上海茂育科教设备有限公司

一、装置构成：
智能制造单元集成实训系统由由铝合金导轨式实训台、典型的机电一体化设备的机械部件、PLC模块、变频器模块、按钮模块、电源模块、伺服模块、步进模块、视觉模块、RFID模块、称重模块、温度模块、气动模块、传感器模块、物联网模块等模拟生产设备实训模块、接线端子排和各种传感器、计算机等组成。整体结构采用开放式和拆装式，实训装置用于机械部件组装，可根据现有的机械部件组装生产设备，也可添加机械部件组装其他生产设备，使整个装置能够灵活的按教学或竞赛要求组装具有生产功能的机电一体化设备。模块采用标准结构和抽屉式模块放置架，互换性强；按具有生产性功能和整合学习功能的原则确定模块内容，使教学或竞赛时可方便的选择需要的模块。设备需完全符合电工电子全国职业技能大赛所要求，同时还要求具有可拓展功能，可以组成更加大型的生产模拟系统，以配合各个用户学校不同层次，不同专业的教学及培训要求。

二、光机电一体化实训考核装置的配置：

序号	名称	主要元件或型号、规格	数量	单价
1	实训桌	3600×1000×840 mm	1张
2	触摸屏模块	7英寸 ，昆仑通态	1块
3	电气控制模块	三相电源总开关（带漏电和短路保护）1个，熔断器3只，单相电源插座2个，安全插座5个； 24 V/6 A、12 V/2 A各一组；急停按钮1只，转换开关2只，蜂鸣器1只，复位按钮黄、绿、红各1只，自锁按钮黄、绿、红各1只，24V指示灯黄、绿、红各2只；网孔板6台， 选用西门子 CPU CPU ST40，5台、 网线线、5根，能完成（1）网络的硬件连接、调试；（2）网络参数设置、调试；（3）基于MODBUS现场总线多台PLC的复杂网络数据读写程序编写与调试。	1套
4	变频器模块	西门子V20  功率≥0.37KW	1块
5	物料传送机部件	直流电机，送料盘1个，磁性开关1只；	1套
6	气动机械手部件	单出双杆气缸2只，气手爪1只，旋转气缸1只，磁性开关6只，气流阀6只，非标螺丝2只，双控电磁换向阀1只；单控电磁阀2只，电磁阀和气缸都采用日本SMC	1套
7	皮带输送机部件	三相减速电机（380 V，输出转速40r/min）1台，平皮带1355×49×2 mm 1条；	1套
8	加工机构	主要由物料台、物料夹紧装置、龙门式二维运动装置、主轴电机、刀具以及相应的传感器、磁性开关、电磁阀、步进电机及驱动器、主轴电机、滚珠丝杆副、支架、机械零部件构成。	1套
9	物件包装机构	主要由井式供料单元、三工位旋转工作台、平面轴承、冲压装配单元、光电传感器磁性开关（欧姆龙）、电磁阀、直流电机及驱动器、支架、机械零部件构成。	1套
10	物件分拣部件	单出杆气缸3只，金属传感器1只，光传感器2只，磁性开关6只，物件导槽3个，单控电磁换向阀3只，气缸和电磁阀均采用日本SMC	1套
11	接线端子模块	接线端子和安全插座	1块
12	物联网模块	支持4G、WIFI网络，具有穿透功能，远程上下载程序，通过服务器将采集的信号上传云端，可随时查看设备实时状态。	1块
13	机器人控制单元	机器人采用ABB品牌 IRB1100机器人，当分拣站分拣完成后，机器人会到对应的料槽抓取物料进行入库放到对应的料台上，料台上第一行是金属工件第二行是白料第三行是黑料。当料台放满后机器人会自动把物料放到废料盒中，当废料处理。只要料筒出现缺料，机器人就会把料台上的物料进行拆分出库处理。	1套
14	视觉识别单元	工业视觉检测系统包括相机、镜头、处理软件、光源等组成。工业视觉检测系统放置在输送线一测，对工件进行颜色，尺寸，标识等信息检测。、检测结果通过总控通讯，为后续摆放等作业做好准备。600 万像素 1/1.8” CMOS 千兆以太网工业面阵相机，传感器类型CMOS、卷帘快门，传感器型号 Sony IMX178，像元尺寸 2.4 µm × 2.4 µm，靶面尺寸 1/1.8”，分辨率 3072 × 2048，动态范围 71.3 dB，曝光时间 25 μs ~ 2.5 sec，快门模式 支持自动曝光、手动曝光、一键曝光模式，支持 Global Reset 和 Trigger Rolling功能，像素格式Mono 8/10/12 Bayer RG 8/10/10Packed/12/12Packed YUV422Packed，YUV422_YUYV_Packed RGB 8，BGR 8，数据接口 Gigabit Ethernet（1000Mbit/s）兼容 Fast Ethernet（100Mbit/s），数字 I/O 6-pin P7接头提供供电和 I/O：1路光耦隔离输入（Line0），1路光耦隔离输出（Line1），1 路双向可配置非隔离 I/O（Line2），镜头：镜头接口 C-Mount 外形尺寸 29 mm × 29 mm × 42 mm	1套
15	小车运动控制单元	主要由运动小车（直流电机驱动）、同步带轮传动机构、直流电机、光电传感器、电感式传感器、电容式传感器、行程开关等组成，通过传感检测、PLC编程，实现运动距离测量、传动控制、键值优化比较行走控制、定向控制、报警运行控制、点动控制等，能实现小车的精确定位。该系统外观精美，体积紧凑，重量轻。提供符合上述功能的小车运动控制单元设计效果图。	1套
16	温变变送器。	二线制输出，无需补偿导线；要求温变变送器结构简单安装方便，使用寿命≥10000次；结构简单，合理安装方便；小型化，安全可靠，使用寿命长；插头式温度变送器，量程0-100OC，电源24VDC，输出0-10V。加热器：工作电压AC220V、持续功率30W-150W、外壳材质铝合金、尺寸不大于160*100。	1套
17	称重单元	称物体重量或压力并触摸屏显示重量值：称重传感器、重量变送器、称重不锈钢承重板，可称重0-10KG。	1套
18	RFID识别单元	RFID射频单元带集成天线的方型读写器（RS422）；50×50×30 mm（L×D×H） 标签使用螺纹式小尺寸标签。	1套
19	物料	金属5个，尼龙黑白各5个	15个
20	安全插线		1套
21	气管	Φ4\Φ6，气管为蓝色，每台配有足量气管	1套
22	PLC编程线缆		1条
23	触摸屏与计算机通信线		1条
24	触摸屏与PLC通信线		1条
25	配套工具		1套
26	产品配套光盘		1套
27	线架		1个
28	电脑推车	电脑桌外形尺寸：长×宽×高＝600mm×530mm×1000mm；	1台
29	静音空气压缩机	0Mpa-1.0Mpa，气泵噪音≦65分贝，符合国家标准	1台
30	配套教学资源	全室配一套	1套

