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一、產品概述

1、組成

系統由五個分系統構成即：數字化設計分系統、模擬加工制造分系統、檢測裝配分系統、生產物分流系統和信息管理分系統。它應包含供料檢測單元，操作手單元，加工單元，搬運單元，安裝單元，圖像檢測單元，提取單元，分類存儲單元，環形輸送單元，總控平臺等多個單元模塊。系統具有可進行小批量多品種柔性加工、無人值守加工生產能力等，采用數字化信息系統管理模式，每一臺設備均采用網絡型式對外聯接，由服務器統一管理生產過程中的各種數字聯接任務,具有現代化柔性制造加工系統的特征。

2、功能

既能完成認知型和綜合型實驗實訓，又能完成開發設計型實驗實訓，還能實現學生現場動手操作和網絡計算機同步觀測與分析相結合；對樣件具有全程演示及生產能力；系統應具有全自動控制功能，能充分展示現代工業中進行數字化管理生產的各個環節；系統應具有單機獨立控制、獨立運行功能；系統應具有啟停控制、動態作業計劃調度、庫存資源動態顯示、系統故障診斷與處理、工件位置動態顯示等等功能。

該系統除能服務于工程訓練實踐教學環節外，還應能覆蓋相關課程，并能進行相關的實踐性教學環節，具體如下：

（1）可服務的相關課程

機械制造基礎、機械工程測試技術、機電傳動控制、液壓與氣壓傳動、機器人技術與應用、機電一體化系統設計、數控技術、機電系統仿真、CAD/CAM、PLC原理及應用、數字化制造技術、機電設備故障診斷、先進制造技術、多軸數控加工技術、虛擬與仿真技術等，和其它相關課程。

（2）教學演示類項目

柔性化加工系統演示、遠程控制演示、機電控管一體化技術演示、自動傳輸系統演示、工件自動裝配演示、產品自動倉儲系統演示等等。

（4）專業綜合訓練類、設計類等項目

機械制造技術項目綜合訓練、機床檢測綜合實驗、數字化技術項目綜合訓練、多軸數控技術項目綜合訓練、機電控制綜合實驗、機電一體化系統綜合設計、機電一體化系統綜合設計、工件傳輸線應用設計、工件裝配項目應用設計、立體倉庫應用設計、氣壓系統應用設計、系統供電方案應用設計、計算機輔助工藝規程設計、數據庫應用及開發、總控系統的應用與開發、傳感器應用與選擇、PLC應用編程設計、PLC網格通訊應用、伺服驅動應用、人機界面編程設計、遠程組態系統設計、生產實習、畢業實習、畢業設計等等。

二、技術性能

1、輸入電源：三相四線～380V±10% 50Hz

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

3、裝置容量：＜4.5kVA

4、外形尺寸：7000mm×4500mm×1400mm

5、安全保護：具有漏電保護，安全符合國家標準

三、系統組成

系統的硬件主要由九個基本單元站、1個主控臺、環行自動輸送線及軟件系統組成。

（一）總控平臺

總控平臺主要由三相電網電壓指示、電源控制部分、控制主機、狀態指示燈、二位選擇開關、啟動和停止開關、急停開關、復位開關、12英寸工業彩色觸摸屏、計算機等組成。主站采用西門子S7-1500(CPU 1511-1 PN)，從站采用西門子S7-1200(CPU1214C)，各站之間使用ProfiBus-DP總線進行通訊，S7-1200從站主要用于控制與驅動設備層，并對現場反饋的信號進行采集，S7-1500主站采集各從站數據，協調各站運行，并為上位機的監控程序提供數據，同時系統還配有工業以太網通信模塊和KP1200 12英寸彩色工業觸摸屏，可以完成系統控制網絡的集成。

