KRFMS-01模块式柔性自动环形生产线实训系统（工程型）.doc

KRFMS-01 模块式柔性自动环形生产线实训系统（工程型）模块式柔性自动环形生产线实训系统（工程型）A:278000，，B:528000，，C:600000，，D:620000一、产品概述 柔性自动生产线是将微电子学、计算机信息技术、控制技术、机械制造和系统 工程有机地结合起来，是一种技术复杂、高度自动化系统，柔性制造技术更是当前 机械制造业适应市场动态需求及产品不断迅速更新的主要手段，是先进制造技术的 基础 本实训系统是专门为职业院校、职业教育培训机构研制的自动生产线实训系统， 根据机电类、自动化类、先进制造类行业、企业中工业自动化应用的特点，对各类 自动生产线的工作过程和相关的技术进行研究，对工业现场设备进行提炼和浓缩， 并针对实训教学活动进行专门设计，融机、光、电、气、液于一体，包含了PLC、 机器人、传感器、气动、液压、工业控制网络、电机驱动与控制、计算机、机械传 动等诸多技术领域，整个系统由MES 生产管理系统、WINCC 监控系统、MCGS 监控系 统、主控 PLC 和下位 PLC 通过网络通讯技术构成一个完整的多级计算机控制系统 ， 通过训练，能强化了学生对复杂柔性自动生产线的设计、安装、接线、编程、调试、 故障诊断与维修等综合职业能力，适合机电类、自动化类相关专业的教学和实训， 同时也适合工程技术人员上岗培训。

本实训系统是一种典型的环形柔性自动生产线，它由供料检测单元、操作手单 元、加工单元、图像检测单元、安装单元、搬运单元、提取单元、成品分装输送单 元、三菱6 自由度工业机器人单元、分类存储单元、成品检测单元、自动仓储单元、 AGV 小车单元、液压冲压单元、环形输送线和总控平台组成通过输送链连成环形生 产线上述机构均安装在工业型材桌面上，系统中的机械结构、电气控制回路、执 行机构完全独立，采用工业标准件设计，便于拆、装 控制系统主站采用西门子S7-300(CPU315-2DP)，从站采用西门子S7- 200(CPU224)，各站之间使用PROFIBUS-DP 总线进行通讯，S7-200 从站主要用于控 制与驱动设备层，并对现场反馈的信号进行采集，S7-300 主站采集各从站数据，协 调各站运行，并为上位机的监控程序提供数据，同时系统还配有工业以太网通信模 块和 10.4 英寸彩色工业触摸屏，可以完成系统控制网络的集成 该系统有单机、联机二种工作方式在单机模式下，各从站独立运行，站间没 有数据传送，学员可进行外部接线操作，使用S7-200 专用 PPI 电缆或 PROFIBUS 总 线将编写程序下载到PLC 中，并监控程序运行，在联机模式下，系统各从站同时工 作，工件依次进行上料、颜色检测、加工、视频检测、机器人装配、装配检测、仓 储、物流输送、产品输出等操作，各站间通过PROFIBUS-DP 现场总线进行通讯，在 主站的控制下实现相关的互锁、数据传送操作，系统中的上位机使用WinCC 组态监 控软件，对现场设备生产状况进行动态实时监控。

系统工业现场总线和标准的电气接口，支持 RS232、RS485、PPI、MPI、PROFIBUS-DP、TCP/IP 多种通信方式系统具备多种组 态软件、编程软件、管理软件功能，如MGCS、WINCC、OPC、STEP7、人机交换和MES 生产管理系统软件等，为方便教学还配有PLC 仿真、气动仿真、多媒体教室电子管 理等软件A A/ /B B/ /C C/ /D D 型型单单元元配配置置表表 序号序号名称名称A A 型型B B 型型C C 型型D D 型型1供料检测单元1 11 11 11 1 2操作手单元2 21 12 22 2 3加工单元1 11 11 11 1 4搬运单元1 11 11 11 1 5安装单元1 11 11 11 1 6图像检测单元1 11 11 11 1 7提取单元1 12 22 22 2 8成品分装输送单元1 11 11 196 自由度工业机器人 单元1 11 11 110分类存储单元1 1 11成品检测单元1 11 1 12自动仓储单元1 11 11 1 13AGV 小车单元1 11 1 14液压冲压单元1 1 15环形输送单元1 11 11 11 1 16总控平台1 11 11 11 1 二、产品特点1. 系统将机械、气动、电气控制、电机传动、传感检测、 PLC 以及工业网络控 制技术有机地进行整合，结构模块化，便于组合，可以完成各类单项技能训练和综 合性项目训练。