1、交流电源：三相五线 AC 380V±10%  50 Hz；
2、温度：-10～40 ℃；环境湿度：≤90%（25℃）；
3、外形尺寸：长×宽×高=3600×1000×840 mm；
4、整机功耗：≤1.5 kW；
5、安全保护措施：具有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的国家标准。采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实验导线。
四、设备结构：
实训装置台架为铝合金导轨式，实训考核装置PLC模块的I/O 端子、变频器的接线端子、各常用模块与PLC的连接端子，均与安全插座连接，使用带安全插头的导线进行电路连接；各指令开关、光电开关、传感器和指示元件的电路，则通过端子排进行连接。插拔线连接电路与端子牌连接电路相结合，既保证学生基本技能的训练、形成和巩固，又保证电路连接的快速、安全和可靠。
1、铝合金导轨式实训台：可以安装送料机构、机械手、传输分拣机构。实训模块及PLC主机等可以放置在拉出式的支架上。
2、触摸屏模块：MCGS 7寸触摸屏,模块材料要求：高强度塑料外壳、重量轻，面板是铝塑板，图案、文字符号采用进口油墨丝印。
3、PLC模块及变频器模块：PLC 14点以上IO西门子；变频器：西门子；模块材料要求：高强度塑料外壳、重量轻，面板是铝塑板，图案、文字符号采用进口油墨丝印。
4、电源模块：三相电源总开关（带漏电和短路保护）1个，熔断器3只，单相电源插座2个，安全插座5个；
按钮模块：24 V/6 A、12 V/2 A各一组；急停按钮1只，转换开关2只，蜂鸣器1只，复位按钮黄、绿、红各1只，自锁按钮黄、绿、红各1只，24V指示灯黄、绿、红各2只；
5、一体化接线排：接线排壳体上两侧相对设置有一初级接线区（接线端子）和一次级接线区（安全插座）；接线端子与对应的安全插座通过导电弹性件连接；接线排壳体边缘卷折，设有固定用的螺孔，可以固定在实训桌上。
6、井式上料机构：井式工件库1件，物料推出机构1件，光电传感器2只，磁性开关2只，单缸气缸1只，单控电磁阀1只，警示灯1只，主要完成将工件库中的工件依次推出。气缸及附属传感器选用SMC。
7、气动机械手装置：步进电机及驱动器，四自由度气动机械手，气缸及附属传感器选用SMC；整个搬运机构能完成四个自由度动作，手臂伸缩、手臂旋转、手爪上下、手爪松紧。气缸及附属传感器选用SMC。
8、加工机构：主要由物料台、物料夹紧装置、龙门式二维运动装置、主轴电机、刀具以及相应的传感器、磁性开关、电磁阀、步进电机及驱动器、主轴电机、滚珠丝杆副、支架、机械零部件构成。
9、物件包装机构：主要由井式供料单元、三工位旋转工作台、平面轴承、冲压装配单元、光电传感器磁性开关、电磁阀（日本SMC）、直流减速电机、支架、机械零部件构成。
10、物料分拣装置：传送带通过三相异步电动机驱动，在传送带端点处设计有落料口，通过光电传感器检测物料；传送带上装有三个出料槽，对应位置有电感传感器、光纤传感器等，同时正对料槽位置装有推料气缸，共计三个气缸。传送带采用可拆卸的铝合金支架。气缸及附属传感器选用SMC。
11、视觉识别单元
（1）基本要求：
1）工业视觉检测系统包括相机、镜头、处理软件、光源等组成。工业视觉检测系统放置在输送线一测，对工件进行颜色，尺寸，标识等信息检测。
2）检测结果通过总控通讯，为后续摆放等作业做好准备。
3）600 万像素 1/1.8” CMOS 千兆以太网工业面阵相机，传感器类型CMOS、卷帘快门，传感器型号 Sony IMX178，像元尺寸 2.4 µm × 2.4 µm，靶面尺寸 1/1.8”，分辨率 3072 × 2048，动态范围 71.3 dB，曝光时间 25 μs ~ 2.5 sec，快门模式 支持自动曝光、手动曝光、一键曝光模式，支持 Global Reset 和 Trigger Rolling功能，像素格式Mono 8/10/12 Bayer RG 8/10/10Packed/12/12Packed YUV422Packed，YUV422_YUYV_Packed RGB 8，BGR 8，数据接口 Gigabit Ethernet（1000Mbit/s）兼容 Fast Ethernet（100Mbit/s），数字 I/O 6-pin P7接头提供供电和 I/O：1路光耦隔离输入（Line0），1路光耦隔离输出（Line1），1 路双向可配置非隔离 I/O（Line2）
