智能制造單元系統(tǒng)包括應(yīng)用平臺

一、平臺功能
智能制造單元系統(tǒng)包括應(yīng)用平臺能完成工業(yè)機器人與 plc 控制的綜合實驗，應(yīng)用模型塊化組裝，便利教師教學(xué)， 可以完成工業(yè)機器人的基礎(chǔ)實操，同時完成工業(yè)機器人搬運、碼垛、裝配、涂膠、數(shù)控機床上下料等經(jīng)經(jīng)典型任務(wù)，還可以完成視覺檢驗測試，PLC 編程，通信、工控組態(tài)等自動化控制項目；可以完成作業(yè)站系統(tǒng)故障診斷及常見故障排除、作業(yè)站系統(tǒng)方案設(shè)計等綜合實驗項目。

二、設(shè)備構(gòu)成
智能制造單元系統(tǒng)包括應(yīng)用平臺由執(zhí)行單元、工量具單元、倉儲單元、加工單元、打磨單元、檢驗測試單元、分揀單元、總控單元及系統(tǒng)構(gòu)成。
（一）執(zhí)行單元 1 套
1、工業(yè)機器人 1 臺：
（1）六自由度串聯(lián)關(guān)節(jié)桌面型工業(yè)機器人；
（2）作業(yè)界限 580mm；
（3）有效荷重 3kg，手臂荷重 0.3kg；
（4）手腕設(shè)定有10 路包括信號源，4 路包括氣源；
（5）重復(fù)定位精確度 0.01mm；
（6）防護等級 IP30；
（7）本體重量（kg） 25kg；
（8）在作業(yè)臺臺面上布置有手動 /自動模式變換旋鈕、電機開啟按鈕及示教器接線連接口，便利接線。
2、工業(yè)機器人拓展 IO 模型塊 1 個:
（1）支持 DeviceNet 總線通訊；
（2）支持適配 IO 模型塊數(shù)量最多 32 個；
（3）傳輸距離最大 5000 米，總線速率最大 500kbps；
（4）附帶數(shù)字量寫入模型塊2個，單模型塊 8 通 道，寫入信號類型 PNP，寫入電流（A）經(jīng)經(jīng)典型值 3mA，隔離耐壓 500V，隔離方法光耦隔離；
（5）附帶數(shù)字量輸出模型塊4個，單模型塊8通道 ，輸出信號類型源型， 驅(qū)動能力 500mA/通道，隔離耐壓 500V，隔 離方法光耦隔離；
（6）附帶模仿量輸出模型塊 1 個，單模型塊 4 通道， 輸出電壓（V） 0V~10V，負載能力>5kΩ， 負載類型為阻性負載、容性 負載，分辨率 12 位；
（7）在作業(yè)臺臺面上布置有遠程 IO 適配器的 互聯(lián)網(wǎng)通信連接口，便利接線。
3、工量具快換模型塊1個：
（1）針對多關(guān)節(jié)機器人設(shè)計，使氣管、信號確認線一次性自動裝卸；
（2）超硬鋁材料，裝配位置為機器手側(cè) ；
（3）可搬重量（kg） 3kg；鎖緊力 123N，張開力 63N；
（4）支持9路電信號(2A，DC 24V)、6 路氣路連接。
4、平移滑臺 1 個：
（1）有效作業(yè)行程 700mm，有效負載重量（kg） 50kg ，規(guī)格限定運行速度 15mm/s；
（2）驅(qū)動方法為伺服電機經(jīng)減慢速度機減慢速度后 ，經(jīng)過同步帶帶動滾珠絲杠完成旋轉(zhuǎn)動作變換到直線動作，由滾 珠導(dǎo)軌導(dǎo)向滑動；
（3）伺服電機規(guī)格限定輸出 400W，規(guī)格限定轉(zhuǎn)矩 1.3Nm，規(guī)格限定轉(zhuǎn)動速度 3000r/min，增量式 17bit 編碼器，配套同品牌伺服放大器，輸出規(guī)格限定電壓（V）三相 AC170V/規(guī)格限定電流（A） 2.8A，電源寫入電壓（V） 三相或一相 AC200V~240V/規(guī)格限定電流（A） 2.6A，控制方法為正弦波 PWM 控制/電流（A）控制方法， 配套精密減慢速度機，減慢速度比 1:3；