（二）上料單元

上料單元主要由料斗、回轉臺、螺旋導料機構、直流減速電機、工件滑道、計數電容開關、光電開關等組成。主要完成將工件從回傳上料臺依次送到檢測工位。

主要技術指標：

名稱	型號規格	數量	備注
工作臺	860mm×470mm	1	工業型材
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz /DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	S7-1200 CPU 1214C AC/DC/RLY	1	西門子
單桿氣缸	行程：75mm	1
直流減速電機	10W/24V    5r/m	1
檢測傳感器	光電漫反射 檢測距離50～300mm、磁感式	4

(二) 操作手單元

由機械手、橫臂、回轉臺、機械手爪、配重塊等組成，主要完成對工件的搬運。

主要技術指標：

名稱	型號規格	數量	備注
工作臺	860mm×470mm	1	工業型材
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz /DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	S7-1200 CPU 1214C AC/DC/RLY	1	西門子
旋轉氣缸	0°～180°	1
雙聯氣缸	行程：100mm	1
平行氣夾	缸徑：16mm	1
單桿氣缸	行程：45mm	1
檢測傳感器	磁感式	7

（三） 加工單元

由旋轉工作臺、平面推力軸承、直流減速電機、刀具庫、升降式加工系統、加工組件、檢測組件、轉臺到位傳感器等組成。主要完成物料加工和深度的檢測。

主要技術指標：

名稱	型號規格	數量	備注
工作臺面	860mm×470mm	1	工業型材
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	S7-1200 CPU 1214C AC/DC/RLY	1	西門子
直流減速電機	10W/24V    5r/m	1
步進電機	三相6A 步距角1.2°	1
步進電機驅動器	10000脈沖/圈	1
雙導桿氣缸	行程：75mm	1
單桿氣缸	行程：45mm	2
檢測傳感器	光電、電感、磁感式	10

（四）搬運單元

由機械手、移動滑臺、安裝工作臺、工業導軌、齒輪齒條、配重塊等組成，主要完成對工件的搬運。

主要技術指標：

名稱	型號規格	數量	備注
工作臺	860mm×470mm	1	工業型材
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	S7-1200 CPU 1214C AC/DC/RLY	1	西門子
薄型氣缸	行程：50mm、90mm	2
單桿氣缸	行程：30mm	1
平行氣夾	缸徑：16mm	1
檢測傳感器	磁感式	7

（五） 安裝單元

由料筒、換料機構、推料機構、工業導軌、搖臂等組成，主要完成對兩種不同工件的上料及安裝。

主要技術指標：

名稱	型號規格	數量	備注
工作臺	860mm×470mm	1	工業型材
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	S7-1200 CPU 1214C AC/DC/RLY	1	西門子
單桿氣缸	行程：60mm	2
旋轉氣缸	180°	1
真空吸盤及發生器		1
檢測傳感器	磁感式	6

（六）圖像形狀檢測單元

圖像處理單元主要由光源、鏡頭、CCD照相機、圖像處理控制器、顯示器、位移傳感器等組成。主要檢測加工完成后工件外觀形狀品質是否合格，通過攝像頭獲取工件的圖像，由圖像處理器完成工件合格與否的判斷并檢測加工孔深，將不合格工件剔除。

（七）提取單元

由機械手、直線移動機構、無桿氣缸、工業導軌等組成，主要完成對工件的提取及搬運。

主要技術指標：

名稱	型號規格	數量	備注
工作臺	860mm×470mm	1	工業型材
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	S7-1200 CPU 1214C AC/DC/RLY	1	西門子
無桿氣缸	行程：600mm	1
薄型氣缸	行程：45mm	1
單桿氣缸	行程：30mm	1
平行氣夾	缸徑：16mm	1
檢測傳感器	磁感式	7

（八）分類存儲單元

由步進電機、滾珠絲桿、立體庫、推料氣缸、電磁閥等組成。主要完成對成品工件分類存儲。           

主要技術指標：

名稱	型號規格	數量	備注
工作臺面	860mm×470mm	1	工業型材
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	S7-1200 CPU 1214C AC/DC/RLY	1	西門子
步進電機驅動器	64細分	2
步進電機	1.5A 角距：1.8度	2
單桿氣缸	行程：45mm	1
滾珠絲桿	行程≥320mm	2

