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模擬環(huán)形罐裝生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)訓考核系統

一、系統概述
      模擬環(huán)形罐裝生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)訓考核系統考核裝置緊密結合《中國制造2025》和《國家中長(cháng)期人才發(fā)展規劃綱要》對“智能制造”和經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域急需緊缺專(zhuān)門(mén)人才及創(chuàng )新型科技人才的培養要求,依據國家相關(guān)職業(yè)工種培養及鑒定標準,結合中國當前制造業(yè)的崗位需求,接軌世界技能競賽(Worldskills)相關(guān)標準及規程開(kāi)發(fā)設計而成。該套系統以“工作站”(Working Station)形式綜合體現機電一體化自動(dòng)生產(chǎn)、工業(yè)機器人自動(dòng)化“工作單元”、及其他附屬工作設施,操作者可以在學(xué)習中培養訓練自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)技能、機器人自動(dòng)化技能、世界競賽要求等,同時(shí)也可以提高職業(yè)素養中的社會(huì )能力與方法能力。

      模擬灌裝生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)訓系統由灌裝上料工作站、加蓋擰蓋工作站、檢測分揀工作站、工業(yè)機器人包裝工作站、成品自動(dòng)入庫工作站組成,包括了智能裝配生產(chǎn)系統、自動(dòng)包裝系統、自動(dòng)化立體倉庫及智能入庫系統、自動(dòng)檢測機質(zhì)量控制系統、生產(chǎn)過(guò)程數據采集及控制系統等,是一個(gè)完整的智能工廠(chǎng)模擬裝置,應用了工業(yè)機器人技術(shù)、PLC控制技術(shù)、步進(jìn)控制技術(shù)、伺服控制技術(shù)、工業(yè)傳感器技術(shù)、電機驅動(dòng)技術(shù)等工業(yè)自動(dòng)化相關(guān)技術(shù),可實(shí)現空瓶自動(dòng)上料、顆粒物料多樣上料、物料自動(dòng)分揀、顆??蛇x填裝、自動(dòng)加蓋、自動(dòng)擰蓋、成品檢測、成品分揀、機器人抓取入盒、盒蓋包裝、自動(dòng)入庫等智能生產(chǎn)全過(guò)程。

二、技術(shù)參數

1、系統電源: 220V
2、設備重量:360kg
3、額定電壓:AC220V ±5%
4、額定功率:3.6KW
5、環(huán)境濕度:≤90%
6、設備尺寸:420cm×72cm×150cm(長(cháng)×寬×高)
7、安全保護功能:急停按鈕,漏電保護,過(guò)流保護。
8、PLC:西門(mén)子S7-1200
9、伺服:西門(mén)子V90/電機SIMOTICS S-1FL6
10、觸摸屏:MT8101IE+MT-FX3M
11、步進(jìn)電機:驅動(dòng)器SR2/電機AM17HD6426-06N
12、機器人:ABB IRB120機器人
三、系統組成
(一)灌裝上料工作站

