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工業(yè)機器人柔性生產(chǎn)線實訓平臺
一、產(chǎn)品概述
(一)組成
柔性系統(tǒng)須有五個分系統(tǒng)構成即：數(shù)字化設計分系統(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)。它應包含供料檢測單元，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。系統(tǒng)具有可進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，每一臺設備均采用網(wǎng)絡型式對外聯(lián)接，由服務器統(tǒng)一管理生產(chǎn)過程中的各種數(shù)字聯(lián)接任務,具有現(xiàn)代化柔性制造加工系統(tǒng)的特征。
（二）功能
既能完成認知型和綜合型實驗實訓，又能完成開發(fā)設計型實驗實訓，還能實現(xiàn)學生現(xiàn)場動手操作和網(wǎng)絡計算機同步觀測與分析相結合；對樣件具有全程演示及生產(chǎn)能力；系統(tǒng)應具有全自動控制功能，能充分展示現(xiàn)代工業(yè)中進行數(shù)字化管理生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)；系統(tǒng)應具有單機獨立控制、獨立運行功能；系統(tǒng)應具有啟?？刂啤討B(tài)作業(yè)計劃調度、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。
該系統(tǒng)除能服務于工程訓練實踐教學環(huán)節(jié)外，還應能覆蓋相關課程，并能進行相關的實踐性教學環(huán)節(jié)，具體如下：
1、可服務的相關課程
機械制造基礎、機械工程測試技術、機電傳動控制、液壓與氣壓傳動、機器人技術與應用、機電一體化系統(tǒng)設計、數(shù)控技術、機電系統(tǒng)仿真、CAD/CAM、PLC原理及應用、數(shù)字化制造技術、機電設備故障診斷、先進制造技術、多軸數(shù)控加工技術、虛擬與仿真技術等，和其它相關課程。
2、教學演示類項目
柔性化加工系統(tǒng)演示、遠程控制演示、機電控管一體化技術演示、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)綜合訓練類、設計類等項目
機械制造技術項目綜合訓練、機床檢測綜合實驗、數(shù)字化技術項目綜合訓練、多軸數(shù)控技術項目綜合訓練、機電控制綜合實驗、機電一體化系統(tǒng)綜合設計、機電一體化系統(tǒng)綜合設計、工件傳輸線應用設計、工件裝配項目應用設計、立體倉庫應用設計、氣壓系統(tǒng)應用設計、系統(tǒng)供電方案應用設計、計算機輔助工藝規(guī)程設計、數(shù)據(jù)庫應用及開發(fā)、總控系統(tǒng)的應用與開發(fā)、傳感器應用與選擇、PLC應用編程設計、PLC網(wǎng)格通訊應用、伺服驅動應用、人機界面編程設計、遠程組態(tài)系統(tǒng)設計、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習、畢業(yè)設計等等。
二、技術性能
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：具有漏電保護，安全符合國家標準
三、實訓內容
（一）PLC的設計與應用
1、數(shù)據(jù)傳輸功能實訓
2、定時、計數(shù)、移位功能實訓
3、比較功能實訓
4、步進功能的應用實訓
5、跳轉功能的應用實訓
6、子程序調用功能的應用實訓
7、中斷控制功能的應用實訓
8、變頻調速的PWM控制功能的應用實訓
9、伺服電機速度位置控制功能的應用實訓
10、檢測系統(tǒng)的程序設計
11、變頻調速環(huán)行自動傳輸系統(tǒng)的程序設計
12、自動儲存系統(tǒng)的程序設計
（二）傳感器技術及應用
1、光電傳感器的特性研究及應用
2、電感傳感器的特性研究及應用
3、電磁傳感器的特性研究及應用
4、位置傳感器的特性研究及應用
（三）氣動控制技術
1、電控氣動閥的工作原理及應用
2、真空發(fā)生器的工作原理及應用
3、氣動二聯(lián)體的工作原理及應用
4、各種氣缸的工作原理及應用
（四）運動控制系統(tǒng)
1、伺服電機定位的控制技術
2、直流電機的控制技術
3、交流電機的變頻調速技術
4、步進電機的定位控制技術
（五）組態(tài)監(jiān)控及人機界面技術
1、組態(tài)監(jiān)控軟件的基本應用
2、組態(tài)監(jiān)控軟件通信應用實訓
（六）機械結構訓練技術
1、同步帶傳動機構的設計及特性研究
2、直齒輪傳動機構的設計及特性研究
3、錐齒輪傳動機構的設計及特性研究
4、直線導軌的設計及特性研究
5、滾珠絲桿的特性研究及應用
（七）故障檢測技術技能培訓
1、程序故障設置的排除訓練
2、參數(shù)故障設置的排除訓練
3、電氣接線故障設置的排除訓練
4、機械故障設置的排除訓練
（八）網(wǎng)絡通訊技術和PROFIBUS總線技術
1、網(wǎng)絡通訊基礎的原理與應用
