·設備外觀

·設計簡述

    實訓系統是將微電子學、計算機信息技術、控制技術、機械制造和系統工程有機地結合起來，是一種技術復雜、高度自動化系統，柔性制造技術更是當前機械制造業適應市場動態需求及產品不斷迅速更新的主要手段，是先進制造技術的基礎。
    本實訓系統是專門為職業院校、職業教育培訓機構、高等院校研制的自動生產線實訓系統，根據機電類、自動化類、先進制造類行業、企業中工業自動化應用的特點，對各類自動生產線的工作過程和相關的技術進行研究，對工業現場設備進行提煉和濃縮，并針對實訓教學活動進行專門設計，融機、光、電、氣、液于一體，包含了PLC、機器人、傳感器、液壓、氣動、工業控制網絡、電機驅動與控制、計算機、機械傳動等諸多技術領域，整個系統由人機界面、主控PLC和下位PLC通過網絡通訊技術構成一個完整的多級計算機控制系統，通過訓練，能強化學生對復雜柔性自動生產線的設計、安裝、接線、編程、調試、故障診斷與維修等綜合職業能力，適合機電類、自動化類相關專業的教學和實訓，同時也適合工程技術人員上崗培訓。
    本實訓系統是一種典型的環形柔性自動生產線（規格：8m×5m），它由上料站、液壓沖壓站、多軸加工站、六軸工業機器人站、搬運站、落料站、圖像處理站、射頻識別系統站、加蓋站、四軸工業機器人柔性加蓋站、穿銷站、噴涂烘干站、檢測站、條形碼貼標站、分揀輸送站、物流倉儲站、堆垛解垛倉儲站、行車機械手站組成。傳輸鏈有輥道、皮帶、鏈條滾輪三種模式，配有相應的圓帶、直角轉向等轉角，通過傳輸鏈和轉角連成環形生產線。上述機構均安裝在工業型材桌面上，系統中的機械結構、電氣控制回路、執行機構完全獨立，采用工業標準件設計，便于拆、裝。
    控制系統可選擇西門子或者三菱PLC。
    西門子控制系統主站采用西門子S7-1500，從站采用西門子S7-200SMART，S7-200 SMART從站主要用于控制與驅動設備層，并對現場反饋的信號進行采集，S7-1500主站采集各從站數據，協調各站運行，并為上位機的監控程序提供數據，同時系統還配有工業以太網通信模塊和10.2英寸彩色工業觸摸屏，可以完成系統控制網絡的集成。
三菱控制系統主站采用三菱Q系列主機，從站采用三菱FX3U系列主機，從站主要用于控制與驅動設備層，并對現場反饋的信號進行采集，主站采集各從站數據，協調各站運行，并為上位機的監控程序提供數據，同時系統還配有工業以太網通信模塊和10.2英寸彩色工業觸摸屏，可以完成系統控制網絡的集成。
    本實訓系統有單機、聯機二種工作方式。在單機模式下，各從站獨立運行，站間沒有數據傳送，學員可進行外部接線操作，在聯機模式下，系統各從站同時工作，工件依次進行上料、沖壓、加工、搬運、落料、噴涂烘干、圖像處理、加蓋、穿銷、檢測、條形碼識別、分揀、入庫、托盤暫存及搬運等操作，在主站的控制下實現相關的互鎖、數據傳送操作，系統中的上位機采用人機界面，對現場設備生產狀況進行動態實時監控。
    本實訓系統工業現場總線和標準的電氣接口，支持RS232、RS485、PPI、MPI、PROFIBUS-DP、TCP/IP、PROFINET多種通信方式。系統具備多種組態軟件、編程軟件、管理軟件功能。

·主要參數

    1.工作電源：三相四線AC380V±10%  50Hz；
    2.工作環境：溫度-10℃～+40℃  相對濕度＜85%(25℃)  海拔＜4000m；
    3.裝置容量：＜6kVA；
    4.整機尺寸：8000mm×5000mm×2400mm；
    5.安全保護：具有漏電保護、過載保護、安全性符合國家標準。

