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  • SKIMA-54型 工业机器人与机床协同作业实训平台

    设备外观| 设计简述| 主要参数| 组成及功能| 实训项目| 配置清单

    SKIMA-54型 工业机器人与机床协同作业实训平台
    所属类别:智能制造系列
    SKIMA-54型 工业机器人与机床协同作业实训平台
      

    ·设备外观

    ·设计简述

        实训平台涉及企业工厂的生产物流管理和人机互动在工业生产过程中的应用,同时结合企业生产物流运营模式,进行综合且专业化的设计,以实训平台和“互联网+”模式为研究载体,构建一个高端精细化实体制造企业运作模式的实验室。实训平台主要由立体仓库(原材料/成品)、仓储机器人、加工中心单元、数控车床单元、输送线、加工中心上下料机器人、PLC控制单元、视觉检测单元等组成。适合高等院校、职业院校、技工学校等机器人工程、工业机器人技术、机电技术应用(工业机器人方向)、工业机器人技术应用、工业机器人应用与维护等相关专业的《机器人与控制技术》、《运动控制》、《自动化技术》等课程实训教学。

    ·主要参数

        1.工作电源:三相四线AC380V ±10%  50HZ;
        2.工作环境:温度-5ºC~+40ºC;湿度 85%(25ºC);海拔<4000m;
        3.气源压力:0.4~0.6MPa;
        4.装置容量:10KW;
        5.外形尺寸:≥10000mm*7000mm*2000mm;
        6.安全保护:具有接地、漏电压、漏电流保护,安全指标符合国家标准。