2、PROFIBUS-DP模塊的研究與應用
3、PROFIBUS通訊協(xié)議的研究與應用
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、狀態(tài)指示燈、二位選擇開關、啟動和停止開關、急停開關、復位開關、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)調各站運行，完成工業(yè)控制網(wǎng)絡的集成。
（二）上料單元
上料單元主要由料斗、回轉臺、螺旋導料機構、直流減速電機、工件滑道、計數(shù)電容開關、光電開關等組成。主要完成將工件從回傳上料臺依次送到檢測工位。
主要技術指標：
（三）操作手單元
由機械手、橫臂、回轉臺、機械手爪、配重塊等組成，主要完成對工件的搬運。
主要技術指標：
（四）加工單元
由旋轉工作臺、平面推力軸承、直流減速電機、刀具庫、升降式加工系統(tǒng)、加工組件、檢測組件、轉臺到位傳感器等組成。主要完成物料加工和深度的檢測。
主要技術指標：
（五）搬運單元
由機械手、移動滑臺、安裝工作臺、工業(yè)導軌、齒輪齒條、配重塊等組成，主要完成對工件的搬運。
主要技術指標：
（六）安裝單元
由料筒、換料機構、推料機構、工業(yè)導軌、搖臂等組成，主要完成對兩種不同工件的上料及安裝。
主要技術指標：
（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、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。
主要技術指標：
（八）6自由度工業(yè)機器人單元
由6自由度工業(yè)機器人、直線移動機構、無桿氣缸、工業(yè)導軌等組成，主要完成對工件的提取及搬運。
主要技術指標：
6自由度工業(yè)機器人指標
▲1、自由度：6；
▲2、負載能力：不小于3kg；
3、位置重復精度：0.01mm；
4、工作范圍：不小于580mm；
5、六軸立式多關節(jié)機器人，球形工作范圍、開鏈式結構；
6、六軸采用絕對值伺服電機；
7、J1-J6軸采用諧波減速機；
8、防護等級: IP30；
9、安裝方式：任意角度；
10、運動
軸運動 工作范圍 最大速度
軸1：+165°~ -165° 250°/s
軸2：+110°~ -110°250°/s
軸3：+70° ~ -90° 250°/s
軸4：+160°~ -160°320°/s
軸5：+120°~ -120°320°/s
軸6：+400°~ -400°42
（九）分類存儲單元
由步進電機、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。
主要技術指標：
（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、自動導向機構、變頻調速系統(tǒng)、自動定位機構等組成?？赏瓿蓪ぜ诓煌俣认碌妮斔?，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S7-1200(CPU224)，各站之間使用ProfiBus-DP總線進行通訊，S7-1200從站主要用于控制與驅動設備層，并對現(xiàn)場反饋的信號進行采集，S7-300主站采集各從站數(shù)據(jù)，協(xié)調各站運行，并為上位機的監(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)絡的集成。
（十一）云智能實驗室安全管理系統(tǒng)
本平臺將無線傳輸、信息處理等物聯(lián)網(wǎng)技術應用用于自動化遠程控制。設備端運行狀態(tài)、數(shù)據(jù)參數(shù)等上傳至云平臺。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的傳感層、傳輸層和應用層關聯(lián)掌握數(shù)據(jù)與分析數(shù)據(jù)。
1. 電壓、電流等模擬量數(shù)據(jù)顯示
2. 輸入開關監(jiān)控，輸出開關等數(shù)字量控制。
3. 遠程控制啟停狀態(tài)，給定輸出電壓值的。
4. 顯示輸入輸出電壓值的歷史數(shù)據(jù)
5. 可按照日期、日間進行查詢歷史數(shù)進行查詢。
6. 報警信號為PLC主機模擬量采集數(shù)值或者開關量可以自由設定，如當模擬量輸入超過設定電壓時產(chǎn)生報警，通過物聯(lián)網(wǎng)自動化應用軟件將報警信號上傳到云平臺，通過云平臺向設置的終端推送報警信號，每臺設備可對應多個終端設備。
7. 通過手機端可以實現(xiàn)遠程控制PLC的輸出及監(jiān)視PLC的輸入狀態(tài)變化。
8. 數(shù)據(jù)顯示畫面：畫面顯示輸入電壓數(shù)值，輸出電壓監(jiān)控，開關狀態(tài)輸入，開關控制輸出，以及云端連接二維碼。
9. 聯(lián)網(wǎng)設置界面：設置現(xiàn)場數(shù)據(jù)連接云平臺后臺數(shù)據(jù)庫管理。
★為保證軟件正版，投標時提供云智能實驗室安全管理系統(tǒng)軟件著作權證書原件備。
（十二）智能制造生產(chǎn)線虛擬仿真系統(tǒng)
