智能控制柔性生產線實驗系統

一、技術功能要求

1、設備整體尺寸：長5650×寬1100×高2000mm

2、氣源：功率（W）750W、壓力0.7MPa、排氣量60L/Min、容量（KV）18L

3、電源：AC3800V ±10% 50Hz、容量（KV）≤5kVA；

4、作業(yè)環(huán)境：環(huán)境溫度（℃）界限為-5℃～+40℃ 相對濕度＜85%（25℃）

二、設備簡介

智能型柔性生產線實驗系統是以工業(yè)生產中的自動化裝配生產線為原型，研發(fā)的智能產線機電一體化教學、實驗綜合應用平臺，使學生對工業(yè)生產的實際過程有大體的理解，掌控把握工業(yè)生產過程一些實際應用技術。

該系統是將機器人技術、視覺檢驗測試技術、流水線技術、氣壓技術，plc控制技術、物聯網通訊技術和系統工程有機的融于一體，是現今工業(yè)自動化流水線柔性系統的縮影。與目前工學院機械制造及自動化專業(yè)和機械電子工程專業(yè)的培養(yǎng)目標相契合，與專業(yè)課程想配套。既符合工業(yè)自動化生產實際又能適用我院自動化控制、機器人等專業(yè)創(chuàng)新、實驗、實驗教學需要。

本系統由總控單元、供料單元、數控三維（3D）拋光機單元、工業(yè)機器人單元、激光雕刻機單元、檢驗測試單元、自動輸送線分揀單元、包裝盒自動上料單元、包裝盒封蓋自動裝配單元、工量具換裝單元等構成。

三、各單元簡介

1.總控單元

總控單元是各單元程序執(zhí)行和動作流程的總控制端，是作業(yè)站的核心單元，由作業(yè)臺、智能電源管理模型塊、雙系統控制模型塊、氣源模型塊、MES顯露終端、交換機、人機交換結合套件等包括?？刂颇Ｐ蛪K由S7-1200系列及FX3U系列兩種系統的 PLC 和工業(yè)交換機包括，PLC 經過工業(yè)以太網和cc-link現場總線與各單元控制器和遠程IO 模型塊完成信息交互，用戶可按照需求自行編制程序完成流程功能。雙系統通訊線纜可以完成快速連接，HMI人機界面HMIHMI可對應用平臺完成信息監(jiān)控、流程控制、訂單管理等功能。

2.供料單元

供料單元用來亞克力工件原材料的放置。由作業(yè)臺、三層立體倉庫、遠程 IO 模型塊、光電傳感器、安全光幕等結合套件。立體倉庫為三層九倉位構造，每個倉位可放置一個零件，每個倉位對應一個光電傳感器檢驗測試庫位狀態(tài)；立體倉庫貨架配備一組安全光幕用以保護機器人抓取工件時實操者安全。裝配板為鋁全金加工而成，底層基板加工腰形裝配孔，可以整體拆卸靈活位移和固定。

3.數控三維（3D）拋光機單元

數控三維（3D）拋光機單元用來亞克力工件數控三維（3D）拋光加工。由主軸電機、三軸滾珠絲桿位移平臺、直線導軌、機械構造件、氣動門自動防護罩、氣動夾具、數控動作控制器、遠程 IO 模型塊、光電傳感器、接近傳感器、磁性傳感器、電磁閥組、氣動元件等結合套件。XYZ有效行程150*250*80mm，主軸電機100W電機，控制器兼容系統Artcam、type3、CAD、文泰等多種CAM/CAD制圖系統，重復精確度0.01mm。裝配板為鋁全金加工而成，底層基板加工腰形裝配孔，可以整體拆卸靈活位移和固定。

拋光機加工后機器人拾取并將工件放回至下一工序單元，并反饋信息至至總線互聯網，由總控單元協調處置整理，將工件實行輸送至下一級實行處置整理。

4.工業(yè)機器人單元

工業(yè)機器人單元主要用來多個單元之間工件的搬運。由IRB120工業(yè)機器人、直線地軌位移平臺（帶防護罩）、伺服電機及驅動、機械構造件自動夾具、工量具快換裝置、遠程 IO 模型塊、接近傳感器、磁性傳感器、電磁閥組氣動元件等結合套件。裝配板位移板均為鋁全金加工而成，底層基板加工腰形裝配孔，可以整體拆卸靈活位移和固定。