    ·组成及功能

        实训平台主要由成品立体仓库、仓储机器人、加工中心单元、数控车床单元、输送线、加工中心上下料机器人、视觉检测单元、电气控制柜、机器人底座等组成。
    (一)立体仓库
        主要由立体仓库、码垛机、仓储机器人及电气控制系统组成。
        1.立体仓库
        立体仓库采用工业标准型材和钢板加工而成,外表面亚光密喷塑,每个有4层7列28个仓位,两个仓库共有56个仓位,仓位都安装有检测装置,检测仓位状态。仓库尺寸:3000mm*600mm*2000mm;空位检测开关,原材料立体仓库和成品立体仓库布局在堆垛机两边,即两个仓库共用一套堆垛机。
        2.堆垛机
        堆垛机主要由行走机构、升降机构、货叉伸缩机构、电气控制系统及安全装置等机构组成,与立体仓库固定在一起。水平方向在铺设的地轨上运行,采用交流蜗杆减速机且带刹车功能,安装有高精度旋转编码器,使机器具有一定的自锁性和精确定位性;垂直方向采用链传动机构,由工业链条、链轮、滑道及电机组成,采用交流减速电机且带刹车功能,安装有高精度编码器。货叉伸缩机构采用工业链条、交流减速电机及链传动机构,货叉可以前伸,也可以后缩,具有位置传感器进行定位控制。所有电机均采用变频传动方式,控制堆垛机平稳运行。
        3.搬运、码垛机器人(下料机器人参数相同) 
        机器人负载≥5KG,附加载荷≥18KG,工作半径≥1440mm,工作范围轴轴1+170°~-170° 速度120°/s轴2+70°~-70°速度120°/s轴3+70°~-65速度120°/s轴4+150°~-150° 速度280°/s轴5+115°~-115°速度280°/s轴6+300°~-300°速度280°/s;TCP最大速度不低于2.1m/s,重复定位精度≤0.05mm((ISO试验平均值);集成12路信号源,气源压力≤8bar,落地安装,本体重量225KG。
         4.机器人控制器 
        IRC5是ABB第五代机器人控制器,采用RAPID工业机器人编程语言;内置数字量16DI/16DO;可扩展电子限位开关、5路安全输出(1-7轴监测)等安全选项;提供SafeMove功能,可实现静态、速度、位置、方向监测(机器人及附加轴)和至少8路功能启动安全输入和8路监测输出;支持DeviceNet、PROFINET、PROFIBUS DP、Etherent/IP协议;电源电压三相200-600V,频率50Hz-60Hz;工作环境温度范围0℃~ +45℃;工作环境相对湿度最高95%(无凝露)。
        5.机器人示教器 
        采用图形化彩色触摸屏,触摸屏不小于6.5寸,至少有10个薄膜键盘、1个急停按钮,功能可自定义;配备操纵杆,可控制多个轴运动;能够进行热插拔,运行时可插拔;支持和机器人本体配套,示教盒控制电路的主要功能是对操作键进行扫描并将按键信息送至控制器,同时将控制器产生的各种信息在显示屏上进行显示。
        6.传送带单元
        主体框架采用工业标准4040型材拼装而成,输送带采用PVC材质,选用高强力优质全棉、尼龙、聚酯帆布作带芯,输送线设有定位装置,实现定位加工、搬运、检测操作,整个输送装置采用交流变频调速,输送线采用上下两层结构,托盘可以从底层输送线回流进行回收,可以实时控制输送线的速度,调节输送节奏,外形尺寸:2730mm*460mm*890mm。
    (二)加工中心加工单元
        由数控加工中心实物、自动门装置、气动定位夹具组成。主要完成将原材料进行实物精细加工,加工成设定形状的工件。由机器人进行上下料,自动开关门,自动运行加工程序。
    (三)车床加工单元
        由数控车床实物、自动门装置、气动定位夹具组成。主要完成将原材料进行实物加工,加工成设定形状的工件。由机器人进行上下料,和机器人之间进行通讯,自动开关门,自动运行加工程序。
    (四)PLC控制单元
        由控制柜、电气安装网孔板、工业触摸屏、可编程控制器、空气开关、开关电源、接线端子等组成。根据系统下单情况,合理的输送原材料。
        控制柜采用优质钢板做骨架,经过机械加工成型,外表面亚光密喷塑,整机既坚固耐用,又美观大方。柜子的底部采用带刹车的万向轮,移动和固定两相宜,方便调整设备的摆放位置。控制柜内部安装有一块多功能网孔板,主体采用1.5mm厚的钢板加工成型,网孔采用“横二竖六”椭圆长孔加工工艺,整体设计规范、合理,使各类元器件在任何角度、任何方位都能轻松装配、调整。
        采用西门子高性价比小型PLC产品S7-200 Smart CPU SR30供电电压AC85~264V,集成18路数字量输入(DC24V 4mA,漏型・源型可切换)/12路数字量输出(继电器输出),内置18KB程序存储器、12KB数据存储器、10KB保持性存储器、6个高速计数器(最大200KHz),集成RS485接口、以太网接口,支持RS232、RS485、MODBUS、USS、自由口通讯、S7协议通讯、PROFIBUS等通信,配有通信编程电缆,配备两套CPU SR30模块,共有72路数字量信号输入/48路数字量输出。
        触摸屏采用昆仑通态MCGS TPC1061Ti,供电电压24±20%VDC,Cortex-A8 CPU,主频600MHz,内存128M;10英寸高亮度TFT液晶显示屏(分辨率1024*600),四线电阻式触摸屏(分辨率4096*4096);集成以太网接口、RS232、RS485、USB接口,可扩展CAN总线接口,产品经CE/FCC认证,防护等级IP65,预装MCGS嵌入式组态软件(运行版),具备强大的图像显示和数据处理功能。
    (五)视觉检测单元
        视觉检测采用CCD拍照检测,有效像素数30万,摄像面积4.8mm*3.6mm,彩色检测,场景数 128 个,可利用流程编辑功能制作处理流程,支持串行 RS-232C 和网络 Ethernet 通讯,提供高速输入1点、高速输出4点、通用输入 9点和通用输出23点的并行通信,提供 DVI-I 监控输出,提供环形光源,内圆直径 40mm,外圆直径 70mm,供电电压 24V,供电电流 440mA。
        智能视觉检测系统采用CCD照相机将被检测的目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号,图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,如面积、数量、位置、长度,再根据预设的允许度和其他条件输出结果,包括尺寸、角度、个数、合格/不合格、有/无等,实现自动识别功能。通过I/O电缆连接到PLC或机器人控制器,也支持串行总线和以太网总线连接到PLC或机器人控制器,对检测结果和检测数据进行传输。
    (六)气动系统
        气动系统主要由空气压缩机、气源处理件、气动控制系统、气动执行机构、气动附件组成。
        采用奥突斯空气压缩机,供电电压AC220V,功率550W,工作压力0.2-0.8MPa可调。
    (七)电脑桌
        主体部分采用工业标准铝型材(规格30*30)组装而成,封板采用1.5mm冷轧钢板喷塑处理;
        桌面上方设置有显示器围栏,采用1.5mm冷轧钢板冲φ6.5mm工艺孔,既美观又实用,防止显示器坠落;
        键盘架采用ABS塑料一次性压制而成,个性化圆角R设计避免撞伤,带有储物笔盒,通过加重型轴承导轨吊装在桌面板下方,抽出缩回自如,尺寸480mm*230mm*40mm。
        桌体配有4个带刹车万向轮,方便电脑桌移动和固定。2寸双轴承结构,直径50mm,轮宽25mm,高度75mm,螺杆M10*25。
        尺寸:600mm*560mm*1000mm(桌面离地800mm)。