通過本系統(tǒng)軟件了解組成智能制造生產(chǎn)線的電氣、氣動、PLC等元件的工作原理并對機電系統(tǒng)的設計、分析進行虛擬仿真。通過選擇元件利用符合繪制二維回路圖或利用三維模型在系統(tǒng)內實現(xiàn)智能制造的動作而進行虛擬仿真。本系統(tǒng)不僅實現(xiàn)工廠的三維仿真使虛擬現(xiàn)實仿真更加逼真，而且把通過仿真驗證的控制邏輯單元可用作監(jiān)視及控制模塊，使能夠實現(xiàn)并行工程及軟件、硬件的并行設計。
仿真基本模塊包括：
1、反饋控制和順序控制系統(tǒng)
2、指示燈的與門(AND)控制
3、物品傳送裝置
4、單向氣缸控制
5、雙缸聯(lián)動控制
6、帶式輸送裝置系統(tǒng)
7、滾筒式輸送裝置系統(tǒng)
8、指示燈順序閃爍回路
9、自動控制標記打印操作控制
10、電梯控制
11、氣壓控制移動裝置
12、工業(yè)機器人控制
13、帶式傳送帶實習裝置
14、氣壓傳動流水線實驗裝置
★正版軟件，投標時提供智能制造生產(chǎn)線虛擬仿真系統(tǒng)軟件著作權證書原件備查并現(xiàn)場演示。
（十三）實驗室智能電源管理系統(tǒng)
實訓室總體智能電源管理系統(tǒng)由主電路、控制電路、檢測保護電路、顯示電路、語音報警電路等組成。
主要功能：
1、上電前合閘條件檢測：輸入過壓、欠壓、對地漏電、過流、任一故障存在不合閘；并且進行語音報警；
2、運行檢測保護：輸入過壓、欠壓、輸出過流、漏電，任一故障出現(xiàn)將自動跳閘，實施保護，并且進行語音報警；保護閥值現(xiàn)場可設置；
3、漏電功能測試：按下漏電測試按鈕，裝置會自動提供一個漏電測試信號，使保護器跳閘，重新進行上電合閘條件檢測，語音提示“開機自檢中”，故障消除后，實訓室總體智能電源管理系統(tǒng)自動合閘，恢復供電。
4、過壓保護：運行中，出現(xiàn)輸入過壓，實訓室總體智能電源管理系統(tǒng)將跳閘，并且對應的“過壓”指示燈以紅綠色交替顯示進行提醒，語音播報“電源過壓，請注意”；
5、過流保護：運行中，三相電流中任一相出現(xiàn)過流，實訓室總體智能電源管理系統(tǒng)將跳閘，且對應的“過流”指示燈以紅綠色交替顯示進行提醒，語音播報“過流，請注意”；
6、漏電保護：運行中，三相中任一相發(fā)生漏電，實訓室總體智能電源管理系統(tǒng)將跳閘，并且對應的“漏電”指示燈以紅綠色交替顯示進行提醒，語音播報“有漏電，請注意”。
★投標時現(xiàn)場演示功能
（四）教學課件資源
1、工業(yè)機器人課程資源
(1) 工業(yè)機器人的概述：工業(yè)機器人的定義、發(fā)展與應用、基本組成及技術參數(shù)、工業(yè)機器人的分類；
(2) 工業(yè)機器人的機械系統(tǒng)：工業(yè)機器人的1軸結構、工業(yè)機器人的2軸結構、工業(yè)機器人的3軸結構、工業(yè)機器人的4軸結構、工業(yè)機器人的5軸結構、工業(yè)機器人的6軸結構、工業(yè)機器人的機身結構、工業(yè)機器人的行走結構、工業(yè)機器人的驅動裝置和傳動單元；
(3) 工業(yè)機器人的運動學與動力學：工業(yè)機器人的連桿參數(shù)和齊次坐標變換矩陣。
(4) 工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)：工業(yè)機器人控制裝置、工業(yè)機器人驅動裝置、工業(yè)機器人檢測裝置；
(5) 工業(yè)機器人的編程：工業(yè)機器人的編程方式、工業(yè)機器人的示教編程、工業(yè)機器人的編程語言、工業(yè)機器人的語言系統(tǒng)結構和基本功能、常用工業(yè)機器人編程語言、工業(yè)機器人的離線編程、工業(yè)機器人的離線編程仿真軟件及編程示例；
(6) 工業(yè)機器人的典型應用：焊接機器人的應用、搬運機器人的應用、碼垛機器人的應用、涂裝機器人的應用、裝配機器人的應用；
(7) 提供汽車生產(chǎn)線工業(yè)機器人應用的高清視頻。
2、PLC編程教學課件資源
（1）S7-1200PLC的認知：S7-1200PLC簡介、S7-1200PLC工作原理及運行模式、S7-1200PLC特點、S7-1200PLC擴展功能、PLC應用技術人才培養(yǎng)；
（2）TIA博圖軟件的使用：TIA 博圖集成軟件開發(fā)平臺、TIA 博圖集成軟件簡介、入門實例；
（3）控制單元的程序設計、指令編寫、硬件選型和設計、課后思考與練習等內容。模塊至少包括：八路搶答器、三相異步電機的星三角降壓啟動、運料小車往返控制、十字路口交通燈的控制、電動機組的啟?？刂?、HMI控制液體混合、G120變頻器的電機控制。
（4）小型自動化生產(chǎn)線的設計
課件資源具有產(chǎn)品的搬運、檢測和傳輸分揀功能，整個系統(tǒng)由送料單元、機械手搬運單元、步進電機多點定位輸送單元和傳送帶輸送分揀單元等組成。具體的項目設計要求如下：
1）本設計的要求使用通過觸摸屏與控制臺按鈕操作，控制生產(chǎn)線的自動運行。生產(chǎn)線通電以后，系統(tǒng)自行檢測初始狀態(tài)是否滿足運行條件，如不滿足則自行復位或手動調整，若滿足則觸摸屏顯示準備就緒；
2）在準備就緒的情況下，按下啟動按鈕，生產(chǎn)線開始按順序運行，供料單元開始工作，電機驅動轉盤將工件送到物料臺上；電機運行10秒后，若物料臺光電開關沒有檢測到物料，說明已沒有物料，開始報警；若檢測到物料，則一號搬運機械手開始動作；