1、工作站介紹
  上料皮帶逐個(gè)將空瓶輸送到主輸送皮帶;同時(shí)顆粒上料機構將料筒內的物料推出;顆粒分揀機構對顆粒物料根據顏色進(jìn)行分揀;當空瓶到達填裝位后,皮帶停止,定位夾緊機構將空瓶固定;吸取機構將分揀到位的顆粒物料吸取放到空瓶?jì)?;瓶子內物料到達設定的顆粒數量后,定位夾緊機構松開(kāi),皮帶啟動(dòng),將瓶子輸送到下一個(gè)工位。此單元可以設定多樣化的填裝方式,可從物料顏色(2種)、顆粒數量(*多4粒)進(jìn)行不同的組合,產(chǎn)生8種填裝方式。
2、主要技術(shù)參數
(1)CPU(1214C DCDCDC):品牌西門(mén)子,14 點(diǎn)集成 24 V 直流數字量輸入,10 點(diǎn)集成數字量輸出,2 點(diǎn)集成模擬量輸入,0 至 10 V,2 點(diǎn)脈沖輸出 (PTO),頻率高達 100 kHz,脈沖寬度調制輸出 (PWM),頻率高達 100 kHz,集成以太網(wǎng)接口(TCP/IP native、ISO-on-TCP),所有模塊上均為可拆卸的端子。
(2)直流減速電機(Z2D1024GN-18S-2GN75K):24VDC;減速比1/75;1800Rpm;0.45Kg.cm;0.69A;GN齒輪軸型。
(3)旋轉氣缸(HRQ10):品牌亞德客,雙活塞齒輪齒條式復動(dòng)型;缸徑10;回轉角度范圍0-190°;重復精度0.2°;力矩1.1Nm;接管口徑M4*0.8;油壓緩沖。
(4)光纖放大器(E3X-HD41):品牌歐姆龍,PNP輸出;VR調節(粗/微調);響應時(shí)間1ms以下;12-24VDC供電;紅色LED光源;各類(lèi)線(xiàn)纜長(cháng)度2m;尺寸15*39*73mm。
(5)光纖頭(E32-ZD200):品牌歐姆龍,擴散反射型,螺紋形,M6,端視圖0.005560100,標準型2 m 自由裁切,適用于定位 M8 (約 18 g)
(6)光纖頭(E32-ZD200E):品牌歐姆龍,擴散反射型,螺紋形,M3,端視圖附有鏡頭0.005 200 32不斷裂強韌撓性1 m,自由裁切M3, 若搭配 F-2HA使用光點(diǎn)直徑 0.4(約 6 g)
(7)開(kāi)關(guān)電源(西門(mén)子開(kāi)關(guān)電源5A):雙組輸出24VDC;額定150W/6.2A。
(8)斷路器(EA9AN2C10A):2極;額定10A;C型脫扣特性。
(9)感應開(kāi)關(guān):兩線(xiàn)式;有接點(diǎn)磁簧管型;常開(kāi)型;線(xiàn)長(cháng)2m;5-30VDC供電;紅色LED指示;適用范圍G型(用于MD、MK、TR、TC、ACP、ACQ、STM、TWH(M)、TWQ、SDA氣缸)
(二)加蓋擰蓋工作站

1、工作站介紹
  接收上一工作站填裝好顆粒的瓶子,當瓶子被輸送到加蓋機構后,主輸送皮帶停止,夾蓋定位夾緊機構將瓶子固定,加蓋機構啟動(dòng)加蓋流程,將蓋子加到瓶子上;加好蓋子后主輸送皮帶啟動(dòng),加上蓋子的瓶子繼續被送往擰蓋機構,到擰蓋機構下方,主輸送皮帶停止,擰蓋定位夾緊機構將瓶子固定,擰蓋機構啟動(dòng),將瓶蓋擰緊,主輸送皮帶啟動(dòng),將擰好蓋子的物料瓶輸送到下一工位。瓶蓋分為白色和黑色兩種。
2、主要技術(shù)參數
(1)CPU(1214C DCDCDC):品牌西門(mén)子,14 點(diǎn)集成 24 V 直流數字量輸入,10 點(diǎn)集成數字量輸出,2 點(diǎn)集成模擬量輸入,0 至 10 V,2 點(diǎn)脈沖輸出 (PTO),頻率高達 100 kHz,脈沖寬度調制輸出 (PWM),頻率高達 100 kHz,集成以太網(wǎng)接口(TCP/IP native、ISO-on-TCP),所有模塊上均為可拆卸的端子。
(2)CPU擴展(SM1221):品牌西門(mén)子,16×24VDC 輸入  電流吸收/電流源。
(3)CPU擴展(SM1222):品牌西門(mén)子,8×24VDC 輸出  電流源。
(4)直流減速電機(Z2D1024GN-18S-2GN75K):24VDC;減速比1/75;1800Rpm;0.45Kg.cm;0.69A;GN齒輪軸型。
(5)擰蓋電機(ZGX45RGG DC24V ):24VDC;減速比1/22.5;直徑45;額定轉速:2.4、(rpm)r/min;0.47A;永磁直流行星齒輪減速電機。
(6)筆型氣缸(PB-10X80-S-U):品牌亞德客,復動(dòng)型;缸徑Ф10;行程80mm;附磁石;徑向進(jìn)氣型;軸向固定架;內螺紋M5*0.8;防撞墊緩沖。
(7)光纖放大器(E3X-HD41):品牌歐姆龍,PNP輸出;VR調節(粗/微調);響應時(shí)間1ms以下;12-24VDC供電;紅色LED光源;各類(lèi)線(xiàn)纜長(cháng)度2m;尺寸15*39*73mm。
(8)光纖頭(E32-ZD200):品牌歐姆龍,擴散反射型,螺紋形,M6,端視圖0.005560100,標準型2 m 自由裁切,適用于定位 M8 (約 18 g)
(9)開(kāi)關(guān)電源(西門(mén)子開(kāi)關(guān)電源5A):雙組輸出24VDC;額定150W/6.2A。
(10)斷路器(EA9AN2C10A):2極;額定10A;C型脫扣特性。
(11)感應開(kāi)關(guān):兩線(xiàn)式;有接點(diǎn)磁簧管型;常開(kāi)型;線(xiàn)長(cháng)2m;5-30VDC供電;紅色LED指示;適用范圍G型(用于MD、MK、TR、TC、ACP、ACQ、STM、TWH(M)、TWQ、SDA氣缸)