（九）環行自動輸送線

環行自動輸送線主要由鋁合金型材基體、環行傳輸線、自動導向機構、變頻調速系統、自動定位機構等組成。可完成對工件在不同速度下的輸送，不同工位的自動定位，從而大大提高了自動環形傳輸線的工作效率。

（十一）智能制造生產線虛擬仿真系統

1、系統可以支持用戶選擇需要的PLC接口，如西門子S7系列PLC、三菱FX系列/Q系列PLC、臺達PLC、施耐德PLC等；亦可與虛擬PLC進行通訊。通訊方式簡單，不需要另寫腳本。

2、系統內部搭建了完善的二維原理圖，包括各系統的電氣原理圖、氣壓回路圖等，附帶詳細圖解說明。系統內的二維原理圖亦能進行動態仿真，形象直觀，便于理解。

3、系統的啟停方式與現實生產線無異，工作桌內設置若干按工業標準制作的工作按鈕以供使用。

4、系統的虛擬仿真區別于傳統實驗，降低了對現實資源的消耗，從長期來看，有利于節約成本；同時，虛擬仿真能隨時隨地重現整個生產過程，不受條件制約。

5、系統功能：

（1）送料系統：負責上料工作。利用物料自身的重力，待物料落到指定位置后，由推料氣缸推送至運送系統機械爪的抓取范圍內。頂料氣缸則控制位于指定位置上方物料掉落的時間點，進而保護處于推送工作過程中的推料氣缸。（2）運送系統：負責各站點的工作銜接。由機械爪抓取位于指定位置的物料，送往下一站點的指定位置。（3）加工系統：負責對物料的加工。在物料被送至系統內單向移動工作臺的夾具處后，物料檢測傳感器檢測到物料，夾具夾緊，由單向移動工作臺送至加工處進行貫通加工。加工結束，單項移動加工臺將其送回，松開夾具，交由運送系統處理。（4）裝配系統：負責配件與加工后物料的裝配。配件依靠自身重力落至槽內，槽回轉運動至裝配機械爪的下方。最后由裝配機械爪抓取配件，與指定位置處的工件進行裝配。（5）分揀系統：負責成品的分類儲存。由傳送帶將成品依次經由不同的傳感器檢測以進行分類，確定分類后由對應的推料氣缸將其推送至對應的成品區。

★6、為保證軟件正版，投標時提供智能制造生產線虛擬仿真系統軟件截圖及軟件著作權證書原件備查。

（十二）工業4.0虛擬仿真實訓軟件

軟件采用三維建模基于虛擬現實技術的計算機仿真模擬技術，可以進行PLC電氣控制仿真、氣動仿真、液壓仿真、傳感器仿真等工業常用技術仿真。

1、PLC仿真可以通過PLC編程控制模型的相應動作從而完成工序動作包含機械手仿真、自動門仿真、升降機仿真、分揀仿真、正反轉仿真、郵件分揀、流水線、自動分揀等。

2、氣動回路仿真

（1）軟件以氣動經典22回路為依據開發出28回路的在線及離線仿真

（2）軟件中設置的14路“考考你！”表現為典型氣路設備故障。

（3）軟件狀態含“模擬運行”“聯機運行”即離線仿真、在線仿真。兩種運行狀態自動切換，當連接外部設備時自動切換為在線仿真，無外部設備連接時為離線仿真即模擬運行。

軟件中離線仿真13個回路包括：1、單作用氣缸的換向回路（a）2、雙作用氣缸的換向回路（a）3、單作用氣缸的速度控制回路（a）4、單作用氣缸的速度控制回路（b）5、雙作用氣缸單向調速回路（a）6、雙作用氣缸單向調速回路（b）7、雙作用氣缸的速度控制回路一 8、雙作用氣缸的速度控制回路二 9、壓力控制回路 10、計數回路 11、延時回路 12、用機械行程閥的單往復控制回路 13、過載保護回路。