（4）滾珠絲杠 直徑 25mm，導(dǎo)程 5mm，全長 990mm，配套自潤滑螺母；
（5）滾珠導(dǎo) 軌共 2 個，寬度 20mm，全長 1240mm，每個導(dǎo)軌配套 2 個滑塊；
（6）直線導(dǎo)軌裝配備有防護罩，保護導(dǎo)軌和絲杠等零件，保證運行安全，配備有拖鏈系統(tǒng)便利工業(yè)機器人線纜及其他連接線布線，外側(cè)安 裝備有長度標(biāo)尺，可指示滑臺當(dāng)前位置。
5、PLC 控制器 1 個：
（1）作業(yè)存儲器 75KB，裝載存儲器 2MB，保持性存儲器 10KB；
（2）本體包括 I/O，數(shù)字量 8 點寫入/6 點輸出， 模仿量 2 路寫入；
（3）過程映像大小為 1024 字節(jié)寫入(I)和 1024 字節(jié)輸出(Q)；
（4）位存儲器為 4096 字節(jié)(M)；
（5）具備 1 個以太 網(wǎng)通信端口，支持 PROFINET 通信；
（6）實數(shù)數(shù)學(xué)運算執(zhí)行速度 2.3μs/指令，布爾運算執(zhí)行速度 0.08μs/指令；
（7）拓展 IO 模型塊， 數(shù)字量寫入模型塊 1 個，寫入點數(shù) 16 位，類型為源型/漏型，規(guī)格限定 電壓（V） 24V DC (4mA)；
（8）在作業(yè)臺臺面上布置有 PLC 的互聯(lián)網(wǎng)通信 連接口，便利接線。
6、遠程 IO 模型塊 1 個：
（1）支持 ProfiNet 總線通訊；
（2）支持適配 IO 模型塊數(shù)量最多 32 個；
（3）傳輸距離最大 100 米(站站距離)， 總線速率最大 100Mbps；
（4）附帶數(shù)字量寫入模型塊4個，單模型塊8通道，寫入信號類型 PNP，寫入電流（A）經(jīng)經(jīng)典型值 3mA，隔離耐壓 500V，隔離方法光耦隔離；
（5）附帶數(shù)字量輸出模型塊 2個，單模型塊 8 通 道，輸出信號類型源型，驅(qū)動能力 500mA/通道，隔離耐壓 500V ，隔離方法光耦隔離；
（6）附帶模仿量寫入模型塊 1個，單模型塊 4 通 道，寫入電壓（V） 0V~10V，寫入濾波可配備(1ms~10ms) ，寫入阻抗 >500kΩ， 分辨率 12 位；
（7）在作業(yè)臺臺面上布置有遠程 IO 適配器 的互聯(lián)網(wǎng)通信連接口，便利接線。
7、作業(yè)臺 1 個：
（1）鋁制型材構(gòu)造，作業(yè)臺式設(shè)計，臺面可安 裝功能模型塊，下部儲物儲物柜體內(nèi)可裝配電氣設(shè)備；
（2）下部儲物儲物柜體四角裝配 有腳輪，輪片直徑 50mm，輪片寬度 25mm，可調(diào)高度 10mm；
（3）作業(yè)臺面合理布置有線槽，便利控制信號線和氣路布線，而且電、氣分開；
（4）下部儲物儲物柜體上端和下端四周裝配備有線槽，可便利電源線、氣管和通信線布線；
（5）下部儲物儲物柜體門板為快捷可拆卸設(shè)計，每個門板完全相同可互換裝配。
（二）工量具單元 1 套
1、輪輞外圈夾爪 1 個：
（1）兩指夾爪，氣動驅(qū)動，自動定心，可 針對零件輪輞外圈位置平穩(wěn)夾持；
（2）配備有工量具快換模型塊工量具端， 與工量具快換法蘭端配套，自重 45g，裝配后厚度 38mm。
2、吸盤夾爪 1 個：
（1）五位吸盤工量具，可對零件輪輻的正面、反 面表面平穩(wěn)拾??；
（2）配備有工量具快換模型塊工量具端， 與工量具快換法蘭 端配套，自重 45g，裝配后厚度 38mm。
3、端面打磨工量具 1 個：
（1）電動打磨工量具，配備有端面打磨頭，可對零件表面實行打磨加工；
（2）配備有工量具快換模型塊工量具端，與工量具快換法蘭端配套，自重 45g，裝配后厚度 38mm。
4、側(cè)面打磨工量具 1 個：
