LGJS-3型 模塊式柔性環(huán)形自動生產(chǎn)線及工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用實驗系統(tǒng)

 

(一)組成

    LGJS-3型 模塊式柔性環(huán)形自動生產(chǎn)線及工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用實驗系統(tǒng)須有五個分系統(tǒng)構(gòu)成即：數(shù)字化設(shè)計分系統(tǒng)、模擬加工制造分系統(tǒng)、檢測裝配分系統(tǒng)、生產(chǎn)物分流系統(tǒng)和信息管理分系統(tǒng)。應(yīng)包含供料檢測單元，操作手單元，加工單元，搬運單元，安裝單元，圖像檢測單元，提取單元，分類存儲單元，環(huán)形輸送單元，總控平臺等多個單元模塊。具有可進(jìn)行小批量多品種柔性加工、無人值守加工生產(chǎn)能力等，采用數(shù)字化信息系統(tǒng)管理模式，每一臺設(shè)備均采用網(wǎng)絡(luò)型式對外聯(lián)接，由服務(wù)器統(tǒng)一管理生產(chǎn)過程中的各種數(shù)字聯(lián)接任務(wù),具有現(xiàn)代化柔性制造加工系統(tǒng)的特征。

（二）功能

    LGJS-3型 模塊式柔性環(huán)形自動生產(chǎn)線及工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用實驗系統(tǒng)既能完成認(rèn)知型和綜合型實驗實訓(xùn)，又能完成開發(fā)設(shè)計型實驗實訓(xùn)，還能實現(xiàn)學(xué)生現(xiàn)場動手操作和網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)同步觀測與分析相結(jié)合；對樣件具有全程演示及生產(chǎn)能力；系統(tǒng)應(yīng)具有全自動控制功能，能充分展示現(xiàn)代工業(yè)中進(jìn)行數(shù)字化管理生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)；系統(tǒng)應(yīng)具有單機(jī)獨立控制、獨立運行功能；系統(tǒng)應(yīng)具有啟?？刂啤討B(tài)作業(yè)計劃調(diào)度、庫存資源動態(tài)顯示、系統(tǒng)故障診斷與處理、工件位置動態(tài)顯示等等功能。

LGJS-3型 模塊式柔性環(huán)形自動生產(chǎn)線及工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用實驗系統(tǒng)除能服務(wù)于工程訓(xùn)練實踐教學(xué)環(huán)節(jié)外，還應(yīng)能覆蓋相關(guān)課程，并能進(jìn)行相關(guān)的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，具體如下：
1、可服務(wù)的相關(guān)課程

    機(jī)械制造基礎(chǔ)、機(jī)械工程測試技術(shù)、機(jī)電傳動控制、液壓與氣壓傳動、機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計、數(shù)控技術(shù)、機(jī)電系統(tǒng)仿真、CAD/CAM、PLC原理及應(yīng)用、數(shù)字化制造技術(shù)、機(jī)電設(shè)備故障診斷、先進(jìn)制造技術(shù)、多軸數(shù)控加工技術(shù)、虛擬與仿真技術(shù)等，和其它相關(guān)課程。
2、教學(xué)演示類項目

    柔性化加工系統(tǒng)演示、遠(yuǎn)程控制演示、機(jī)電控管一體化技術(shù)演示、自動傳輸系統(tǒng)演示、工件自動裝配演示、產(chǎn)品自動倉儲系統(tǒng)演示等等。
3、專業(yè)綜合訓(xùn)練類、設(shè)計類等項目