可以进行机械部件安装与调试、气动系统的安装与调试、电气控制 电路的安装和PLC 编程、机电设备安装与调试、自动控制系统安装与调试、工业网 络控制系统安装与调试于一体，能较好地满足实训教学、工程训练的需要 2. 系统中元器件均采用实际工业元件，质量可靠、性能稳定，故障率低，从 而保证学校实训教学的顺利进行 3. 系统无论机械结构还是控制，都采用统一标准接口，具有很高的兼容和扩 展性，随工业现场技术的快速发展，本系统可以紧跟现场技术升级扩展，深入地满 足实训教学的需要 4. 本系统可以锻炼学习者创新思维和动手能力，学习者可以利用本系统从机 械组装、电气设计、接线、PLC 编程与调试、现场总线组建与维修等方面进行工程 训练 三、技术性能 1. 输入电源：三相四线～380V±10% 50Hz 2. 工作环境：温度-10℃～+40℃ ，相对湿度≤85%（25℃） ，海拔＜4000m 3. 装置容量：＜3kVA 4. 环形线尺寸：4500mm×2200mm×1000mm 5. 设备外型尺寸：7200mm×4200mm×1600mm 6. 安全保护：具有漏电保护，安全符合国家标准 四、实训内容 1 1. . 机机械械系系统统安安装装与与调调试试 各工作单元可让学员了解机械传动的基本应用，并进行安装调试工作。

这对提 高在校学生技能有极大帮助 2 2. . 电电气气控控制制电电路路设设计计及及接接线线 环形生产线工作单元其电控部分全部按照工业标准和习惯进行设计，并且以附 件方式提供全部设计图纸和说明书学员在该设备上可学习电路原理图分析、 PLC 各 I/O 地址查对和设备电路连线方法 3 3. . 传传感感器器的的应应用用 该系统使用的传感器数量达100 多个，有电感式、电容式、光电式、光纤式、 霍尔式、电磁式、红外、直线位移、图像处理以及色标传感器等，每一种传感都有 着各自的特性学员可了解工作中各类传感器的工作特性来加强对这些传感器的感 性认识，再结合项目中传感器安装与调整、测试应用技能训练，可使学员快速掌握 传感器在自动生产线中的使用 4 4. . 气气动动应应用用技技术术 该系统上使用了大量的气动元件，包括多种电控气动阀、多种气动缸、气动夹 爪、真空吸盘、真空发生器、过滤减速阀等不但可以单独学习每一种分离元件， 而且还可以在学习时了解各种气动元件之间以及气动元件与其它元件之间是如何配 合起来进行协调工作的 5 5. . 液液压压应应用用技技术术 该系统上使用了液压元件，包括液压阀、液压缸、液压泵等。

不但可以单独学 习每一种分离元件，而且还可以在学习时了解各种液压元件之间与其它元件之间是 如何配合起来进行协调工作的 6 6. . P PL LC C 程程序序编编制制和和程程序序调调试试环形生产线教学系统可以分成若干完全独立的工作单元，使十几个学生可以同 时进行技能训练在该设备上学员不但可以学习PLC 的各种技术，而且可以学习综 合科技环境下PLC 的多种应用 7 7. . 机机器器人人应应用用技技术术 该系统上使用了三自由度、四自由度及六轴工业机器人，学员可学习机器人的 各种控制技术，同时学习机械手的设计 8 8. . 工工业业网网络络通通信信 任务 1：组态监控软件的运行使用及与 PLC 的通信 任务 2：MES 生产管理系统软件的使用 任务 3：触摸屏工程的编写 任务 4：STEP7 编程软件使用 任务 5：PROFIBUS-DP 模块的学习与使用 任务 6：PROFIBUS 通讯协议的学习与使用 任务 7：PROFIBUS 主站与从站之间的通讯 9 9. . 系系统统维维护护和和故故障障检检测测 设备日常维护的内容和方法，以及系统常见故障分析、排除的方法 五、系统组成、功能及技术参数 ( (一一) )供料检测单元供料检测单元 由料斗、回转台、货台、螺旋导料机构、平面推力轴承、直流减速电机、工件 滑道、提升装置、计数开关、光电开关等组成。