5.工量具換裝單元

工量具快換模型塊應用工業(yè)級氣動快換，能夠完成氣路、電子回路自動集合，協作機器人完成多種工量具的靈活變換?？鞊Q設計有防錯構造，有效防止快換位置錯亂引發(fā)的碰撞事故。含有氣夾、吸盤、畫筆等工裝夾具。有效尺寸：φ250*210mm，上下操作面板均為鋁全金加工而成，立柱為工業(yè)鋁型材，底層基板加工腰形裝配孔，可靈活位移和固定。

6.激光雕刻機單元

激光雕刻機單元主要完成亞克力工件內部三維（3D）立體圖案和文字的激光雕刻。由機器電氣控制儲物儲物柜、激光內雕刻機器、控制器、遠程 IO 模型塊、光電傳感器等構成。底層基板加工腰形裝配孔，可以整體拆卸靈活位移和固定。經過現場總線互聯網與主控單元就地實時通信，按照訂單要求完成全自動激光雕刻加工處置整理。

雕刻完畢后，機器人拾取并將工件放回至下一工序單元，并反饋信息至總線互聯網，由總控單元協調處置整理，將工件實行輸送至下一級實行處置整理。

7.檢驗測試單元

檢驗測試單元主要用來激光加工后的亞克力工件（外觀、尺寸、面積、高度、內部圖案）的檢驗測試識別。由FH-L550視覺系統、遠程 IO 模型塊、可調光源、位移傳感器、導桿氣缸、電磁閥、磁性傳感器、光電傳感器等構成。底層基板加工腰形裝配孔，可以整體拆卸靈活位移和固定。

經過外觀尺寸及缺損檢驗測試、雕刻文字圖案匹配及完整度檢驗測試，將不合格的工件分揀出來放入輸送線做集中回收處置整理。

合格設備工件將被機器人拾取并將工件放至下一工序單元，并反饋信息至總線互聯網，由總控單元協調處置整理。

8.自動輸送線分揀單元

自動輸送線分揀單元可按照程序完成對不一樣零件的分揀動作。由作業(yè)臺、中空傳輸帶、交流ACAC減慢速度電機、變頻器、編碼器編碼器、對射光電傳感器、工量具阻擋定位加緊機構、分揀機構、分揀工位、RFID 模型塊、導桿氣缸、電磁閥、磁性傳感器、電容傳感器、遠程 IO 模型塊等結合套件包括。底層基板加工腰形裝配孔，可以整體拆卸靈活位移和固定。

RFID 讀寫器讀取零件上電子芯片信息后，將信息傳遞給 PLC，PLC 按照信息內容控制傳輸帶將零件送至相應的分揀機構前；分揀機構按照程序要求在不一樣位置攔截傳輸帶上的零件，并將其推入指定的分揀工位；分揀工位可經過定位機構完成對滑入零件準確定位，并設定有傳感器檢驗測試當前工位是否存有零件；分揀單元共有三個分揀工位，一個廢品回收工位，每個工位可放置三個零件。執(zhí)行原件和反饋信號均由遠程 IO 模型塊經過工業(yè)以太網或cc-link工業(yè)總線傳輸到總控單元。

9.包裝盒自動上料單元

包裝盒自動上料單元主要完成包裝盒的自動出庫和移載的功能。由步進減慢速度電機、凸輪往復機械手、氣動吸盤、直線導軌、凸輪位移槽、限位緩存機構、接近傳感器、光電傳感器、磁性傳感器、RFID電子標簽、單桿氣缸、井式上料機構、頂升機構、電磁閥、遠程 IO 模型塊等構成，整體構造設計堅固而緊湊，平穩(wěn)可靠，機械傳動設計精巧美觀。底層基板加工腰形裝配孔，可以整體拆卸靈活位移和固定。

執(zhí)行原件和反饋信號均由遠程 IO 模型塊經過工業(yè)以太網或cc-link工業(yè)總線傳輸到總控單元。

10.包裝盒封蓋自動裝配單元

包裝蓋自動裝配單元主要完成包裝盒的自動出庫和裝配的功能。由步無桿氣缸、直線方形導軌、旋轉氣缸、氣爪、阻擋定位機構、限位緩存機構、接近傳感器、光電傳感器、磁性傳感器、導桿氣缸、井式上料機構、頂升機構、電磁閥、遠程 IO 模型塊等構成，體現了多種機械自動化搬運機構，平穩(wěn)可靠，機械設計精巧美觀。底層基板加工腰形裝配孔，可以整體拆卸靈活位移和固定。

執(zhí)行原件和反饋信號均由遠程 IO 模型塊經過工業(yè)以太網或cc-link工業(yè)總線傳輸到總控單元。