（1）電動打磨工量具，配備有側(cè)面打磨頭，可對零件表面實行打磨加工；
（2）配備有工量具快換模型塊工量具端，與工量具快換法蘭端配套，自重45g，裝配后厚度 38mm。
5、工量具支撐架 1 個：
（1）鋁制構(gòu)造，可平穩(wěn)支撐并定位全部工量具；
（2）提供7個工量具擺放位置，位置標(biāo)號清晰標(biāo)示；
（3）全部工量具的 定位方法相同，可互換位置，不影響正常使用。
6、示教器支撐架× 1：
與工業(yè)機器人示教器配套，可平穩(wěn)安放，不易滑落；配套線纜懸掛支撐架，便利線纜收放。
（三）倉儲單元一套
1、立體倉庫 1 個：
雙層共 6 倉位，應(yīng)用鋁型材作為構(gòu)造支撐； 每個倉位可存儲 1 個輪轂零件；倉位托盤可由氣動推桿驅(qū)動推出 縮回；倉位托盤下部設(shè)定有傳感器可檢驗測試當(dāng)前倉位是否存有零件 ；每個倉位設(shè)定有紅綠指示燈表明當(dāng)前倉位倉儲狀態(tài)，并有明確標(biāo) 識倉位編號。
2、輪轂零件 6 件：
鋁制材料，五幅輪轂縮比零件；正面設(shè)計 有可更換的數(shù)控加工耗材裝配板，直徑 37mm，厚度 8mm，塑料材 質(zhì)；零件正面、反面均設(shè)計有定位槽、視覺檢驗測試區(qū)域、打磨加工區(qū)域和二維碼標(biāo)簽位置。
（四）加工單元一套
1、數(shù)控機床 1 臺：
（1）經(jīng)經(jīng)典型三軸立式銑床構(gòu)造，加工臺面不動，主軸可完成 XYZ 三軸加工動作；
（2）主軸為風(fēng)冷電主軸，轉(zhuǎn)動速度 24000r/min，規(guī)格限定功率（W） 0.8kW，軸端連接為 ER11，可夾持 3mm 直 徑刀柄的刀具；
（3）X 軸有效行程 240mm，Y 軸有效行程 250mm，Z 軸有效行程 180mm；
（4）夾具應(yīng)用氣動驅(qū)動夾緊，缸徑 32mm，夾具可有氣動驅(qū)動前后兩端定位，便利上下料；
（5）數(shù)控機床配備有安全 護欄，鋁制框體結(jié)構(gòu)透明隔斷，正面、背面均配備有安全門， 由氣動 驅(qū)動完成開啟關(guān)閉。
2、模仿刀庫 1 件：
模仿刀庫應(yīng)用虛擬化設(shè)計，由顯露屏顯露當(dāng) 前使用刀具信息和刀庫作業(yè)狀態(tài)；顯露屏尺寸 9 英寸， TFT 真彩 液晶屏， 64K 色，分辨率 800×480，背光平均無故障時間 20000 小時，可用內(nèi)部存儲 10MB，支持 ProfiNet 通訊；側(cè)面配裝備有數(shù)控機 床作業(yè)指示燈，可指示當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)。
3、數(shù)控系統(tǒng) 1 件：
功能平穩(wěn)，10.4 英寸 TFT 彩色顯露屏，具備 銑削工序技藝，進給軸具備進給平滑控制、力矩前饋控制功能、支持 各軸自動優(yōu)化和軌跡插補功能；插補軸數(shù)最大 4 軸，支持直線插補、圓弧插補、螺旋線插補、精優(yōu)曲面功能、高速高精設(shè)定、程 序段預(yù)讀功能、壓縮器功能； 具備刀具管理功能， 刀具數(shù)最大 256 ，刀刃數(shù)最大 256，支持刀具重量、刀具壽命檢驗測試功能， 帶替換刀具管理功能； 具備 OPC UA 通訊連接口， 可將數(shù)控系統(tǒng)中的運行數(shù)值傳輸?shù)?MES 系統(tǒng)中；提供手輪對各軸手動實操。
（五）打磨單元一套
1、打磨工位 1 個：
鋁制框體結(jié)構(gòu)構(gòu)造，可平穩(wěn)支撐零件加工；四 爪夾具由氣動驅(qū)動，可對零件輪轂位置實行平穩(wěn)夾持，自動對心 定位；下部配備有傳感器可檢驗測試當(dāng)前工位是否存有零件。