·組成及功能

    系統的硬件由24個基本站站和1套空氣壓縮機（0.4～0.8MPa  550W）組成：
(一)總控平臺
    總控平臺主要由三相電網電壓指示、電源控制部分、控制主機、狀態指示燈、二位選擇開關、啟動和停止開關、急停開關、復位開關、10.2英寸工業彩色觸摸屏等組成，主要完成監視各分站的工作狀態并協調各站運行，完成工業控制網絡的集成，并配合射頻識別系統站和四軸工業機器人柔性加蓋站完成對工件柔性組合及數量的任務下單。
(二)上料站
    由方形井式工件架、頂料氣缸、擋料氣缸、皮帶傳輸裝置、光電傳感器、導料裝置、電控閥、直流減速電機、安裝支架等組成。主要完成將工件庫中待加工工件自動落到供料傳輸線上。
(三)液壓沖壓站
    由液壓直動缸、夾緊定位機構、定時器及機械調整桿機構、C型鋼構結構等組成。主要完成對工件的模擬沖壓加工。
(四)多軸加工站
    由模擬加工中心（步進電機、伺服電機、直線導軌、滾珠絲桿、三軸加工臺等）、夾緊氣缸、定位氣缸、光電傳感器、C型鋼構結構、直流減速電機、控制繼電器模組、安裝支架等組成。主要完成模擬切削加工工件。
(五)三菱6自由度工業機器人
    由鋁合金型材基座、6自由度工業機器人、示教站所組成。主要完成對物料的搬運、組裝等。
(六)搬運站
    由氣爪、旋轉氣缸、伸降氣缸、傳送帶、光電傳感器、電控閥、配重塊、直流減速電機、定位裝置、滑道、安裝支架、移動機構等組成。主要完成將加工完畢后工件抓取放到落料站的落料轉盤上。
(七)落料站
    落料站由四槽輪、鎖止弧、傳動齒輪、同步輪帶、推料轉盤、落料平臺、光電傳感器、電感傳感器、阻擋氣缸、直流減速電機、安裝支架等組成，主要完成將工件安放到滑撬托盤上。
(八)噴涂烘干站
    噴涂站由噴涂室、加熱裝置、溫度傳感器、模擬噴頭、冷卻風扇、交流調壓模塊、智能溫度顯示儀、觸摸屏、加熱指示器、光電傳感器、電感傳感器、阻擋氣缸、直流減速電機等組成，主要完成對工件先噴涂后加熱烘干固化及冷卻過程的模擬。
(九)圖像處理站
    由光源，鏡頭，CCD照相機，圖像處理控制器，操作鍵盤，自帶顯示器等組成，通過視覺傳感器完成對工件的圖像的攝入并與標準模板比較后輸出檢測結果，提供給后續站使用。
(十)加蓋站
    由滑道式工件架、蝸輪蝸桿減速機、搖臂、同步輪帶、直流減速電機、擋料氣缸、托料氣缸、伸縮氣缸、真空吸盤、光電傳感器、電容傳感器、電感傳感器、行程開關、磁性傳感器、電控閥、安裝支架等組成，主要完成對工件的加蓋裝配工作。
(十一)射頻識別系統站
    采用西門子RFID檢測系統，主要由RFID讀寫頭、網關模塊、網關模塊集線器、網關模塊電源接頭、讀寫頭電纜、電子標簽等組成。通過安裝在環線輸送站的一側，電子標簽已埋在工件盒與工件蓋內部，檢測距離為40mm。當工件從環線輸送站經過時，RFID檢測系統可以準確地讀取工件內的標簽信息，如編號、顏色等信息，該信息通過工業現場數據總線傳輸給PLC，用來實現工件的柔性組合操作。