(三)檢測分揀工作站

1、工作站介紹
    主皮帶運行,接收上一站擰好蓋后的物料瓶子,當物料瓶經(jīng)過(guò)檢測機構時(shí):回歸反射傳感器檢測瓶蓋是否擰緊;檢測機構檢測瓶子內部顆粒是否符合要求;對擰蓋與顆粒均合格的瓶子進(jìn)行瓶蓋顏色判別區分;擰蓋或顆粒不合格的瓶子被分揀機構推送到廢品皮帶上(短皮帶);擰蓋與顆粒均合格的瓶子被輸送到皮帶末端,等待機器人搬運。
2、主要技術(shù)參數
(1)雙軸氣缸(TR-16X125-S):復動(dòng)型;缸徑Ф12;行程125mm;附磁石;銅套軸承;內螺紋M5*0.8;防撞墊緩沖。
(2)調壓過(guò)濾器:介質(zhì)空氣;內螺紋PT1/4;差壓排水式;Mpa刻度;濾水杯容量15CC
氣體電磁閥:五口二位;先導式;雙位置雙電控;內螺紋M5;工作電壓24VDC;DIN插座式;鋁合金;壓力范圍0.15-0.8Mpa;介質(zhì)空氣。
(3)CPU(1214C DCDCDC):品牌西門(mén)子,14 點(diǎn)集成 24 V 直流數字量輸入,10 點(diǎn)集成數字量輸出,2 點(diǎn)集成模擬量輸入,0 至 10 V,2 點(diǎn)脈沖輸出 (PTO),頻率高達 100 kHz,脈沖寬度調制輸出 (PWM),頻率高達 100 kHz,集成以太網(wǎng)接口(TCP/IP native、ISO-on-TCP),所有模塊上均為可拆卸的端子。
(4)CPU擴展(SM1221):品牌西門(mén)子,16×24VDC 輸入  電流吸收/電流源。
(5)CPU擴展(SM1222):品牌西門(mén)子,8×24VDC 輸出  電流源。
(6)直流減速電機(Z2D1024GN-18S-2GN75K):24VDC;減速比1/75;1800Rpm;0.45Kg.cm;0.69A;GN齒輪軸型。
(7)光纖放大器(E3X-HD41):?品牌歐姆龍,PNP輸出;VR調節(粗/微調);響應時(shí)間1ms以下;12-24VDC供電;紅色LED光源;各類(lèi)線(xiàn)纜長(cháng)度2m;尺寸15*39*73mm。
(8)光纖頭(E32-ZD200):品牌歐姆龍,擴散反射型,螺紋形,M6,端視圖0.005560100,標準型2 m 自由裁切,適用于定位 M8 (約 18 g)
(9)光纖頭(E32-ZD200E):品牌歐姆龍,擴散反射型,螺紋形,M3,端視圖附有鏡頭0.005 200 32不斷裂強韌撓性1 m,自由裁切M3, 若搭配 F-2HA使用光點(diǎn)直徑 0.4(約 6 g)
(10)開(kāi)關(guān)電源(西門(mén)子開(kāi)關(guān)電源5A):?jiǎn)谓M輸出24VDC;額定150W/6.2A。
(11)斷路器(EA9AN2C10A):2極;額定10A;C型脫扣特性。
(12)感應開(kāi)關(guān):兩線(xiàn)式;有接點(diǎn)磁簧管型;常開(kāi)型;線(xiàn)長(cháng)2m;5-30VDC供電;紅色LED指示;適用范圍G型(用于MD、MK、TR、TC、ACP、ACQ、STM、TWH(M)、TWQ、SDA氣缸)
(13)256色指示燈(BNI0072):256種顏色指示燈,可做為設備運行指示及遠程IO學(xué)習。
(四)工業(yè)機器人包裝工作站
1、工作站介紹