3）物料臺有料，一號機械手臂伸出并下降夾取工件，夾取到工件后機械手上升縮回并旋轉到右側限位；然后機械手伸出下降將工件放到步進電機輸送單元的供料臺上，一號搬運機械手恢復到初始狀態(tài)，等待下一次運行；
4）當步進電機輸送單元傳感器檢測到供料臺工件后，步進電機前往高度檢測單元進行檢測；到達后通過超聲波傳感器進行高度檢測，檢測完畢后；步進電機運行到二號搬運機械手位置；
5）到達二號搬運機械手位置后；二號搬運機械手伸出、爪夾取工件，機架臺上升，旋轉到右限位，伸出手臂，機架臺下降，手爪放松，將工件放到傳送帶上，同時二號搬運機械手復位；
6）當傳送帶單元傳感器檢測到工件時，傳送帶開始工作，根據(jù)工件的顏色、材料進行分揀；分揀結束后，供料臺回到供料位置，等待下一次運行。
★課件資源提供詳細的配件實物圖片及參數(shù)功能介紹、硬件組成圖解、程序指令、程序設計、氣動原理圖、電氣原理圖、硬件組態(tài)等，圖文并茂。投標時現(xiàn)場演示部分內容。
包括與S7-1200、有關硬件、軟件和通信的手冊，數(shù)量不少于二十多種。
五、PLC模塊及變頻器選配表
六、配置清單
(一)組成
柔性系統(tǒng)須有五個分系統(tǒng)構成即：數(shù)字化設計分系統(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)。它應包含供料檢測單元，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。系統(tǒng)具有可進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，每一臺設備均采用網(wǎng)絡型式對外聯(lián)接，由服務器統(tǒng)一管理生產(chǎn)過程中的各種數(shù)字聯(lián)接任務,具有現(xiàn)代化柔性制造加工系統(tǒng)的特征。
既能完成認知型和綜合型實驗實訓，又能完成開發(fā)設計型實驗實訓，還能實現(xiàn)學生現(xiàn)場動手操作和網(wǎng)絡計算機同步觀測與分析相結合；對樣件具有全程演示及生產(chǎn)能力；系統(tǒng)應具有全自動控制功能，能充分展示現(xiàn)代工業(yè)中進行數(shù)字化管理生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)；系統(tǒng)應具有單機獨立控制、獨立運行功能；系統(tǒng)應具有啟?？刂啤討B(tài)作業(yè)計劃調度、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。
該系統(tǒng)除能服務于工程訓練實踐教學環(huán)節(jié)外，還應能覆蓋相關課程，并能進行相關的實踐性教學環(huán)節(jié)，具體如下：
1、可服務的相關課程
機械制造基礎、機械工程測試技術、機電傳動控制、液壓與氣壓傳動、機器人技術與應用、機電一體化系統(tǒng)設計、數(shù)控技術、機電系統(tǒng)仿真、CAD/CAM、PLC原理及應用、數(shù)字化制造技術、機電設備故障診斷、先進制造技術、多軸數(shù)控加工技術、虛擬與仿真技術等，和其它相關課程。
2、教學演示類項目
柔性化加工系統(tǒng)演示、遠程控制演示、機電控管一體化技術演示、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)綜合訓練類、設計類等項目
機械制造技術項目綜合訓練、機床檢測綜合實驗、數(shù)字化技術項目綜合訓練、多軸數(shù)控技術項目綜合訓練、機電控制綜合實驗、機電一體化系統(tǒng)綜合設計、機電一體化系統(tǒng)綜合設計、工件傳輸線應用設計、工件裝配項目應用設計、立體倉庫應用設計、氣壓系統(tǒng)應用設計、系統(tǒng)供電方案應用設計、計算機輔助工藝規(guī)程設計、數(shù)據(jù)庫應用及開發(fā)、總控系統(tǒng)的應用與開發(fā)、傳感器應用與選擇、PLC應用編程設計、PLC網(wǎng)格通訊應用、伺服驅動應用、人機界面編程設計、遠程組態(tài)系統(tǒng)設計、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習、畢業(yè)設計等等。
二、技術性能
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：具有漏電保護，安全符合國家標準
三、實訓內容
（一）PLC的設計與應用
1、數(shù)據(jù)傳輸功能實訓
2、定時、計數(shù)、移位功能實訓
3、比較功能實訓
4、步進功能的應用實訓
5、跳轉功能的應用實訓
6、子程序調用功能的應用實訓
7、中斷控制功能的應用實訓
8、變頻調速的PWM控制功能的應用實訓
9、伺服電機速度位置控制功能的應用實訓
10、檢測系統(tǒng)的程序設計
11、變頻調速環(huán)行自動傳輸系統(tǒng)的程序設計
12、自動儲存系統(tǒng)的程序設計
（二）傳感器技術及應用
1、光電傳感器的特性研究及應用
2、電感傳感器的特性研究及應用
3、電磁傳感器的特性研究及應用
4、位置傳感器的特性研究及應用
（三）氣動控制技術
1、電控氣動閥的工作原理及應用
2、真空發(fā)生器的工作原理及應用
3、氣動二聯(lián)體的工作原理及應用