(十二)四軸工業機器人柔性加蓋站
    由雅馬哈工業機器人、工件平臺、轉盤機構、直流減速電機、擋料氣缸、真空吸盤、光電傳感器、電容傳感器、電感傳感器、行程開關、電控閥、安裝支架等組成，主要完成對工件蓋的上料及配合RFID進行加蓋裝配工作。
(十三)穿銷站
    由料斗、槽形下料機構、不完全齒輪傳動機構、直流減速電機、擋料氣缸、落料氣缸、頂銷氣缸、光電傳感器、光纖傳感器、電容傳感器、霍爾傳感器、電感傳感器、磁性傳感器、電控閥、安裝支架等組成，主要完成對加蓋裝配完畢后工件的穿銷緊固裝配工作。
(十四)檢測站
    由觸摸屏、直流減速電機、擋料氣缸、檢測氣缸、光電傳感器、光纖傳感器、對射傳感器、色標傳感器、電感傳感器、磁性傳感器、電控閥、安裝支架等組成，主要完成對工件的外形、柔性組合的要求，顏色的檢測，并傳送給后續站使用。
(十五)形碼貼標站
    由直流減速電機、擋料氣缸、電感傳感器、收料電機及貼標機構組成，主要完成對裝配完成后的工件進行貼標工作。
(十六)分揀輸送站
    由直線無桿氣缸、導桿薄型氣缸、阻擋氣缸、擺動氣缸、氣夾、磁性傳感器、光電傳感器、電感傳感器、電磁閥、同步帶輪、直流減速電機、工件傳輸裝置、廢品回收裝置等組成，主要完成將檢測完畢后不合格工件分離的工作，同時合格工件與傳輸用滑撬托盤也進行分離，不合格工件傳送到廢料存儲箱，合格工件進入物流倉儲站。
(十七)物流倉儲站
    由步進電機、交流伺服電機、直流減速電機、直線無桿氣缸、擺動氣缸、平行機械夾、阻擋氣缸、同步帶輪、磁性傳感器、光電傳感器、電容傳感器、電磁閥、同步帶皮帶傳輸線、立體庫架、直齒圓柱齒輪、滾珠絲桿、渦輪蝸桿減速箱等組成。主要完成對成品工件分類入庫的工作。
(十八)堆垛解垛倉儲站
    由直流減速電機、擋料氣缸、電感傳感器、光電傳感器，旋轉氣缸、滑座氣缸、升降貨臺、擺臺、同步傳送帶、電磁閥組成，主要完成對滑撬托盤的暫存或攝取的工作。
(十九)行車機械手站
    由平行氣夾、長程導桿氣缸、交流減速電機、直流減速電機、齒輪齒條機構、主動式紅外傳感器、鏡面漫射傳感器、光電對射傳感器，霍爾傳感器、電感傳感器、定位裝置、緊急按鈕盒組成，主要完成將滑撬托盤從環形生產線的結束工位搬運到起始工位的工作。
(二十)直角轉向轉角站
    由轉盤、旋轉氣缸、同步帶、同步輪、直流減速電機組成，主要完成生產線的90°轉向。
(二十一)圓帶轉角站
    由轉盤、圓帶、同步輪、承重輪、張緊輪組成，主要完成生產線的90°轉向。
(二十二)鏈條輥道傳輸站
    由鏈條、鏈輪、輥輪、直流減速電機、玻璃防護罩組成，主要完成托盤和工件的傳輸工作。
(二十三)圓帶輥道傳輸站
    由圓帶、傳動輪、輥輪、直流減速電機組成，主要完成托盤和工件的傳輸。
(二十四)皮帶傳輸站
    由傳輸帶、同步帶，同步輪、直流減速電機組成，完成托盤和工件的傳輸，為環形線主要傳送站。

