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一、設備簡介

工業(yè)4.0智能制造實訓設備是一款智能制造綜合教學實訓平臺，包含了智能制造中完整的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，包括：感知設備、執(zhí)行機構(gòu)、無線傳感網(wǎng)絡、有線傳感網(wǎng)絡、工業(yè)主控機構(gòu)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析平臺。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實訓平臺有五大功能模塊：總控臺、智能加工、智能裝配、智能檢測、智能倉儲、智能物流等模塊，使用了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、嵌入式、大數(shù)據(jù)、移動應用、人工智能等新興技術(shù)，模擬生產(chǎn)過程，并實施反饋各個工位及產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)，設備中網(wǎng)絡建設系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)、智能化控制系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)等一系列單元，通過網(wǎng)絡進行任務指令的下達，實訓整體的控制應用，具有豐富的教學、生產(chǎn)仿真、展示、對外培訓、雙創(chuàng)平臺、科普教育等用途和功能，為高校相關(guān)學科專業(yè)升級和改革提供教學、實驗和科研支撐。

n主要技術(shù)參數(shù)：

1、供電電源：AC220V 50HZ；

2、供氣氣壓：0.4-0.75MPa；

3、使用功率：約3.0KW;

4、設備尺寸：約2600*1300*1900（最高點）mm。

二、組合工作臺

控制臺整體采用鋁合金材質(zhì)進行搭建，桌面為帶槽的工業(yè)鋁型材，能夠方便地保證桌面上機構(gòu)的安裝，裝置下部分設計有抽屜式電控箱，方便學員控制執(zhí)行機構(gòu)。

三、可開展教學實踐項目

n設備控制類

1、傳感器輸入輸出裝置接入控制應用實踐；

2、步進電機控制應用實踐；

3、伺服電機控制應用實踐

4、氣動系統(tǒng)控制應用實踐

5、模擬加工設備控制應用實踐

6、物流運輸系統(tǒng)的控制實踐

7、檢測系統(tǒng)的應用實踐

8、工業(yè)機器人的操作應用實踐

9、PLC控制器的操作變成應用實踐

10、HMI人機界面監(jiān)控應用實踐

n軟件及網(wǎng)絡類

1、設備層網(wǎng)絡建設布置應用實踐

2、設備整體控制流程規(guī)劃應用實踐

3、設備層數(shù)據(jù)采集應用實踐；

4、數(shù)據(jù)分析及顯現(xiàn)界面應用實踐；

5、網(wǎng)絡攝像視覺監(jiān)控應用實踐；

6、云端數(shù)據(jù)分析應用實踐；

7、基于云端的故障診斷應用實踐；

8、基于去端的運程調(diào)試應用實踐。

四、配套的應用單元

（1）立體倉庫單元

立體倉庫單元采用鋁型材框架結(jié)構(gòu)，鋁合金工作臺面，安裝執(zhí)行機構(gòu)，采用伺服電機控制雙軸堆垛機，具有4層4列存儲貨位，可以放置多件組裝主體。它作為整個系統(tǒng)中存儲原材料的主要工作站。

n主要技術(shù)參數(shù)：

1、供電電源：AC220V 5HZ;

2、整機功能約：1KW;

3、庫位數(shù)：4層4列;

4、控制器：S7-1200;

5、通訊網(wǎng)絡：PROFINET；

6、貨架材料：工業(yè)鋁型材。

（2）傳輸單元

傳輸線是一個將工件從立體倉庫運輸至加工單元、壓裝單元及裝配單元的傳輸裝置，它采用同步帶式傳動，整個輸送裝配連接多個工位，在各個工位設置了氣動阻擋裝置與檢測開關(guān)用于隨行工裝的停止定位。

n主要技術(shù)參數(shù)：

1、驅(qū)動電機：直流電機;

2、傳輸速度：3-5m/min;

3、傳輸方式：同步帶傳送；

4、定位形式：氣動阻擋及定位；

（3）RFID系統(tǒng)

RFID識別系統(tǒng)的系統(tǒng)中于識別物料的類型、加工工藝等關(guān)鍵信息。它安裝在立體倉庫及每個工作站點當中。當原材料被存入到系統(tǒng)中時，軟件系統(tǒng)在該物料的RFID電子標簽上進行了物料信息寫入。物料由立體倉庫輸出后，在每一個工位都首先進行識別，然后再根據(jù)MES系統(tǒng)中數(shù)據(jù)進行加工、搬運、檢測等相關(guān)操作。