2、旋轉(zhuǎn)工位 1 個：
鋁制框體結(jié)構(gòu)構(gòu)造，可平穩(wěn)支撐零件加工；四 爪夾具由氣動驅(qū)動，可對零件輪輞內(nèi)圈實行平穩(wěn)夾持，自動對心 定位；下部配備有傳感器可檢驗測試當(dāng)前工位是否存有零件；旋轉(zhuǎn)氣缸 可帶動旋轉(zhuǎn)工位整體 180°旋轉(zhuǎn)，完成零件沿軸線旋轉(zhuǎn)。
3、翻轉(zhuǎn)工裝 1 個：
雙指夾具對零件輪輞外圈平穩(wěn)夾持，自動對 心定位，翻轉(zhuǎn)過程無位移；旋轉(zhuǎn)氣缸可驅(qū)動雙指夾具完成所夾持 的零件在打磨工位和旋轉(zhuǎn)工位間翻轉(zhuǎn)；升降氣缸可完成翻轉(zhuǎn)后的 零件在小距離內(nèi)垂直放入取出工位，保證定位準(zhǔn)確。
4、吹屑工位 1 個：
不銹鋼材料，兩側(cè)布置了吹氣口，可將打磨 后粘附在零件表面上的碎屑清除。
（六）視覺系統(tǒng)檢驗測試單元一套
應(yīng)用不小于 30W 像素 CCD 相機，彩色，電 子快門；控制器為箱型； 動作模式含有概括標(biāo)準(zhǔn)模式、倍速多通道輸 入、不間斷調(diào)節(jié)；支持 128 場景數(shù)；運用流程編輯功能制作處置整理 流程；支持 Ethernet 通信，應(yīng)用無協(xié)議(TCP/UDP)；在作業(yè)臺 臺面上布置有互聯(lián)網(wǎng)通信連接口，便利接線。配套漫反射環(huán)形光源， 白色，明亮度可調(diào)動；光源配備有保護支撐架，可有效防止零件掉落 損壞光源；配套視覺系統(tǒng)顯露器和實操用鼠標(biāo)。
（七）分揀單元一套
1、傳送帶 1 件：
調(diào)節(jié)速度電機驅(qū)動， 配套 1:18 減慢速度比減慢速度器， 應(yīng)用 變頻器驅(qū)動；傳送帶起始端配備有傳感器， 可檢驗測試當(dāng)前位置是否有 零件。
2、分揀機構(gòu) 3 個：
分揀機構(gòu)配備有傳感器，可檢驗測試當(dāng)前分揀機構(gòu) 前是否有零件；運用垂直氣缸可完成阻擋片升降，將零件攔截在 指定分揀機構(gòu)前； 運用推動氣缸可完成將零件推入指定分揀工位。
3、分揀工位 3 個：
分揀工位末端配備有傳感器，可檢驗測試當(dāng)前分揀 工位是否存有零件；分揀工位末端為 V 型頂塊，可協(xié)作頂緊氣缸對零件精確定位；每個分揀工位均有明確標(biāo)號。
（八）總控單元一套
1、PLC 控制器 2 個：
作業(yè)存儲器 75KB，裝載存儲器 2MB，保持 性存儲器 10KB；本體包括 I/O，數(shù)字量 8 點寫入/6 點輸出， 模仿 量 2 路寫入； 具備 1 個以太網(wǎng)通信端口， 支持 PROFINET 通信； 實 數(shù)數(shù)學(xué)運算執(zhí)行速度 2.3μs/指令，布爾運算執(zhí)行速度 0.08 μs/ 指令。
2、交換機 1 個 ：
支持互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) IEEE802.3、IEEE802.3u、IEEE802.3x；8個10/100/1000Mbps 自適應(yīng) RJ45 端口；全鋼材殼 體，強勁散熱功能保證機器平穩(wěn)運行。
3、實操操作面板 1 個：
提供1個總電源寫入開關(guān)，可控制寫入電源的開啟關(guān)閉；提供1個電源模型塊急停按鈕，可切斷總控單元電源模型塊向其他單元模型塊的供電；提供4個自定義功能按鈕，1個自復(fù)位綠色燈按鈕，1個自復(fù)位紅色燈按鈕，1個自保持綠色燈按鈕，1個自保持紅色燈按鈕。
4、顯露終端 1 個：