主要完成将工件从回传上料台依次 送到检测工位，提升装置将工件提升并检测工件颜色 主要技术指标：主要技术指标： 名称名称型号规格型号规格数量数量备注备注 工作台860mm×470mm1工业型材 供电电源/工 作电压AC220V 50Hz /DC24V 4.5A1工作气压0.5MPaPLC 模块CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP 通 信模块1德国西门 子 单杆气缸行程：75mm1 直流减速电机10W/24V 5r/m1检测传感器光电漫反射 检测距离 50-300mm、 磁感式4（二）操作手单元（二）操作手单元 由机械手、横臂、回转台、机械手爪、配重块等组成，主要完成对工件的搬运主要技术指标：主要技术指标： 名称名称型号规格型号规格数量数量备注备注 工作台860mm×470mm1工业型材 供电电源/工作 电压AC220V 50Hz /DC24V 4.5A1工作气压0.5MPaPLC 模块CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP 通 信模块1德国西门 子 旋转气缸0～180°1双联气缸行程：100mm1 平行气夹缸径:16mm1 单杆气缸行程：45mm1 检测传感器磁感式7 （三）加工单元（三）加工单元 由旋转工作台、平面推力轴承、直流减速电机、刀具库（3 种刀具） 、升降式加 工系统、加工组件、检测组件、转台到位传感器等组成。

主要完成物料加工和深度 的检测 主要技术指标：主要技术指标： 名称名称型号规格型号规格数数 量量备注备注工作台面860mm×470mm1工业型材 供电电源/工 作电压AC220V 50Hz/DC24V 4.5A1工作气压0.5MpaPLC 模块CPU224CN(DC/DC/DC)+EM223+EM277 DP 通 信模块1德国西门 子 直流减速电 机10W/24V 5r/m1步进电机三相 6A 步距角 1.2°1 步进电机驱 动器10000 脉冲/圈1双导杆气缸行程：75mm1 单杆气缸行程：45mm2检测传感器光电、电感、磁感式10日本欧姆 龙（四）搬运单元（四）搬运单元 由机械手、移动滑台、安装工作台、工业导轨、齿轮齿条、配重块等组成，主 要完成对工件的搬运 主要技术指标：主要技术指标： 名称名称型号规格型号规格数量数量备注备注 工作台860mm×470mm1工业型材 供电电源/工 作电压AC220V 50Hz/DC24V 4.5A1工作气压0.5MPaPLC 模块CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP 通 信模块1德国西门 子 薄型气缸行程：50、90mm2 单杆气缸行程：30mm1 平行气夹缸径:16mm1 检测传感器磁感式7 （五）安装单元（五）安装单元 由料筒、换料机构、推料机构、工业导轨、摇臂等组成，主要完成对两种不同工件的上料及安装。

主要技术指标：主要技术指标： 名称名称型号规格型号规格数量数量备注备注 工作台860mm ×470mm1工业型材 供电电源/工作 电压AC220V 50Hz/DC24V 4.5A1工作气压0.5MPaPLC 模块CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP 通 信模块1德国西门 子 单杆气缸行程：60mm2 旋转气缸180°1 真空吸盘及发 生器1检测传感器磁感式6 （六）图像检测单元（六）图像检测单元 由光源，镜头，CCD 照相机，图像处理控制器，操作键盘，显示器、移动工作 台、导杆气缸、检测传感器、可编程控制器等组成，通过视觉传感器完成。