在系統(tǒng)應用的每個工裝板上都安裝有RFID標簽，在每個加工工位物料都需要進行識讀操作，RFID讀寫器與PLC進行總線通訊并將信息通過網(wǎng)絡傳輸給服務器，實時的跟蹤物料位置信息和倉儲位置信息，做到物料、成品、半成品的可追溯性管理。

n主要技術(shù)參數(shù)：

1.功耗：約2.2W；

2.電路保護：帶極性接反保護；

3.工作頻率：13.56MHZ；

4.協(xié)議標準：ISO15693；

5.支持標簽類型：I-CODE2.I-CODE SLI；

6.讀卡距離：50mm(標準IC卡)；

7.通信接口：TCP/IP 以太網(wǎng)；

（4）模擬機床單元

該單元是結(jié)構(gòu)化小型的加工銑床，該銑床本體可配合PLC實現(xiàn)銑床的數(shù)控加工工作。整套單元采用獨立桌面式設計，主控采用PLC、觸摸屏控制，單元可配合機械手或者機器人等自動化設備完成產(chǎn)品的全自動化加工生產(chǎn)工作。

n主要技術(shù)參數(shù)：

1、結(jié)構(gòu)形式：模擬銑床結(jié)構(gòu);

2、驅(qū)動電機：步進電機;

3、驅(qū)動電源：DC24V;

4、控制方式：PLC控制；

5、機床夾具：氣動夾具；

（5）上下料機械手

該單元主要用于自動化設備的自動上下料工作，該桁架設備配合上位機、PLC實現(xiàn)桁架系統(tǒng)的全自動生產(chǎn)作業(yè)。整套單元采用獨立桌面式設計，主控采用PLC、觸摸屏控制，單元可配合機床等自動化設備完成產(chǎn)品的全自動化加工生產(chǎn)工作。主要是有電氣控制系統(tǒng)、桁架機械手本體、機械手夾爪、氣動控制系統(tǒng)等組成。具體組成分布如圖所示：

n工作站主要技術(shù)參數(shù):

1.使用電壓：DC24V；

2.驅(qū)動方式：步進電機；

3.控制方式: PLC控制；

4.主體結(jié)構(gòu): 龍門式；

5.軸結(jié)構(gòu):同步帶式模組；

6.運行形式：雙軸+雙工位夾爪。

（6）壓機單元

該單元主要用于自動化設備的產(chǎn)品壓裝工作，該壓力機設備配合上位機、PLC實現(xiàn)壓力機系統(tǒng)的全自動智能控制。整套單元采用獨立桌面式設計，單元可配合機器人等自動化設備完成產(chǎn)品的全自動化生產(chǎn)工作。

n主要技術(shù)參數(shù)：

1、結(jié)構(gòu)形式：四立柱結(jié)構(gòu);

2、驅(qū)動電機：電機;

3、安全防護：安全光柵;

4、控制方式：PLC控制；

5、反饋數(shù)據(jù)：下壓力、速度等；

（7）工業(yè)機器人單元

使用工業(yè)機器人完成工件的智能化上下料加工作業(yè)，從而提高生產(chǎn)力，并同時縮短投入市場的時間。

機器人夾具：

設備機器人使用組合夾具實現(xiàn)產(chǎn)品抓取，組合夾具根據(jù)產(chǎn)品進行定制設計，使其能夠有效的抓取不同的工件并將工件抓取放置相對應的工位。

n主要技術(shù)參數(shù)：

1.使用氣壓：0.5~0.75Mpa；

2.類型：多種組合式結(jié)構(gòu)；

3.執(zhí)行元件：氣動夾爪；

4.信號：開關(guān)量傳感器。

（8）智能移載小車

智能移載小車通輪式驅(qū)動在桌面上運行物料搬運單元，具有獨立的PLC控制系統(tǒng)和無線WIFI通訊系統(tǒng)是一個可通過調(diào)度控制實現(xiàn)傳輸線與RGV小車之間的物料轉(zhuǎn)運裝置。

n主要技術(shù)參數(shù)：

1.供電電源：24V;