屏幕尺寸大于 20 英寸；屏幕分辨率高清；屏 幕比例 16:9；視頻連接口 HDMI1.4。
5、位移終端 1 個：屏幕尺寸大于 6 英寸，屏幕分辨率不低于 1280 ×800，IPS，處置整理器速度大于1.2GHz，存儲容量（KV）不低于8GB，實操系統(tǒng) Android，支持WiFi和藍牙連接。
6、電源模型塊 1 個：
寫入電源為三相五線制， AC380V，50Hz，15kW，重載連接器插頭，接線安全防觸電；執(zhí)行單元輸出電源為一相 三線制，AC 220V，50Hz，7kW，重載連接器插頭，接線安全防觸 電，配空氣開關(guān)和指示燈。
7、氣泵 1 個：
功率（W） 600W，排氣量 118L/min，最大壓力 8bar，儲氣罐24L；提供8路氣路供氣連接口，每路空氣連接口可單單獨開啟關(guān)閉。
（九）工業(yè)機器人離線編程系統(tǒng)4節(jié)點
1、擬真系統(tǒng)支持ABB、KUKA，F(xiàn)anuc、安川、新松、埃夫特、廣州數(shù)控、熊貓、斯陶比爾、UR（優(yōu)傲）、傲博等多種機器人，提供50種以上的各品牌機器人模型和大量生產(chǎn)線結(jié)合套件庫；
2、支持多種格式的三維（3D）CAD模型，可導(dǎo)入拓展名為step、igs、stl等格式；
3、可經(jīng)過導(dǎo)入CAD模型快速生成動作結(jié)合套件，并對結(jié)合套件特征樹實行實操和修改;
4、支持關(guān)節(jié)型機器人、Delta（空間三自由度并聯(lián)機構(gòu)機器人）、SCARA（平面關(guān)節(jié)型機器人）、直角坐標(biāo)等各種構(gòu)造的機器人；
5、允許經(jīng)過專用的模板和程序語言定制各種機器人和自動化工量具的動作控制。算法支持含有3-5軸的通用機床、3-6個旋轉(zhuǎn)軸的串聯(lián)，并聯(lián)，雙臂，AGV小車，等機器人及生產(chǎn)線上對應(yīng)的工裝夾具，傳送帶，變位機，導(dǎo)軌等輔助設(shè)備；
6、提供工業(yè)機器人虛擬教學(xué)模型塊，能夠經(jīng)過虛擬示教器對機器人的手動實操以及程序代碼的自動運行，也能直連客戶指定的實際示教器；
7、提供強大的API功能支持，允許開展大量機器人機構(gòu)的自動化應(yīng)用?？蓪嵭袛M真和應(yīng)用來程序機器人取放物體和應(yīng)用來復(fù)雜的多機器人同步動作等；
8、含有豐富的軌跡調(diào)節(jié)優(yōu)化工量具包，如碰撞查驗、工業(yè)機器人可達性、姿態(tài)奇異點、軸超限等；
9、支持多機器人同步動作擬真，能夠完成5個及以上機器人與外部軸的同步動作；
10、設(shè)定有自動化生產(chǎn)線擬真功能，含有碼垛機、AGV小車、串聯(lián)機器人在內(nèi)的功能模型塊；
11、真實的模仿效果（如焊接火花效果、噴漆上色效果、雕刻效果）；
12、提供多視角的查看，并可完成動作視角鏡頭追蹤；
13、支持虛擬傳感器的建模與擬真，支持視覺，激光距離，力傳感等傳感器的擬真，效果接近真實傳感器的效果；
14、場景中的物理實體設(shè)定有真實世界中的物體的物理效果，可以實行碰撞檢驗測試并具備剛體動作的效果，具備設(shè)定重力，摩擦系數(shù)等功能數(shù)值能力，并能按照這些功能數(shù)值模仿物體的真實動作效果，用戶可以按照真實世界中的邏輯對場景實行建模，減少了建模的復(fù)雜性。
15、設(shè)定有離線編程功能，支持ABB，三菱，F(xiàn)anuc，安川，川崎等品牌機器人的代碼；
16、可生成擬真動作視頻（AVI或者Mp4格式）并導(dǎo)出。
正版系統(tǒng)，需提供業(yè)機器人離線編程系統(tǒng)著作權(quán)證書原件備查，并提供不少于十張的系統(tǒng)截圖。