4、各種氣缸的工作原理及應用
（四）運動控制系統(tǒng)
1、伺服電機定位的控制技術
2、直流電機的控制技術
3、交流電機的變頻調速技術
4、步進電機的定位控制技術
（五）組態(tài)監(jiān)控及人機界面技術
1、組態(tài)監(jiān)控軟件的基本應用
2、組態(tài)監(jiān)控軟件通信應用實訓
（六）機械結構訓練技術
1、同步帶傳動機構的設計及特性研究
2、直齒輪傳動機構的設計及特性研究
3、錐齒輪傳動機構的設計及特性研究
4、直線導軌的設計及特性研究
5、滾珠絲桿的特性研究及應用
（七）故障檢測技術技能培訓
1、程序故障設置的排除訓練
2、參數(shù)故障設置的排除訓練
3、電氣接線故障設置的排除訓練
4、機械故障設置的排除訓練
（八）網(wǎng)絡通訊技術和PROFIBUS總線技術
1、網(wǎng)絡通訊基礎的原理與應用
2、PROFIBUS-DP模塊的研究與應用
3、PROFIBUS通訊協(xié)議的研究與應用
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、狀態(tài)指示燈、二位選擇開關、啟動和停止開關、急停開關、復位開關、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)調各站運行，完成工業(yè)控制網(wǎng)絡的集成。
（二）上料單元
上料單元主要由料斗、回轉臺、螺旋導料機構、直流減速電機、工件滑道、計數(shù)電容開關、光電開關等組成。主要完成將工件從回傳上料臺依次送到檢測工位。
主要技術指標：
| 名稱 | 型號規(guī)格 | 數(shù)量 | 備注 |
| 工作臺 | 860mm×470mm | 1 | 工業(yè)型材 |
| 供電電源/工作電壓 | AC220V 50Hz /DC24V 4.5A | 1 | |
| 工作氣壓 | 0.5MPa | ||
| PLC模塊 | CPU1214C (AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊 | 1 | 西門子 |
| 單桿氣缸 | 行程：75mm | 1 | |
| 直流減速電機 | 10W/24V 5r/m | 1 | |
| 檢測傳感器 | 光電漫反射 檢測距離50～300mm、磁感式 | 4 |
由機械手、橫臂、回轉臺、機械手爪、配重塊等組成，主要完成對工件的搬運。
主要技術指標：
| 名稱 | 型號規(guī)格 | 數(shù)量 | 備注 |
| 工作臺 | 860mm×470mm | 1 | 工業(yè)型材 |
| 供電電源/工作電壓 | AC220V 50Hz /DC24V 4.5A | 1 | |
| 工作氣壓 | 0.5MPa | ||
| PLC模塊 | CPU1214C (AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊 | 1 | 西門子 |
| 旋轉氣缸 | 0°～180° | 1 | |
| 雙聯(lián)氣缸 | 行程：100mm | 1 | |
| 平行氣夾 | 缸徑：16mm | 1 | |
| 單桿氣缸 | 行程：45mm | 1 | |
| 檢測傳感器 | 磁感式 | 7 |
由旋轉工作臺、平面推力軸承、直流減速電機、刀具庫、升降式加工系統(tǒng)、加工組件、檢測組件、轉臺到位傳感器等組成。主要完成物料加工和深度的檢測。
主要技術指標：
| 名稱 | 型號規(guī)格 | 數(shù)量 | 備注 |
| 工作臺面 | 860mm×470mm | 1 | 工業(yè)型材 |
| 供電電源/工作電壓 | AC220V 50Hz/DC24V 4.5A | 1 | |
| 工作氣壓 | 0.5MPa | ||
| PLC模塊 | CPU1214C (DC/DC/DC)+EM223+EM277 DP通信模塊 | 1 | 西門子 |
| 直流減速電機 | 10W/24V 5r/m | 1 | |
| 步進電機 | 三相6A 步距角1.2° | 1 | |
| 步進電機驅動器 | 10000脈沖/圈 | 1 | |
| 雙導桿氣缸 | 行程：75mm | 1 | |
| 單桿氣缸 | 行程：45mm | 2 | |
| 檢測傳感器 | 光電、電感、磁感式 | 10 |
由機械手、移動滑臺、安裝工作臺、工業(yè)導軌、齒輪齒條、配重塊等組成，主要完成對工件的搬運。
主要技術指標：
| 名稱 | 型號規(guī)格 | 數(shù)量 | 備注 |
| 工作臺 | 860mm×470mm | 1 | 工業(yè)型材 |
| 供電電源/工作電壓 | AC220V 50Hz/DC24V 4.5A | 1 | |
| 工作氣壓 | 0.5MPa | ||
| PLC模塊 | CPU1214C (AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊 | 1 | 西門子 |
| 薄型氣缸 | 行程：50mm、90mm | 2 | |
| 單桿氣缸 | 行程：30mm | 1 | |
| 平行氣夾 | 缸徑：16mm | 1 | |
| 檢測傳感器 | 磁感式 | 7 |
由料筒、換料機構、推料機構、工業(yè)導軌、搖臂等組成，主要完成對兩種不同工件的上料及安裝。
主要技術指標：
| 名稱 | 型號規(guī)格 | 數(shù)量 | 備注 |