AB兩個(gè)升降臺分別存儲包裝盒底和包裝盒蓋;工業(yè)機器人包裝工作站啟動(dòng)后,A升降臺將包裝盒底推向物料臺上,A升降臺隨之上升一個(gè)盒底位;等待上一站檢測合格的物料瓶到位,當上一站合格物料瓶到位,啟動(dòng)工業(yè)機器人將瓶子抓取,并放入物料臺上的包裝盒底內;當包裝盒底4個(gè)工位放滿(mǎn)瓶子,工業(yè)機器人自動(dòng)從B升降臺上吸取盒蓋,蓋在包裝盒上,B升降臺隨之上升一個(gè)盒蓋位,并通知成品自動(dòng)入庫工作站入庫。
2、主要技術(shù)參數
(1)機器人(IRB120):ABB品牌,水平伸展距離 580mm,*大負載 3kg,本體重量 25kg,自重負載比 4.8,連接控制柜電纜長(cháng)度 7m,自由度 6自由度,重復定位精度 ±0.01mm,工作范圍*大速度:J1≧±165?(250?/s)  J2≧+110?~-110?(250?/s)  J3≧+70?~-90?(250?/s)   J4≧±160?(320?/s)  J5≧±120?(320?/s)   J6≧±400?(420?/s)
(2)機器人控制器:ABB品牌IRC5型號,尺寸(長(cháng)寬高) 258 x450 x 565mm,重量 27.5kg,外部接口:輸入/輸出:標準16/16(*多8192)數字: 24 V DC或繼電器信號,模擬: 1×0-10 V,串行通道:1×RS 232(RS422帶適配器),網(wǎng)絡(luò ):以太網(wǎng)(10/100 MB/s),兩條通道: 服務(wù)和LAN,現場(chǎng)總線(xiàn)(主):   DeviceNet,PROFINET,PROFIBUS DP,Ether net/IP,現場(chǎng)總線(xiàn)(從): PROFINET,PROFIBUS DP,Ether net/IP,Interbus,Allen-Bradley遠程I/O,CC-link,處理編碼器  *多6通道,供電電源  200~240VAC,50~60Hz,等。
(3)示教器: ABB品牌,重1 kg,6.5"圖形化彩色觸摸屏,操縱桿,緊急停,支持慣用左/右手切換,支持U盤(pán),維護,診斷軟件,恢復程序,帶時(shí)間標記登錄,支持遠程服務(wù)。
步進(jìn)電機驅動(dòng)器:輸入電壓12-48VDC;輸入信號電壓4-28VDC;輸入電流0.3-2.2A;步進(jìn)脈沖頻率2-2MHz;3位撥碼開(kāi)關(guān);8種電流細分選擇
(4)CPU(1214C DCDCDC):品牌西門(mén)子,14 點(diǎn)集成 24 V 直流數字量輸入,10 點(diǎn)集成數字量輸出,2 點(diǎn)集成模擬量輸入,0 至 10 V,2 點(diǎn)脈沖輸出 (PTO),頻率高達 100 kHz,脈沖寬度調制輸出 (PWM),頻率高達 100 kHz,集成以太網(wǎng)接口(TCP/IP native、ISO-on-TCP),所有模塊上均為可拆卸的端子。
(5)CPU擴展(SM1221):品牌西門(mén)子,16×24VDC 輸入  電流吸收/電流源。
(6)CPU擴展(SM1222):品牌西門(mén)子,8×24VDC 輸出  電流源。
(7)開(kāi)關(guān)電源(西門(mén)子開(kāi)關(guān)電源5A):?jiǎn)谓M輸出24VDC;額定150W/6.2A。
(8)斷路器(EA9AN2C10A):2極;額定10A;C型脫扣特性。
(9)感應開(kāi)關(guān):兩線(xiàn)式;有接點(diǎn)磁簧管型;常開(kāi)型;線(xiàn)長(cháng)2m;5-30VDC供電;紅色LED指示;適用范圍G型(用于MD、MK、TR、TC、ACP、ACQ、STM、TWH(M)、TWQ、SDA氣缸)
(10)調壓過(guò)濾器:介質(zhì)空氣;內螺紋PT1/4;差壓排水式;Mpa刻度;濾水杯容量15CC
氣體電磁閥:五口二位;先導式;雙位置雙電控;內螺紋M5;工作電壓24VDC;DIN插座式;鋁合金;壓力范圍0.15-0.8Mpa;介質(zhì)空氣。
(五)成品自動(dòng)入庫工作站
1、工作站介紹