4）镜头：镜头接口 C-Mount 外形尺寸 29 mm × 29 mm × 42 mm
5）连接电缆与支架
（2）软件要求
1）软件可进行曝光时间，白平衡设置。
3）进行四点相机标定，能快速读取标定模板的像素值，可获取对应的位置值。
4）可进行日志显示，并可以清楚历史日志。
5）可进行至少8个模板匹配，即触发1次拍照，匹配模板1，模板1匹配成功，发出模板1数据；若模板1未能匹配成功，视觉返回s1,0,0,0数据给机器人，机器人发命令继续匹配模板；
6）可进行发送可接收数据显示。
7）软件输出4个数据：类型、X、Y、旋转量
8）支持绘制的模板可以进行集合运算；
9）绘制模板可以使用长方形，圆形，自由绘制等方式进行绘制模板；
10）在机器人视觉系统软件中，拍照的图像可以自由的拖动及放大；
11）支持实时采集及单独拍照；
12）在机器人视觉系统软件中，有红色十字光标方便安装调节相机位置。
12、机器人控制单元：（IRB1100）
机器人码垛单元的基本功能：
该单元的主要功能是对分拣后的物料进行入库处理，对库里的物料进行拆分出库处理。
机器人码垛单元的主要组成：
主要包括码垛机构，机器人单元，手爪夹具、气动组件等
机器人码垛单元工作过程如下
本站的主要功能是对物料进行出入库处理。系统上电后，先执行复位然后按下启动按钮，系统进行复位，复位完成后系统直接启动。当分拣站分拣完成后，机器人会到对应的料槽抓取物料进行入库放到对应的料台上，料台上第一行是金属工件第二行是白料第三行是黑料。当料台放满后机器人会自动把物料放到废料盒中，当废料处理。只要料筒出现缺料，机器人就会把料台上的物料进行拆分出库处理。
13、小车运动控制单元：主要由运动小车（直流电机驱动）、同步带轮传动机构、直流电机、光电传感器、电感式传感器、电容式传感器、行程开关等组成，通过传感检测、PLC编程，实现运动距离测量、传动控制、键值优化比较行走控制、定向控制、报警运行控制、点动控制等，能实现小车的精确定位。该系统外观精美，体积紧凑，重量轻。提供符合上述功能的小车运动控制单元设计效果图。
14、温控箱变频控温模块：加热板通电加热，温度变送器检测加热板到达一定温度后，PLC控制系统控制台达变频器使电机旋转，带动扇叶加强空气流动，快速散热，使箱内环境温度稳定。
1）温变变送器。
2）二线制输出，无需补偿导线；
3）要求温变变送器结构简单安装方便，使用寿命≥10000次；
4）结构简单，合理安装方便；小型化，安全可靠，使用寿命长；
5）插头式温度变送器，量程0-100OC，电源24VDC，输出0-10V。
6）加热器：工作电压AC220V、持续功率30W-150W、外壳材质铝合金、尺寸不大于160*100。
15、伺服系统控制单元：输入电源单相或三相AC220V，-15~+10%，50/60HZ，调速比1：5000，脉冲频率<500KHZ,控制输入：伺服使能、报警复位、紧急停止、指令脉冲禁止、脉冲偏差清除、零件速钳位、正向行程限位、反向行程限位、内部速度选择1等。控制输出：伺服准备好、定位完成、零偏差、零速度、报警检出、紧急停止检出。
16、称物体重量或压力并触摸屏显示重量值：称重传感器、重量变送器、称重不锈钢承重板，可称重0-10KG。
17、RFID识别单元：RFID射频单元带集成天线的方型读写器（RS422）；50×50×30 mm（L×D×H）
标签使用螺纹式小尺寸标签。

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