| 工作臺 | 860mm×470mm | 1 | 工業(yè)型材 |
| 供電電源/工作電壓 | AC220V 50Hz/DC24V 4.5A | 1 | |
| 工作氣壓 | 0.5MPa | ||
| PLC模塊 | CPU1214C (AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊 | 1 | 西門子 |
| 單桿氣缸 | 行程：60mm | 2 | |
| 旋轉氣缸 | 180° | 1 | |
| 真空吸盤及發(fā)生器 | 1 | ||
| 檢測傳感器 | 磁感式 | 6 |
圖像處理單元主要由光源、鏡頭、CCD照相機、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。
主要技術指標：
| 名稱 | 型號規(guī)格 | 數(shù)量 | 備注 |
| 工作臺 | 860mm×470mm | 1 | 工業(yè)型材 |
| 供電電源/工作電壓 | AC220V 50Hz/DC24V 4.5A | 1 | |
| 工作氣壓 | 0.5MPa | ||
| 無桿氣缸 | 行程：120mm | 2 | |
| 視覺傳感器 | ZFX-C10 | 1 | |
| 檢測傳感器 | 磁感式 | 6 |
由6自由度工業(yè)機器人、直線移動機構、無桿氣缸、工業(yè)導軌等組成，主要完成對工件的提取及搬運。
主要技術指標：
| 名稱 | 型號規(guī)格 | 數(shù)量 | 備注 |
| 工作臺 | 860mm×470mm | 1 | 工業(yè)型材 |
| 供電電源/工作電壓 | AC220V 50Hz/DC24V 4.5A | 1 | |
| 工作氣壓 | 0.5MPa | ||
| PLC模塊 | CPU1214C (AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊 | 1 | 西門子 |
| 6自由度工業(yè)機器人 | IR120-3 | 1 | ABB |
| 薄型氣缸 | 行程：45mm | 1 | |
| 單桿氣缸 | 行程：30mm | 1 | |
| 平行氣夾 | 缸徑：16mm | 1 | |
| 檢測傳感器 | 磁感式 | 7 |
▲1、自由度：6；
▲2、負載能力：不小于3kg；
3、位置重復精度：0.01mm；
4、工作范圍：不小于580mm；
5、六軸立式多關節(jié)機器人，球形工作范圍、開鏈式結構；
6、六軸采用絕對值伺服電機；
7、J1-J6軸采用諧波減速機；
8、防護等級: IP30；
9、安裝方式：任意角度；
10、運動
軸運動 工作范圍 最大速度
軸1：+165°~ -165° 250°/s
軸2：+110°~ -110°250°/s
軸3：+70° ~ -90° 250°/s
軸4：+160°~ -160°320°/s
軸5：+120°~ -120°320°/s
軸6：+400°~ -400°42
（九）分類存儲單元
由步進電機、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。
主要技術指標：
| 名稱 | 型號規(guī)格 | 數(shù)量 | 備注 |
| 工作臺面 | 860mm×470mm | 1 | 工業(yè)型材 |
| 供電電源/工作電壓 | AC220V 50Hz/DC24V 4.5A | 1 | |
| 工作氣壓 | 0.5MPa | ||
| PLC模塊 | CPU1214C (DC/DC/DC)+EM277 DP通信模塊 | 1 | 西門子 |
| 步進電機驅動器 | 64細分 | 2 | |
| 步進電機 | 1.5A 角距：1.8度 | 2 | |
| 單桿氣缸 | 行程：45mm | 1 | |
| 滾珠絲桿 | 行程≥320mm | 2 |
環(huán)行自動輸送線主要由鋁合金型材基體、環(huán)行傳輸線、自動導向機構、變頻調速系統(tǒng)、自動定位機構等組成?？赏瓿蓪ぜ诓煌俣认碌妮斔?，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S7-1200(CPU224)，各站之間使用ProfiBus-DP總線進行通訊，S7-1200從站主要用于控制與驅動設備層，并對現(xiàn)場反饋的信號進行采集，S7-300主站采集各從站數(shù)據(jù)，協(xié)調各站運行，并為上位機的監(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)絡的集成。
（十一）云智能實驗室安全管理系統(tǒng)
本平臺將無線傳輸、信息處理等物聯(lián)網(wǎng)技術應用用于自動化遠程控制。設備端運行狀態(tài)、數(shù)據(jù)參數(shù)等上傳至云平臺。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的傳感層、傳輸層和應用層關聯(lián)掌握數(shù)據(jù)與分析數(shù)據(jù)。
1. 電壓、電流等模擬量數(shù)據(jù)顯示
2. 輸入開關監(jiān)控，輸出開關等數(shù)字量控制。
3. 遠程控制啟停狀態(tài)，給定輸出電壓值的。
4. 顯示輸入輸出電壓值的歷史數(shù)據(jù)
