機電一體化實(shí)訓平臺,機電一體化實(shí)訓裝置-上海碩博公司

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2024年6月16日機電一體化實(shí)訓平臺,機電一體化實(shí)訓裝置 [在線(xiàn)客服]：

SBKJ-SXA機電一體化實(shí)訓平臺

一、建設背景

機電一體化實(shí)訓平臺、工業(yè)4.0智能控制實(shí)訓臺,隨著(zhù)中國版"工業(yè)4.0"《中國制造2025》的出臺，基于信息物理系統的智能裝備、基于工業(yè)機器人的智能工廠(chǎng)等智能制造正在引領(lǐng)制造方式的變革。而制造業(yè)乃國民經(jīng)濟之主體，是立國之本、興國之器、強國之基。打造具有國際競爭力的制造業(yè)，是我國提升綜合國力、保障國家安全、建設世界強國的必由之路。國家推進(jìn)制造過(guò)程智能化，在重點(diǎn)領(lǐng)域試點(diǎn)建設智能工廠(chǎng)/數字化車(chē)間，加快人機智能交互、工業(yè)機器人、智能物流管理、增材制造等技術(shù)和裝備在生產(chǎn)過(guò)程中的應用，促進(jìn)制造工藝的仿真優(yōu)化、數字化控制、狀態(tài)信息實(shí)時(shí)監測和自適應控制。

為了適應國家對高端智能制造設備所需要的高技能人才的培養，上海碩博教育設備制造有限公司經(jīng)多方調研及深度校企合作研發(fā)出系列工業(yè)機器人應用與維護專(zhuān)業(yè)實(shí)訓考核系統設備。該系統符合"四個(gè)定位"：即職業(yè)技能競賽的定位；技能培訓與鑒定的定位；做一體化教學(xué)改革的定位；符合高技能人才培訓基地的定位。并符合國家對"關(guān)于進(jìn)一步深化中等職業(yè)教育教學(xué)改革的若干意見(jiàn)"的文件精神，緊緊圍繞以國家職業(yè)標準為依據，以綜合職業(yè)能力培養為目標，以典型工作任務(wù)為載體，以學(xué)生為中心，根據典型工作任務(wù)和工作過(guò)程，設計新的課程體系和內容，按照工作過(guò)程的順序和學(xué)生自主學(xué)習的要求進(jìn)行教學(xué)設計和安排教學(xué)活動(dòng)，實(shí)現理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)融通合一，能力培養與工作崗位對接合一，使實(shí)習與頂崗工作學(xué)做合一，最終培養學(xué)生的技術(shù)能力、方法能力和社會(huì )能力。

基于目前對專(zhuān)業(yè)的全新建設，結合現有基礎和未來(lái)發(fā)展思路與目標，碩博公司在本次規劃貴校工業(yè)機器人系列實(shí)訓基地和實(shí)訓裝備建設方面，將全面結合學(xué)校開(kāi)設的專(zhuān)業(yè)，以滿(mǎn)足教學(xué)實(shí)訓，考核鑒定為基礎，重點(diǎn)突出功能，把握建設檔次，體現技術(shù)水平，力求實(shí)現適度超前的規劃原則。

二、建設目標

結合學(xué)院當前和未來(lái)的發(fā)展規劃目標，本次規劃設計的工業(yè)機器人技能技能工作室能達到以下目標：

--具備能夠滿(mǎn)足各專(zhuān)業(yè)教學(xué)實(shí)訓的基本技能、綜合技能、創(chuàng )新技能，以及中級、高級、技師、高級技師的職業(yè)資格和人才培養的需求。

--具備能夠滿(mǎn)足現代先進(jìn)技術(shù)并緊密結合先進(jìn)制造業(yè)技術(shù)發(fā)展的新工藝、新知識、新技能、新任務(wù)的需求。

--具備能夠滿(mǎn)足緊缺人才培訓，高技能人才培訓，農村勞動(dòng)力轉移培訓，退役士兵培訓，職業(yè)能力轉換培訓等綜合培訓、鑒定的需求。

--具備能夠滿(mǎn)足國家骨干師資培訓，一體化教學(xué)師資培訓及其他雙師型師資培訓等綜合性師資培訓的需求。

--具備能夠滿(mǎn)足開(kāi)展教學(xué)研討，開(kāi)展技能競賽，開(kāi)展學(xué)術(shù)交流，開(kāi)展課程改革等等需要的多功能綜合性基地的需求。