由一個(gè)弧形立體倉庫和2軸伺服堆垛機構組成,當工業(yè)機器人工作站完成包裝任務(wù),接收信號把機器人工作站物料臺上的包裝盒體吸取出來(lái),然后按要求依次放入倉儲相應倉位。2×3的倉庫每個(gè)倉位均安裝一個(gè)檢測傳感器,堆垛機構水平軸為精密分度盤(pán)機構,垂直機構為渦輪絲桿升降機構,均由西門(mén)子V90精密伺服電機進(jìn)行高精度控制。
2、主要技術(shù)參數
(1)V90伺服控制:品牌西門(mén)子,集成全部控制模式:外部脈沖位置控制 內部設定值位置控制 速度控制 扭矩控制,集成抱閘繼電器,1MHz高速脈沖輸入,20位分辨率絕對值編碼器,可通過(guò)SD卡參數復制等。
(2)V90伺服電機:品牌西門(mén)子,額定速度2000rpm,額定扭矩1.27NM,絕對編碼器20位分辨,保護等級IP65 自冷卻。
(3)真空發(fā)生器:直接配管型(無(wú)消聲器);噴嘴直徑Ф0.5;*高真空度+88kPa;SUP接口Rc1/8;VAC接口Rc1/8;EXH接口Rc1/8
(4)吸盤(pán):垂直真空口接管;不帶緩沖;Ф10平行吸盤(pán);丁晴橡膠;接管方式外螺紋;螺紋直徑M5*0.8
(5)CPU(1214C DCDCDC):品牌西門(mén)子,14 點(diǎn)集成 24 V 直流數字量輸入,10 點(diǎn)集成數字量輸出,2 點(diǎn)集成模擬量輸入,0 至 10 V,2 點(diǎn)脈沖輸出 (PTO),頻率高達 100 kHz,脈沖寬度調制輸出 (PWM),頻率高達 100 kHz,集成以太網(wǎng)接口(TCP/IP native、ISO-on-TCP),所有模塊上均為可拆卸的端子。
(6)CPU擴展(SM1221):品牌西門(mén)子,16×24VDC 輸入  電流吸收/電流源。
(7)CPU擴展(SM1222):品牌西門(mén)子,8×24VDC 輸出  電流源。
(8)開(kāi)關(guān)電源(西門(mén)子開(kāi)關(guān)電源5A):?jiǎn)谓M輸出24VDC;額定150W/6.2A。
(9)斷路器(EA9AN2C10A):2極;額定10A;C型脫扣特性。
(10)感應開(kāi)關(guān):兩線(xiàn)式;有接點(diǎn)磁簧管型;常開(kāi)型;線(xiàn)長(cháng)2m;5-30VDC供電;紅色LED指示;適用范圍G型(用于MD、MK、TR、TC、ACP、ACQ、STM、TWH(M)、TWQ、SDA氣缸)
(11)調壓過(guò)濾器:介質(zhì)空氣;內螺紋PT1/4;差壓排水式;Mpa刻度;濾水杯容量15CC
氣體電磁閥:五口二位;先導式;雙位置雙電控;內螺紋M5;工作電壓24VDC;DIN插座式;鋁合金;壓力范圍0.15-0.8Mpa;介質(zhì)空氣。
(六)人機界面
  7寸寬屏觸摸被安裝在成品入倉單元,與灌裝自動(dòng)化生產(chǎn)組各站控制器PLC連接通訊,顯示設備所需要的參數設置,設備啟停,顯示各站間的IO信號,硬件IP等。

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