柔性制造生產(chǎn)線實訓室建設方案
一、 項目建設簡介
(一) 建設目標
本項目建設方案以客戶應用需求出發(fā)，圍繞“工業(yè)4.0”及“中國制造2025”進行項目設計，結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造、工業(yè)機器人、數(shù)控加工、自動檢測、虛擬仿真、自動化控制……等相關(guān)應用。緊密結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+工程實踐教學”的建設思路，以智慧工廠和智能制造為主題，以信息化與模塊化為核心思想，所搭建的一個既貼近于工業(yè)化生產(chǎn)又立足于教學，既能充分地體現(xiàn)學生參與性、又能使教學與工業(yè)實際無縫對接的能體現(xiàn)出多種專業(yè)特色的智能制造綜合教學平臺系統(tǒng)。
是一個圍繞著培養(yǎng)數(shù)字化集成制造技術(shù)相關(guān)的訓練與培訓平臺，體現(xiàn)了信息化生產(chǎn)運作與物流自動化思想。它包含有：設計、安裝、PLC控制、人機交互、數(shù)控加工、機器人搬運、工業(yè)網(wǎng)絡、軟件管理與開發(fā)等多方面內(nèi)容，是一個較為完整的標準數(shù)字化自動生產(chǎn)系統(tǒng)，同時也是一個內(nèi)容豐富的教學應用系統(tǒng)，著重于體現(xiàn)數(shù)字化集成對接應用，自動化及智能化產(chǎn)品設計開發(fā)兩方面內(nèi)容，是對相關(guān)教學課程的深入展示與直觀體現(xiàn)。
(二) 建設特點
本系統(tǒng)建設依據(jù)高校教學體系/課程與資源，結(jié)合當前主流成熟技術(shù)、主流成熟裝備進行技術(shù)和系統(tǒng)集成，專門針對高校教學需求定制與研發(fā)的“柔性智能制造系統(tǒng)”。該系統(tǒng)在確保每個組成單元穩(wěn)定可靠的基礎上、考慮技術(shù)的先進性、可行性和工業(yè)化，有機的將各個單元組合成具有一定創(chuàng)新性、先進性和實用性的數(shù)字化柔性制造系統(tǒng)。
(三) 建設內(nèi)容
（1）可服務的相關(guān)課程
數(shù)控技術(shù)、機器人技術(shù)基礎與操作、機械制造基礎、機械工程測試技術(shù)、機電傳動控制、液壓與氣壓傳動、機器人技術(shù)與應用、機電一體化系統(tǒng)設計、數(shù)控技術(shù)、機電系統(tǒng)仿真、CAD/CAM、PLC原理及應用、數(shù)字化制造技術(shù)、機電設備故障診斷、先進制造技術(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(shù)演示、自動傳輸系統(tǒng)演示、工件自動裝配演示、數(shù)控編程使用、機器人編程使用、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(shù)項目綜合訓練、機床檢測綜合實驗、數(shù)字化技術(shù)項目綜合訓練、多軸數(shù)控技術(shù)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(qū)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。
配置方案：
| 產(chǎn)品名稱 | 單價（元） | 數(shù)量（套） | 總價（元） |
| DBGJS-3 FMS柔性生產(chǎn)制造實驗系統(tǒng)（工程型） | 2180000 | 1 | 2180000 |
| 合計:2180000元 含稅含運費安裝調(diào)試 | |||
DBGJS-3 FMS柔性生產(chǎn)制造實驗系統(tǒng)（工程型）
一、產(chǎn)品概述
1、組成
FMS柔性生產(chǎn)制造實驗系統(tǒng)（工程型）是使用柔性制造技術(shù)中最具有代表性的制造自動化系統(tǒng)，可實現(xiàn)多品種、中小批量的加工管理。柔性制造技術(shù)是在自動化技術(shù)、信息技術(shù)及制造技術(shù)的基礎上，將以往企業(yè)中相互獨立的工程設計、生產(chǎn)制造及經(jīng)營管理等過程，在計算機及其軟件的支撐下，構(gòu)成一個覆蓋整個企業(yè)的完整而有機的系統(tǒng)，以實現(xiàn)全局動態(tài)最優(yōu)化，總體高效益、高柔性，并進而贏得競爭全勝的智能制造技術(shù)。它是當今世界制造自動化技術(shù)發(fā)展的前沿科技。
專門為職業(yè)院校、職業(yè)教育培訓機構(gòu)研制的FMS柔性生產(chǎn)實驗系統(tǒng)，根據(jù)機電類、自動化類、先進制造類行業(yè)、企業(yè)中工業(yè)對工業(yè)現(xiàn)場設備進行提煉和濃縮，并針對實驗教學活動進行專門設計，融機、光、電、氣，包含了PLC、機器人、傳感器、氣動、工業(yè)控制網(wǎng)絡、電機驅(qū)動與控制、計算機等諸多技術(shù)領(lǐng)域，整個系統(tǒng)由MES生產(chǎn)管理系統(tǒng)自動化應用的特點，對柔性制造技術(shù)的工作過程進行研究，、MCGS監(jiān)控系統(tǒng)、主控PLC和下位PLC通過網(wǎng)絡通訊技術(shù)構(gòu)成一個完整的多級計算機控制系統(tǒng)，通過訓練，使學生了解FMS的基本組成和基本原理，讓學生全面掌握機電一體化技術(shù)的應用開發(fā)和集成技術(shù)，幫助學生從系統(tǒng)整體角度去認識。
2、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(jié)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�、動態(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。
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(guān)課程，并能進行相關(guān)的實踐性教學環(huán)節(jié)，具體如下：
（1）可服務的相關(guān)課程