規劃設計的一體化機電專(zhuān)業(yè)、電氣和自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)、工業(yè)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)訓基地的實(shí)訓裝備,本著(zhù)實(shí)用性，實(shí)操性，職業(yè)性，綜合性為出發(fā)點(diǎn)，其技術(shù)優(yōu)勢如下：

技術(shù)的先進(jìn)性整套方案體現出現代制造業(yè)領(lǐng)域中所包含的PLC控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)等先進(jìn)控制理念及管理系統。

--技術(shù)的前瞻性本套方案在基于現代控制理念的基礎上，突出體現現代制造業(yè)前沿科技的應知點(diǎn)及應會(huì )點(diǎn)，如工業(yè)機器人控制技術(shù)，智能監控技術(shù)等。

技術(shù)的綜合性集成了光、機、電、氣、液、網(wǎng)絡(luò )通信、數字控制等綜合技術(shù)的應用，完全覆蓋現有機電專(zhuān)業(yè)教學(xué)大綱及流行教材的訓練內容。

技術(shù)的職業(yè)性方案所涉及的訓練內容，在滿(mǎn)足機電專(zhuān)業(yè)教學(xué)的前提下，結合相關(guān)工種的國家職業(yè)標準，既能進(jìn)行培訓練習又能用于鑒定考核。

技術(shù)的可操作性訓練載體體現高起點(diǎn)、高科技、高技能的特點(diǎn)，該套方案配備了完整系統的解決措施，具備配套的課程體系、教學(xué)大綱、訓練教材及長(cháng)期穩定的師資培訓計劃。

技術(shù)的兼容性該方案的技術(shù)來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際，不但能夠用于教學(xué)訓練，還能進(jìn)行與生產(chǎn)實(shí)際相關(guān)的典型工作任務(wù)，使學(xué)校實(shí)訓與生產(chǎn)實(shí)際零距離接軌。

三、技術(shù)性能要求

1. 輸入電源：?jiǎn)蜗?span lang="EN-US">220V±10% 50Hz

2. 工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔≤4000m

3. 裝置容量：≤1kVA

4. 重量：100kg左右

5. 外形尺寸：約1300mm×1200mm×750mm

6. 臺面平鋪2020歐標工業(yè)鋁材、右側臺面鋪400×1000mm軟絕緣膠墊，中部抽拉式電氣接線(xiàn)板。

7. 安全保護：具有漏電壓、漏電流保護裝置，安全符合國家標準

四、基本配置及功能要求

★1、實(shí)訓裝置包括電氣接線(xiàn)模塊、上料模塊、輸送線(xiàn)模塊、視覺(jué)識別模塊、三維模組控制模塊、稱(chēng)重模塊、RFID產(chǎn)品溯源模塊、物料擺放模塊、小車(chē)運動(dòng)控制模塊、溫控箱變頻控溫模塊。提供符合上述要求的裝置整體設計效果圖。

2、以上模塊對應以下單元：PLC單元、485通信單元、工業(yè)視覺(jué)識別單元、RFID產(chǎn)品溯源單元、氣動(dòng)控制基本單元、變頻調速單元、觸摸屏單元、以太網(wǎng)交換機、伺服系統控制單元等組成、溫度檢測變送單元。

2.1 、 PLC單元西門(mén)子主機1511C

帶顯示屏的 CPU；工作存儲器可存儲 175 KB 代碼和 1 MB 數據；位指令執行時(shí)間 60 ns；4 級防護機制，工藝功能，運動(dòng)控制，閉環(huán)控制，計數與測量；跟蹤功能；PROFINET IO 控制器，支持 RT/IRT，性能升級 PROFINET V2.3，雙端口，智能設備，支持 MRP、MRPD，傳輸協(xié)議 TCP/IP，安全開(kāi)放式用戶(hù)通信，S7 通信，Web 服務(wù)器，DNS 客戶(hù)端，OPC UA 服務(wù)器數據訪(fǎng)問(wèn)，恒定總線(xiàn)循環(huán)時(shí)間，路由功能；運行系統選件，固件版本 V2.5，帶 DI16/DQ16，AI5/AQ2，數字量輸入模塊 DI 16xDC24V，16 個(gè)一組；數字量輸出模塊 DQ 16xDC24V/0.5A，16 個(gè)一組；模擬量輸入模塊 AI 4xU/I、AI 1xRTD，16 位，5 個(gè)一組；模擬量輸出模塊 AQ 2xU/I，16 位，2 個(gè)一組；6 個(gè)通道用于計數與測量，帶增量式編碼器 24 V（最高 100 kHz）；4 個(gè)通道用于 PTO，脈寬調制，頻率輸出（最高 100 kHz)