    機(jī)械制造技術(shù)項目綜合訓(xùn)練、機(jī)床檢測綜合實驗、數(shù)字化技術(shù)項目綜合訓(xùn)練、多軸數(shù)控技術(shù)項目綜合訓(xùn)練、機(jī)電控制綜合實驗、機(jī)電一體化系統(tǒng)綜合設(shè)計、機(jī)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(jī)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(jī)界面編程設(shè)計、遠(yuǎn)程組態(tài)系統(tǒng)設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等等。
二、技術(shù)性能
1、輸入電源：三相四線～380V±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：＜4.5kVA
4、外形尺寸：7000mm×4500mm×2400mm
5、安全保護(hù)：具有漏電保護(hù)，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)
三、實訓(xùn)內(nèi)容
（一）PLC的設(shè)計與應(yīng)用
1、數(shù)據(jù)傳輸功能實訓(xùn)
2、定時、計數(shù)、移位功能實訓(xùn)
3、比較功能實訓(xùn)
4、步進(jìn)功能的應(yīng)用實訓(xùn)
5、跳轉(zhuǎn)功能的應(yīng)用實訓(xùn)
6、子程序調(diào)用功能的應(yīng)用實訓(xùn)
7、中斷控制功能的應(yīng)用實訓(xùn)
8、變頻調(diào)速的PWM控制功能的應(yīng)用實訓(xùn)
9、伺服電機(jī)速度位置控制功能的應(yīng)用實訓(xùn)
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
（二）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
（三）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
（四）運動控制系統(tǒng)
1、伺服電機(jī)定位的控制技術(shù)
2、直流電機(jī)的控制技術(shù)
3、交流電機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)
4、步進(jìn)電機(jī)的定位控制技術(shù)
（五）組態(tài)監(jiān)控及人機(jī)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(xùn)
（六）機(jī)械結(jié)構(gòu)訓(xùn)練技術(shù)
1、同步帶傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計及特性研究
2、直齒輪傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計及特性研究
3、錐齒輪傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計及特性研究
4、直線導(dǎo)軌的設(shè)計及特性研究
5、滾珠絲桿的特性研究及應(yīng)用
（七）故障檢測技術(shù)技能培訓(xùn)
1、程序故障設(shè)置的排除訓(xùn)練
2、參數(shù)故障設(shè)置的排除訓(xùn)練
3、電氣接線故障設(shè)置的排除訓(xùn)練
4、機(jī)械故障設(shè)置的排除訓(xùn)練
（八）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
四、系統(tǒng)組成
  系統(tǒng)的硬件由上料單元、操作手單元、加工單元、搬運單元、安裝單元、圖像形狀檢測單元、6自由度工業(yè)機(jī)器人單元、分類存儲單元九個基本單元站組成
（一）總控平臺
  總控平臺主要由三相電網(wǎng)電壓指示、電源控制部分、控制主機(jī)、狀態(tài)指示燈、二位選擇開關(guān)、啟動和停止開關(guān)、急停開關(guān)、復(fù)位開關(guān)、10.4英寸工業(yè)彩色觸摸屏等組成，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。
（二）上料單元
  上料單元主要由料斗、回轉(zhuǎn)臺、螺旋導(dǎo)料機(jī)構(gòu)、直流減速電機(jī)、工件滑道、計數(shù)電容開關(guān)、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檢測工位。
（三）操作手單元
  由機(jī)械手、橫臂、回轉(zhuǎn)臺、機(jī)械手爪、配重塊等組成，主要完成對工件的搬運。
（四）加工單元
  由旋轉(zhuǎn)工作臺、平面推力軸承、直流減速電機(jī)、刀具庫、升降式加工系統(tǒng)、加工組件、檢測組件、轉(zhuǎn)臺到位傳感器等組成。主要完成物料加工和深度的檢測。
（五）搬運單元
  由機(jī)械手、移動滑臺、安裝工作臺、工業(yè)導(dǎo)軌、齒輪齒條、配重塊等組成，主要完成對工件的搬運。
（六）安裝單元
  由料筒、換料機(jī)構(gòu)、推料機(jī)構(gòu)、工業(yè)導(dǎo)軌、搖臂等組成，主要完成對兩種不同工件的上料及安裝。
（七）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(jī)、圖像處理控制器、顯示器、位移傳感器等組成。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并檢測加工孔深，將不合格工件剔除。
（八）6自由度工業(yè)機(jī)器人單元
  由6自由度工業(yè)機(jī)器人、直線移動機(jī)構(gòu)、無桿氣缸、工業(yè)導(dǎo)軌等組成，主要完成對工件的提取及搬運。
  6自由度工業(yè)機(jī)器人指標(biāo)

（九）分類存儲單元
  由步進(jìn)電機(jī)、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。           
（十）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(dǎo)向機(jī)構(gòu)、變頻調(diào)速系統(tǒng)、自動定位機(jī)構(gòu)等組成。可完成對工件在不同速度下的輸送，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。
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(jìn)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(jìn)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(jī)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，可以完成系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)的集成。
（十一）實驗室遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)軟件（為了避免知識產(chǎn)權(quán)糾紛投標(biāo)現(xiàn)場需提供計算機(jī)軟件著作權(quán)證書和演示視頻）  
  該系統(tǒng)集成遠(yuǎn)程實驗臺電源管理系統(tǒng)，通過手機(jī)或其他移動終端系統(tǒng)監(jiān)控查詢學(xué)生實驗臺的電源開關(guān)狀態(tài)；單獨開啟關(guān)閉學(xué)生實驗臺電源；全部開啟或全部關(guān)閉實驗臺電源功能；定時開啟關(guān)閉電源功能。   
  該系統(tǒng)還可通過 PC 控制終端進(jìn)行實訓(xùn)考核，也可通過手持移動控制終端進(jìn)行實訓(xùn)考核，可自由設(shè)定任意一處與電控模塊引腳有關(guān)的各種常見故障，故障類型包括：線路斷 路、對地短路、接觸不良，偶發(fā)等故障現(xiàn)象。每套驅(qū)動模塊可以設(shè)置 8 路大電流 5A 的 開路故障、16 路小電流 2A 的信號通路的開路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共 24 路故 障設(shè)置。可根據(jù)需求擴(kuò)展設(shè)置 64 路大電流 5A 的開路故障、128 路小電流 2A 的信號通 路的開路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共192 路故障設(shè)置。可根據(jù)用戶使用要求調(diào)整故障設(shè)置點的數(shù)量和故障設(shè)置類型。
  可通過 PC 控制終端進(jìn)行實訓(xùn)考核，也可通過手持移動控制終端進(jìn)行實訓(xùn)考核，教師與學(xué)員界面分開，教師通過密碼進(jìn)入教師界面出題，學(xué)員在普通界面答題。(注：教師與 學(xué)員設(shè)故與排故界面原理圖與設(shè)備面板原理圖完全一致)可自由設(shè)定任意一處與汽車電控模塊引腳有關(guān)的各種常見故障，故障類型包括：線路斷 路、對地短路、接觸不良，偶發(fā)等故障現(xiàn)象。
  所有配備驅(qū)動模塊的實訓(xùn)設(shè)備，均可通過內(nèi)置的專用新型無線數(shù)據(jù)傳輸模塊無線組網(wǎng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程集中管理。
  用戶可選擇通過無線或 RS-232 串口通訊與其它實訓(xùn)設(shè)備配套的無線故障設(shè)置控制系統(tǒng) 組成一個網(wǎng)絡(luò)，通過主控計算機(jī)控制每一臺實訓(xùn)設(shè)備的故障設(shè)置、故障排除、參數(shù)設(shè)定、 遠(yuǎn)程起動、信息反饋、考核評分等功能。