5. 可按照日期、日間進行查詢歷史數(shù)進行查詢。
6. 報警信號為PLC主機模擬量采集數(shù)值或者開關量可以自由設定，如當模擬量輸入超過設定電壓時產(chǎn)生報警，通過物聯(lián)網(wǎng)自動化應用軟件將報警信號上傳到云平臺，通過云平臺向設置的終端推送報警信號，每臺設備可對應多個終端設備。
7. 通過手機端可以實現(xiàn)遠程控制PLC的輸出及監(jiān)視PLC的輸入狀態(tài)變化。
8. 數(shù)據(jù)顯示畫面：畫面顯示輸入電壓數(shù)值，輸出電壓監(jiān)控，開關狀態(tài)輸入，開關控制輸出，以及云端連接二維碼。
9. 聯(lián)網(wǎng)設置界面：設置現(xiàn)場數(shù)據(jù)連接云平臺后臺數(shù)據(jù)庫管理。
★為保證軟件正版，投標時提供云智能實驗室安全管理系統(tǒng)軟件著作權證書原件備。
（十二）智能制造生產(chǎn)線虛擬仿真系統(tǒng)
通過本系統(tǒng)軟件了解組成智能制造生產(chǎn)線的電氣、氣動、PLC等元件的工作原理并對機電系統(tǒng)的設計、分析進行虛擬仿真。通過選擇元件利用符合繪制二維回路圖或利用三維模型在系統(tǒng)內實現(xiàn)智能制造的動作而進行虛擬仿真。本系統(tǒng)不僅實現(xiàn)工廠的三維仿真使虛擬現(xiàn)實仿真更加逼真，而且把通過仿真驗證的控制邏輯單元可用作監(jiān)視及控制模塊，使能夠實現(xiàn)并行工程及軟件、硬件的并行設計。
仿真基本模塊包括：
1、反饋控制和順序控制系統(tǒng)
2、指示燈的與門(AND)控制
3、物品傳送裝置
4、單向氣缸控制
5、雙缸聯(lián)動控制
6、帶式輸送裝置系統(tǒng)
7、滾筒式輸送裝置系統(tǒng)
8、指示燈順序閃爍回路
9、自動控制標記打印操作控制
10、電梯控制
11、氣壓控制移動裝置
12、工業(yè)機器人控制
13、帶式傳送帶實習裝置
14、氣壓傳動流水線實驗裝置
★正版軟件，投標時提供智能制造生產(chǎn)線虛擬仿真系統(tǒng)軟件著作權證書原件備查并現(xiàn)場演示。
（十三）實驗室智能電源管理系統(tǒng)
實訓室總體智能電源管理系統(tǒng)由主電路、控制電路、檢測保護電路、顯示電路、語音報警電路等組成。
主要功能：
1、上電前合閘條件檢測：輸入過壓、欠壓、對地漏電、過流、任一故障存在不合閘；并且進行語音報警；
2、運行檢測保護：輸入過壓、欠壓、輸出過流、漏電，任一故障出現(xiàn)將自動跳閘，實施保護，并且進行語音報警；保護閥值現(xiàn)場可設置；
3、漏電功能測試：按下漏電測試按鈕，裝置會自動提供一個漏電測試信號，使保護器跳閘，重新進行上電合閘條件檢測，語音提示“開機自檢中”，故障消除后，實訓室總體智能電源管理系統(tǒng)自動合閘，恢復供電。
4、過壓保護：運行中，出現(xiàn)輸入過壓，實訓室總體智能電源管理系統(tǒng)將跳閘，并且對應的“過壓”指示燈以紅綠色交替顯示進行提醒，語音播報“電源過壓，請注意”；
5、過流保護：運行中，三相電流中任一相出現(xiàn)過流，實訓室總體智能電源管理系統(tǒng)將跳閘，且對應的“過流”指示燈以紅綠色交替顯示進行提醒，語音播報“過流，請注意”；
6、漏電保護：運行中，三相中任一相發(fā)生漏電，實訓室總體智能電源管理系統(tǒng)將跳閘，并且對應的“漏電”指示燈以紅綠色交替顯示進行提醒，語音播報“有漏電，請注意”。
★投標時現(xiàn)場演示功能
（四）教學課件資源
1、工業(yè)機器人課程資源
(1) 工業(yè)機器人的概述：工業(yè)機器人的定義、發(fā)展與應用、基本組成及技術參數(shù)、工業(yè)機器人的分類；
(2) 工業(yè)機器人的機械系統(tǒng)：工業(yè)機器人的1軸結構、工業(yè)機器人的2軸結構、工業(yè)機器人的3軸結構、工業(yè)機器人的4軸結構、工業(yè)機器人的5軸結構、工業(yè)機器人的6軸結構、工業(yè)機器人的機身結構、工業(yè)機器人的行走結構、工業(yè)機器人的驅動裝置和傳動單元；
(3) 工業(yè)機器人的運動學與動力學：工業(yè)機器人的連桿參數(shù)和齊次坐標變換矩陣。
(4) 工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)：工業(yè)機器人控制裝置、工業(yè)機器人驅動裝置、工業(yè)機器人檢測裝置；
(5) 工業(yè)機器人的編程：工業(yè)機器人的編程方式、工業(yè)機器人的示教編程、工業(yè)機器人的編程語言、工業(yè)機器人的語言系統(tǒng)結構和基本功能、常用工業(yè)機器人編程語言、工業(yè)機器人的離線編程、工業(yè)機器人的離線編程仿真軟件及編程示例；
(6) 工業(yè)機器人的典型應用：焊接機器人的應用、搬運機器人的應用、碼垛機器人的應用、涂裝機器人的應用、裝配機器人的應用；
(7) 提供汽車生產(chǎn)線工業(yè)機器人應用的高清視頻。
2、PLC編程教學課件資源
（1）S7-1200PLC的認知：S7-1200PLC簡介、S7-1200PLC工作原理及運行模式、S7-1200PLC特點、S7-1200PLC擴展功能、PLC應用技術人才培養(yǎng)；
（2）TIA博圖軟件的使用：TIA 博圖集成軟件開發(fā)平臺、TIA 博圖集成軟件簡介、入門實例；