視覺(jué)識別單元

2.2、工業(yè)視覺(jué)檢測系統包括相機、鏡頭、處理軟件、光源等組成。工業(yè)視覺(jué)檢測系統放置在輸送線(xiàn)一測，對工件進(jìn)行顏色，尺寸，標識等信息檢測。

2.2.1、檢測結果通過(guò)總控通訊，為后續擺放等作業(yè)做好準備。

2.2.3、600 萬(wàn)像素 1/1.8" CMOS 千兆以太網(wǎng)工業(yè)面陣相機，傳感器類(lèi)型CMOS、卷簾快門(mén)，傳感器型號 Sony IMX178，像元尺寸 2.4 m × 2.4 ?m，靶面尺寸 1/1.8"，分辨率 3072 × 2048，動(dòng)態(tài)范圍 71.3 dB，曝光時(shí)間 25 μs ~ 2.5 sec，快門(mén)模式支持自動(dòng)曝光、手動(dòng)曝光、一鍵曝光模式，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，數據接口 Gigabit Ethernet（1000Mbit/s）兼容 Fast Ethernet（100Mbit/s），數字 I/O 6-pin P7接頭提供供電和 I/O：1路光耦隔離輸入（Line0），1路光耦隔離輸出（Line1）， 1 路雙向可配置非隔離 I/O（Line2）

2.2.4、鏡頭：鏡頭接口 C-Mount 外形尺寸 29 mm × 29 mm × 42 mm

2.2.5、連接電纜與支架

2.2.6、軟件要求

①　軟件可進(jìn)行曝光時(shí)間，白平衡設置。

②　進(jìn)行四點(diǎn)相機標定，能快速讀取標定模板的像素值，可獲取對應的位置值。

③　可進(jìn)行日志顯示，并可以清楚歷史日志。

④　可進(jìn)行至少8個(gè)模板匹配，即觸發(fā)1次拍照，匹配模板1，模板1匹配成功，發(fā)出模板1數據；若模板1未能匹配成功，視覺(jué)返回s1,0,0,0數據給機器人，機器人發(fā)命令繼續匹配模板；

⑤　可進(jìn)行發(fā)送可接收數據顯示。

⑥　軟件輸出4個(gè)數據：類(lèi)型、X、Y、旋轉量

⑦　支持繪制的模板可以進(jìn)行集合運算；

⑧　繪制模板可以使用長(cháng)方形，圓形，自由繪制等方式進(jìn)行繪制模板；

⑨　在機器人視覺(jué)系統軟件中，拍照的圖像可以自由的拖動(dòng)及放大；

⑩　支持實(shí)時(shí)采集及單獨拍照；

11　在機器人視覺(jué)系統軟件中，有紅色十字光標方便安裝調節相機位置。

2.3、RFID識別單元：RFID射頻單元帶集成天線(xiàn)的方型讀寫(xiě)器（RS422）；50×50×30 mm（L×D×H）標簽使用螺紋式小尺寸標簽。

2.4、觸摸屏單元

1.顯示模塊：≥7"TFT

2.顯示色彩：≥65536彩色

3.分辨率：≥800×480像素

4.背光類(lèi)型：≥LED 亮度 300cd/m2

5.液晶壽命: ≥50000小時(shí)

6.觸控面板:4線(xiàn)精密電阻網(wǎng)絡(luò )（表面硬度不低于4H）

7.CPU: ≥800MHz RISC

8.存儲器: ≥128MB閃存+64MB 內存 RTC

9.通訊接口:COM0:RS485-2W/4W, RS232; COM2: RS232

2.5、以太網(wǎng)交換機：

1.以太網(wǎng)交換機采用非網(wǎng)管型工業(yè)以太網(wǎng) 100MBIT/S交換機，自帶5個(gè)雙絞線(xiàn)端口，RJ45 接口；