數(shù)控技術(shù)、機器人技術(shù)基礎與操作、機械制造基礎、機械工程測試技術(shù)、機電傳動控制、液壓與氣壓傳動、機器人技術(shù)與應用、機電一體化系統(tǒng)設計、數(shù)控技術(shù)、機電系統(tǒng)仿真、CAD/CAM、PLC原理及應用、數(shù)字化制造技術(shù)、機電設備故障診斷、先進制造技術(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(shù)演示、自動傳輸系統(tǒng)演示、工件自動裝配演示、數(shù)控編程使用、機器人編程使用、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(shù)項目綜合訓練、機床檢測綜合實驗、數(shù)字化技術(shù)項目綜合訓練、多軸數(shù)控技術(shù)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(qū)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(shù)性能
1. 輸入電源：單相三線～220V±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：＜2.5kVA
4. 外形尺寸：7000mm×5500mm×2400mm
5. 安全保護：具有漏電保護，安全符合國家標準
三、實訓內(nèi)容
1、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(zhuǎn)功能的應用實訓
(6) 子程序調(diào)用功能的應用實訓
(7) 中斷控制功能的應用實訓
(8) 變頻調(diào)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(diào)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
2、傳感器技術(shù)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
3、氣動控制技術(shù)
(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
4、運動控制系統(tǒng)
(1) 伺服電機定位的控制技術(shù)
(2) 直流電機的控制技術(shù)
(3) 交流電機的變頻調(diào)速技術(shù)
(4) 步進電機的定位控制技術(shù)
5、組態(tài)監(jiān)控及人機界面技術(shù)
(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
6、機械結(jié)構(gòu)訓練技術(shù)
(1) 同步帶傳動機構(gòu)的設計及特性研究
(2) 直齒輪傳動機構(gòu)的設計及特性研究
(3) 錐齒輪傳動機構(gòu)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
7、故障檢測技術(shù)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
8、網(wǎng)絡通訊技術(shù)和PROFIBUS總線技術(shù)
(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
9、工業(yè)機器人實訓
(1) 工業(yè)機器人示教單元使用
(2) 工業(yè)機器人基本指令操作與位置點設置
(3) 工業(yè)機器人軟件使用
(4) 工業(yè)機器人工件的跟蹤抓取
(5) 工業(yè)機器人成品組裝與入庫
10、數(shù)控系統(tǒng)實訓
(1) 數(shù)控系統(tǒng)的使用操作
(2) 數(shù)控編程
(3) 數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試
四、系統(tǒng)組成
1、系統(tǒng)的硬件由九個基本單元站組成
（一）總控平臺
總控平臺主要由單相電網(wǎng)電壓指示、電源控制部分、控制主機、狀態(tài)指示燈、10英寸工業(yè)彩色觸摸屏，電腦等組成，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)絡的集成。
（二）1、上料單元
上料單元主要由料斗、回轉(zhuǎn)臺、螺旋導料機構(gòu)、直流減速電機、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搬運工位。
2、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。
(三)1、 6自由度工業(yè)機器人單元
由6自由度工業(yè)機器人、抓取機構(gòu)、氣爪等組成，主要完成對工件的提取及搬運安裝。
2、加工中心
數(shù)控加工中心臺灣BT40主軸單元（8000轉(zhuǎn)）斗笠12把刀庫，武漢華中伺服數(shù)控系統(tǒng)三軸線規(guī)，定位精度0.005mm全防護設計，美觀大方。配置3.7kw伺服主軸，可剛性攻絲。
(三) 1、搬運單元
由無桿氣缸、提拉氣缸、機械手爪、廢料臺等組成，主要完成對工件的搬運分揀。
2、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，將不合格工件剔除。
（四） 1、安裝單元
由料筒、換料機構(gòu)、推料機構(gòu)等組成，主要完成對兩種不同工件的上料及安裝。
2、搬運單元
由無桿氣缸、提拉氣缸、機械手爪、廢料臺等組成，主要完成對工件的搬運分揀。
(五) 1、操作手單元
由機械手、橫臂、回轉(zhuǎn)臺、機械手爪、等組成，主要完成對工件的搬運。
2、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。
（六）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(gòu)、變頻調(diào)速系統(tǒng)、自動定位機構(gòu)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。
（七）控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)主站采用西門子S7-300，從站采用西門子S7-200SMART，各站之間使用ProfiBus-DP總線進行通訊，S7-200 SMART從站主要用于控制與驅(qū)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(diào)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英寸彩色工業(yè)觸摸屏，將觸摸屏、S7-300主機、電腦間組建成以太網(wǎng)絡�？梢酝瓿上到y(tǒng)控制網(wǎng)絡的集成。