    ·实训项目

    (一)数控操作类实训
        1.数控系统的启动和初始化
        2.数控系统的参数设置与调整
        3.变频器的调试、参数设置与应用
        4.进给驱动单元的调试与应用
        5.伺服主轴控制应用
        6.机床参考点的调试
        7.电动刀架控制
        8.数控系统的通讯;
        9.数控车床电气系统的设计
        10.数控车床故障诊断与维修
        11.数控系统的操作与编程
        12.车床功能参数设置
        13.加工中心功能参数设置
        14.全数字交流伺服电机运行与故障诊断
        15.加工中心手持脉冲发生器调试
        16.加工中心气动基本回路原理及分析
        17.加工中心刀库的原理和应用
        18.加工中心PLC编程及逻辑控制
        19.加工中心数据备份和恢复
        20.加工中心典型故障设置及排除
        21.加工中心编程操作与实体加工
        22.数控车床编程操作与实体加工
    (二)机器人系统入门类实训
        1.机器人主要技术参数
        2.机器人安全系统
        3.机器人安全操作规范
        4.示教器认知
        5.控制器认知
        6.机器人本体认知
        7.示教器画面与基本操作
        8.运动模式调节
        9.机器人伺服电机上电
        10.坐标系切换
        11.机器人运行速度调节
        12.机器人单轴运动
        13.机器人线性运动
        14.机器人编程语言与构架
        15.异常及故障处理技术
    16.机器人维护与保养
        17.机器人程序备份与加载
    (三)机器人系统设置类实训
        1.工具坐标系标定原理和方法
        2.工件/用户坐标系标定原理和方法
        3.机器人I/O硬件及组成
        4.机器人通信分类与方式
        5.机器人I/O配置
        6.机器人零点校准
        7.机器人常用指令
        8.机器人程序建立
        9.机器人指令添加与编辑
        10.机器人运动轨迹规划
        11.机器人程序执行与测试
        12.机器人自动运行
        13.机器人外部启动
    (四)PLC编程及应用
        1.PLC认知及选型
        2.PLC电气设计与配置
        3.PLC编程与实训
        4.PLC位置控制电气设计
        5.变频系统认知
        6.变频系统电气设计
        7.变频系统参数设置
        8.PLC变频控制编程与实训
        9.触摸屏认知与选型
        10.触摸屏通讯电缆制作
        11.触摸屏组态软件实训
        12.触摸屏网络配置与组态
        13.PLC与触摸屏通讯实训
        14.PLC与机器人控制电气系统设计
        15.PLC对机器人外部控制系统配置及编程
        16.PLC综合应用编程实例
    (五)基于PC的工业视觉系统实训
        1.工业相机基本原理与结构
        2.工业相机分类
        3.基于PC的视觉系统硬件搭建
        4.光源安装与调整
        5.工业相机图像识别项目应用
    (六)智能工业相机应用实训
        1.智能工业相机系统构建
        2.智能工业相机工程建立与测试
        3.智能工业相机通讯配置及应用
        4.智能工业相机检测案例应用
    (七)机床协调作业综合控制
        1.机器人与加工中心协调作业控制
        2.机器人与车床协调作业控制
        3.机器人与工业相机协调作业控制
        4.自动输送线上料控制
        5.自动输送线托盘回流控制
        6.堆垛机出入库控制
        7.PLC、机器人及机床联动运行

    ·配置清单

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