（3）控制單元的程序設計、指令編寫、硬件選型和設計、課后思考與練習等內容。模塊至少包括：八路搶答器、三相異步電機的星三角降壓啟動、運料小車往返控制、十字路口交通燈的控制、電動機組的啟?？刂?、HMI控制液體混合、G120變頻器的電機控制。
（4）小型自動化生產(chǎn)線的設計
課件資源具有產(chǎn)品的搬運、檢測和傳輸分揀功能，整個系統(tǒng)由送料單元、機械手搬運單元、步進電機多點定位輸送單元和傳送帶輸送分揀單元等組成。具體的項目設計要求如下：
1）本設計的要求使用通過觸摸屏與控制臺按鈕操作，控制生產(chǎn)線的自動運行。生產(chǎn)線通電以后，系統(tǒng)自行檢測初始狀態(tài)是否滿足運行條件，如不滿足則自行復位或手動調整，若滿足則觸摸屏顯示準備就緒；
2）在準備就緒的情況下，按下啟動按鈕，生產(chǎn)線開始按順序運行，供料單元開始工作，電機驅動轉盤將工件送到物料臺上；電機運行10秒后，若物料臺光電開關沒有檢測到物料，說明已沒有物料，開始報警；若檢測到物料，則一號搬運機械手開始動作；
3）物料臺有料，一號機械手臂伸出并下降夾取工件，夾取到工件后機械手上升縮回并旋轉到右側限位；然后機械手伸出下降將工件放到步進電機輸送單元的供料臺上，一號搬運機械手恢復到初始狀態(tài)，等待下一次運行；
4）當步進電機輸送單元傳感器檢測到供料臺工件后，步進電機前往高度檢測單元進行檢測；到達后通過超聲波傳感器進行高度檢測，檢測完畢后；步進電機運行到二號搬運機械手位置；
5）到達二號搬運機械手位置后；二號搬運機械手伸出、爪夾取工件，機架臺上升，旋轉到右限位，伸出手臂，機架臺下降，手爪放松，將工件放到傳送帶上，同時二號搬運機械手復位；
6）當傳送帶單元傳感器檢測到工件時，傳送帶開始工作，根據(jù)工件的顏色、材料進行分揀；分揀結束后，供料臺回到供料位置，等待下一次運行。
★課件資源提供詳細的配件實物圖片及參數(shù)功能介紹、硬件組成圖解、程序指令、程序設計、氣動原理圖、電氣原理圖、硬件組態(tài)等，圖文并茂。投標時現(xiàn)場演示部分內容。
包括與S7-1200、有關硬件、軟件和通信的手冊，數(shù)量不少于二十多種。
五、PLC模塊及變頻器選配表
| 序號 | 名稱 | 規(guī)格 | 數(shù)量 | 單位 | 備注 |
| 1 | S7-300 PLC | PS307電源 | 1 | 臺 | |
| 2 | CPU315-2DP CPU | 1 | 臺 | ||
| 3 | SM323 16DI/16DO | 1 | 臺 | ||
| 4 | CP343-1 工業(yè)以太網(wǎng)模塊 | 1 | 臺 | ||
| 5 | S7-1200 PLC | CPU1214C (DC/DC/DC) | 2 | 臺 | |
| 6 | CPU1214C (AC/DC/RLY) | 5 | 臺 | ||
| 7 | EM277 DP通信模塊 | 7 | 臺 | ||
| 8 | EM223 | 1 | 臺 | ||
| 9 | DP接頭 | 14 | 個 | ||
| 10 | 變頻器 | MM420,AC380V供電，功率≥0.75kW | 1 | 臺 | |
| 11 | 軟件 | STEP7 Micro WIN SP4 V4.0 | 1 | 套 | |
| 12 | STEP7 V5.5 | 1 | 套 | ||
| 13 | WinCC V6.0 | 1 | 套 | ||
| 14 | 智能制造生產(chǎn)線虛擬仿真系統(tǒng) | 1 | 套 | ||
| 15 | 1 | 套 | |||
| 16 | 1 | 套 |
| 序號 | 名稱 | 規(guī)格 | 數(shù)量 | 單位 | 備注 |
| 1 | 環(huán)行自動輸送線 | 1 | 套 | ||
| 2 | 6自由度工業(yè)機器人單元 | ABB IRB120 | 1 | 套 | |
| 3 | 視覺傳感器 | ZFX-C10 | 1 | 套 | |
| 4 | 工件 | 白色工件 | 24 | 只 | |
| 5 | 藍色工件 | 24 | 只 | ||
| 6 | 金屬工件 | 8 | 只 | ||
| 7 | 包裝盒 | 10 | 只 | ||
| 8 | 電源線 | 單相三芯電源線 | 15 | 根 | |
| 9 | PU氣管 | Ф6、橙色 | 50 | 米 | |
| 10 |
PLC編程 電纜 |
USB/PPI USM/MPI |
1 | 套 | |
| 11 |
PLC編程 軟件 |
STEP7 MicroWIN SP4 V4.0 STEP7 V5.5 WinCC V6.0 |
1 | 套 | DEMO版 |
| 12 | 配套工具 | 工具箱：十字長柄螺絲刀，大、中、小號一字螺絲刀，中、小號十字螺絲刀，鐘表螺絲刀、剝線鉗，尖嘴鉗，剪刀，電烙鐵，鑷子，活動扳手，內六角扳手（9把） | 1 | 套 | |
| 13 | 配套光盤 | 使用手冊、程序等 | 1 | 套 | |
| 14 | 計算機 | 主流品牌機 | 1 | 臺 | 學校自備 |
| 15 | 空氣壓縮機 | 靜音空氣壓縮機 | 1 | 臺 | 靜音 |
| 16 | 氣動接頭 | 氣動快插式三通接頭EPE6 | 12 | 只 |
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