2.用于構建小型星形和總線(xiàn)形拓撲結構；自帶LED診斷顯示，供電電源DC 24V 。

3.不低于IEC/EN 61000-4工業(yè)級防護，不低于IP30防護，9.6-60VDC三冗余電源輸入，多重保護。

2.6、變頻調速單元：

1.單相220V供電，輸出功率0.37KW。

2.集成RS-485通訊接口，提供操作面板；

3.具有線(xiàn)性V/F控制、平方V/F控制、可編程多點(diǎn)設定V/F控制，磁通電流控制、直流轉矩控制；

4.集成4路數字量輸入，2路模擬量輸入；

5.具備過(guò)電壓、欠電壓保護，變頻器、電機過(guò)熱保護，短路保護等。

2.7、小車(chē)運動(dòng)控制單元：主要由運動(dòng)小車(chē)（直流電機驅動(dòng)）、同步帶輪傳動(dòng)機構、直流電機、光電傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、行程開(kāi)關(guān)等組成，通過(guò)傳感檢測、PLC編程，實(shí)現運動(dòng)距離測量、傳動(dòng)控制、鍵值優(yōu)化比較行走控制、定向控制、報警運行控制、點(diǎn)動(dòng)控制等，能實(shí)現小車(chē)的精確定位。該系統外觀(guān)精美，體積緊湊，重量輕。提供符合上述功能的小車(chē)運動(dòng)控制單元設計效果圖。

2.8、三維模組控制單元：

1.三維絲桿或同步帶控制單元主要由伺服驅動(dòng)和步進(jìn)驅動(dòng)組成。

2.伺服驅動(dòng)用于控制X軸，采用交流伺服驅動(dòng)，工作電壓AC220V，輸出功率200W。

3.采用數字信號處理器（DSP）作為控制核心，智能功率模塊（IPM）內部集成了驅動(dòng)電路,同時(shí)具有過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)熱、欠壓等故障檢測保護電路，具有較強的溫度、濕度、振動(dòng)等環(huán)境適應能力和很強的抗干擾的能力。

4.支持位置、速度和力矩三種方式對伺服馬達進(jìn)行控制。

5.步進(jìn)電機驅動(dòng)用于控制Y軸，采用交流伺服驅動(dòng)，工作電壓DC24V，輸出功率>=30W；

6.內部集成控制電路和功率電路，具有自檢線(xiàn)圈和短路保護等功能。

2.9、溫控箱變頻控溫模塊：加熱板通電加熱，溫度變送器檢測加熱板到達一定溫度后，PLC控制系統控制臺達變頻器使電機旋轉，帶動(dòng)扇葉加強空氣流動(dòng)，快速散熱，使箱內環(huán)境溫度穩定。

2.10、溫變變送器。

1.二線(xiàn)制輸出，無(wú)需補償導線(xiàn)；

2.溫變變送器結構簡(jiǎn)單安裝方便，使用壽命≥10000次；

3.結構簡(jiǎn)單，合理安裝方便；小型化，安全可靠，使用壽命長(cháng)；

4.插頭式溫度變送器，量程0-100OC，電源24VDC，輸出0-10V。

2.11、加熱器：工作電壓AC220V、持續功率30W-150W、外殼材質(zhì)鋁合金、尺寸不大于160*100。

2.12、伺服系統控制單元：輸入電源單相或三相AC220V，-15~+10%，50/60HZ，調速比1：5000，脈沖頻率<500KHZ,控制輸入：伺服使能、報警復位、緊急停止、指令脈沖禁止、脈沖偏差清除、零件速鉗位、正向行程限位、反向行程限位、內部速度選擇1等�？刂戚敵觯核欧䴗蕚浜�、定位完成、零偏差、零速度、報警檢出、緊急停止檢出，

2.13、稱(chēng)物體重量或壓力并觸摸屏顯示重量值：稱(chēng)重傳感器、重量變送器、稱(chēng)重不銹鋼承重板，可稱(chēng)重0-10KG。