·實訓項目

1.機械系統安裝與調試
    環形線上工作機構可讓各組學員將了解機械傳動的基本應用，并進行安裝調試工作。這對提高在校學生技能有極大幫助。
    任務1:各站同步帶傳動機構的安裝與調整
    任務2:落料站圓柱、圓錐齒輪傳動機構的安裝與調整
    任務3:加蓋站圓錐齒輪傳動機構的安裝與調整
    任務4:鏈條輥道傳輸線鏈條傳動機構的安裝與調整
    任務5:物流倉儲站鏈條鏈輪機構的安裝與調整
    任務6:物流倉儲站直線導軌的安裝與調整
    任務7:多軸加工站直線導軌的安裝與調整
    任務8:物流倉儲站滾珠絲桿的安裝與調整
    任務9:多軸加工站滾珠絲桿的安裝與調整
    任務10:落料站間歇輪的安裝與調整
    任務11:穿銷站不完全齒輪的安裝與調整
    任務12:行車機械手站齒輪齒條機構的安裝與調整
    任務13:加蓋站、倉儲站蝸輪蝸桿的安裝與調整
2.電氣控制電路設計、安裝及接線
    環形生產線工作機構其電控部分全部按照工業標準和習慣進行設計，并且以附件方式提供全部設計圖紙和說明書。學員在該設備上可學習電路原理圖分析、PLC各I/O地址查對和設備電路連線方法。
    任務1:各從站、傳輸線及轉角配套組件的安裝、接線
    任務2:各從站、傳輸線及轉角控制電路的設計
    任務3:伺服電機控制系統的安裝、控制電路的設計、接線
    任務4:倉庫電機正反轉控制電路的設計、安裝及接線
    任務5:行車機械手電機變頻調速控制電路的設計、安裝及接線
    任務6:多軸加工中心步進電機驅動電路的設計、安裝及接線
    任務7:噴涂烘干加熱控制電路的設計、安裝與接線
    任務8:各傳輸線直流減速電機驅動電路的設計、安裝與接線
3.傳感器的應用
    該系統使用的傳感器數量達100多個，有電感式、電容式、光電式、光纖式、霍爾式、電磁式、紅外以及色標傳感器等，每一種傳感器都有著各自的特性。學員可通過了解工作中各類傳感器的工作特性來加強對這些傳感器的感性認識，再結合項目中傳感器安裝與調整、測試應用技能訓練，可使學員快速掌握傳感器在自動線中的使用。
4.氣動應用技術
    該系統上使用了大量的氣動元件，包括多種電控氣動閥、多種氣動缸、氣動夾爪、真空吸盤、真空發生器、過濾減速閥等。不但可以單獨學習每一種分離元件，而且還可以在學習時了解各種氣動元件之間以及氣動元件與其它元件之間是如何配合起來進行協調工作的。
    氣動元件的安裝與調整實訓項目
    任務1:電控氣動閥的安裝與調整
    任務2:真空發生器的安裝與調整
    任務3:氣動二聯體的安裝與調整
    任務4:各種氣缸的安裝與調整
5.PLC程序編制和程序調試
    環形線教學系統可以分成若干完全獨立的工作機構，使十幾個學生可以同時進行技能訓練。在該設備上學員不但可以學習PLC的各種技術，而且可以學習綜合科技環境下PLC的多種應用。
    任務1:總控臺站控制程序的編寫與調試
    任務2:上料、多軸加工站控制程序的編寫與調試
    任務3:三菱六軸工業機器人站控制程序的編寫與調試
    任務4:雅馬哈四軸工業機器人站控制程序的編寫與調試
    任務5:搬運、落料站控制程序的編寫與調試
    任務6:噴涂烘干站控制程序的編寫與調試
    任務7:加蓋站控制程序的編寫與調試
    任務8:穿銷站控制程序的編寫與調試
    任務9:檢測站控制程序的編寫與調試
    任務10:分揀站控制程序的編寫與調試
    任務11:物流倉儲站控制程序的編寫與調試
    任務12:行車機械手站的控制程序的編寫與調試
    任務13:多軸加工中心步進電機控制程序的編寫與調試
6.工業網絡通信
    任務1:組態監控軟件的運行使用及與PLC的通信
    任務2:觸摸屏工程的編寫
    任務3:PROFINET通訊協議的學習與使用
    任務4:S7-1500主站與從站RFID之間的通訊
    任務5:主站與從站之間的通訊
7.系統維護和故障檢測
    設備日常維護的內容和方法，以及系統常見故障分析、排除的方法。
    本系統以工作過程為導向，可開展項目教學，完成以下任務：
    (1)設備安裝
    (2)電氣設計
    (3)氣路連接和電路連接
    (4)設置步進電機驅動器及變頻器參數
    (5)設置伺服電機驅動器及伺服電機參數
    (6)完成PLC程序編制和程序調試
    (7)工業控制網絡的組建，通信測試與網絡故障診斷
    (8)觸摸屏組態和監控
    (9)系統維護和故障檢測（涉及程序、參數、電氣、機械等）

·配置清單