟爪，硬爪至少各1副，鏜刀座4個，外圓刀壓刀塊8副，端面刀壓刀塊 4副，32、25、20、16、；12、10、8鏜刀套各1個，，安裝推料裝置的鏜刀座。
（3）料倉方形治具壓板及頂絲10套；和零點(diǎn)夾具配合的方形治具可拆卸定位銷5個。
（4）網(wǎng)線10米長3根、系統(tǒng)用數(shù)據(jù)總線0.5m2條、1米2條，5米2條。
（5）RFID電子芯片5個，RFID讀寫器及電纜1套。6.智能產(chǎn)線仿真軟件：SAIDE VisualOne（單機(jī)版最新版本）并配加密狗。

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