2.驅(qū)動方式：輪式;

3.控制器：S7-1200 ;

4.通訊方式：WIFI;

5.頂部傳輸方式：皮帶式傳輸;

6.最大搬運負重：3kg。

（9）RGV運輸單元

項目中另一種運輸方式選用有軌RGV 運輸小車，其用于視覺檢測單元與激光打標單元工位之間的物流輸送作業(yè)，采用有軌形式、伺服電機驅(qū)動進行定位，是一個適用于快速搬運物品的輸送設備，可經(jīng)由控制系統(tǒng)實現(xiàn)小車的快速精準的在各個工位的輸送運輸和定位左右，大大的提高了運輸?shù)男屎唾|(zhì)量。

n主要技術(shù)參數(shù)：

1.結(jié)構(gòu)形式：單軸同步帶結(jié)構(gòu);

2.驅(qū)動電機：伺服電機;

3.安全防護：行程限位開光;

4.控制方式：PLC控制；

5.反饋數(shù)據(jù)：運行速度等；

（10）視覺檢測單元

單元視覺系統(tǒng)采用是海康威視系列產(chǎn)品，系統(tǒng)支持多種操作系統(tǒng)和圖像采集硬件設備，能夠滿足機器視覺應用領(lǐng)域中物品形狀檢測、顏色、缺陷、OCR文字識別等應用。配備工業(yè)鏡頭、LED光源、視覺處理器等設備。

n主要技術(shù)參數(shù):

1.品牌：?？低?；

2.相素：100萬相素；

3.類型：智能相機；

4.通訊功能：TCP/IP、MODBUE-TCP、UDP；

5.功能：物品形狀檢測、顏色識別、缺陷識別、OCR文字識別；

（11）激光打標單元

激光打標機對物品進行標識刻印，采用非接觸式進行激光刻印。激光打印內(nèi)容根據(jù)學生自行設計文件通過DXF格式文件可以進行導入更換。運用先進的激光技術(shù)，采用光纖激光器輸出，再經(jīng)掃描振鏡系統(tǒng)實現(xiàn)打標功能。

n工作站主要技術(shù)參數(shù):

1.使用電壓：AC220V 50HZ；

2.打標方法：激光打標機；

3.激光功率: 20W；

4.激光波長: 1064nm；

5.功率調(diào)節(jié)范圍: 0-100%；

6.打印范圍：100*100mm；

（12）控制系統(tǒng)單元

西門子SIMATIC S7-1200是款緊湊型、模塊化的PLC，可完成簡單邏輯控制、高級邏輯控制、HMI和網(wǎng)絡通信等任務。單機小型自動化系統(tǒng)的解決方案。對于需要網(wǎng)絡通信功能和單屏或多屏HMI的自動化系統(tǒng)，易于設計和實施。

n主要技術(shù)參數(shù)：

1.系列：S7-1200系列；

2.通訊方式：以太網(wǎng)通訊；

3.可擴展多種模塊；

4.Pofinet接口：1個；

（14）工業(yè)觸摸裝置

觸摸屏人機界面用于控制系統(tǒng)通訊監(jiān)控與人機操作，通過以太網(wǎng)通訊可實現(xiàn)與PLC之間數(shù)據(jù)交互，本次項目采用北京昆侖通態(tài)TPC1061Ti，是一套以先進的Cortex-A8 CPU為核心（主頻600MHz）的高性能嵌入式一體化觸摸屏。

n主要技術(shù)參數(shù)：

（13）電子看板系統(tǒng)

工位電子看板用于實時顯示設備各工作站單元的運行狀態(tài)、內(nèi)部動作動態(tài)視頻、加工或作業(yè)工藝卡等信息?？窗褰K端均采用液晶面板智能電視作為顯示終端，它與監(jiān)控系統(tǒng)中工位攝像頭、工位攝像頭服務電腦進行連接，顯示數(shù)據(jù)與服務來自于工位攝像頭服務電腦。

主要技術(shù)參數(shù)：

1.供電電源：AC220V 50HZ；

2.分辨率：1920*1080；

3.類型：液晶顯示屏；

4.顯示尺寸：32英寸；

5.顯示接口：HDMI、VGA接口

6.安裝方式：懸掛式；

7.通訊方式：以太網(wǎng)。