離線、在線自動切換的15個回路包括：1、單作用氣缸的換向回路（b）2、雙作用氣缸的換向回路（b）3、速度換接回路4、緩沖回路5、互鎖回路6、用行程開關的單缸往復運動回路7、單缸連續往復動作回路8、直線缸、旋轉缸順序動作回路9、多缸順序動作回路10、雙缸同步動作回路11、四缸聯動回路12、卸荷回路13、或門型梭閥的應用回路14、快速排氣閥的應用回路15、高低壓切換控制回路。

（4）設置14路“考考你！”當點開了“考考你”對話框回路自動設置故障，當回答正確或關閉“考考你”對話框，故障自動接觸，回路正常仿真。14路“考考你”包括模擬故障有：1單作用氣缸故障2、電磁閥故障3、雙作用氣缸故障4、調節閥故障5、節流閥故障6、手動換向閥異常7、節流閥堵死故障8、行程開關故障9過濾三聯件故障10、氣容故障11、行程閥故障12、順序閥故障13、行程開關失靈14、負載阻力過小

3）液壓回路仿真其界面可清楚的展示液壓元器件的內部結構以及液壓回路的工作過程。液壓傳動原理的動態演示并不少于18種動態演示。

a) 多級高壓回路b) 減壓回路c) 先導式溢流閥缷荷回路d) 順序平衡回路e) 回油節流調速回路 f) 旁路節流調速回路 g) 液壓缸差動連接回路

h) 三位四通電磁換向閥換向回路 i) 液控單向閥鎖緊回路 j) 順序閥控制順序動作回路k) 壓力繼電器控制順序動作回路 l) 行程開關控制順序同步回路 m) 調速閥控制同步回路 n) 液壓馬達回油節流調速回路 o) 二位四通電磁閥換向回路 p) 手動閥換向回路 q) 速度換接回路 r) 二位二通缷荷

★3、為保證軟件正版，投標時提供工業4.0虛擬仿真實訓軟件著作權證書原件備查。

（十三）電氣控制技能實訓仿真軟件

以三維仿真交互技術和三維動畫視覺表現及多媒體數字技術為核心，能進行三維電路分析、電氣電路模擬電路考核、綜合技能虛擬實訓、電氣基礎訓練、元器件識別檢測。

1、軟件模擬線路故障根據故障現象使用各種虛擬儀表進行排故

2、學員根據電路圖自己布局電氣設備并連接線路，自動檢測線路錯誤。

3、電機及電氣三維元件裝配

4、元器件檢測

5、電氣電路仿真

6、自動門仿真

7、升降機仿真

8、機床電氣實訓排故實訓

9、儀器儀表的使用萬用表、雙蹤示波器、信號發生器、頻譜儀、鉗形表

10、機械手仿真

★11、為保證軟件正版，投標時提供電氣控制技能實訓仿真軟件著作權證書原件備查。

（十四）云智能實驗室安全管理系統

本平臺將物聯網技術運用于電氣自動化信息技術并將數據上傳至云平臺，進行海量數據存儲，并提供豐富的數據分析工具方便更加準確的掌握數據與分析數據。★為保證軟件正版，投標時提供云智能實驗室安全管理系統軟件著作權證書原件備查并現場演示功能。

1、功能。   

（1）數據云系統上傳（2）手機數據查詢（3）歷史數據查詢（4）數據分析統計（5）郵箱報警（6）微信報警（7）微信反向控制（8）二次開發

2、智能物聯網系統應用軟件

（1）數據顯示顯示輸入電壓監控，輸出電壓監控，輸入開關監控，輸出開關控制以及輸入電壓模擬量實時數據，可根據實際需求添加128路。

（2）控制：控制啟動停止開關的開和關，輸出電壓值的給定，可根據實際需求添加128路。

（3）歷史數據：顯示輸入輸出電壓值的歷史數據，可按時、天、月進行查詢歷史數據曲線，以及歷史數據表格，可表格數據導出處理。

（4）設備報警：報警信號為PLC主機模擬量采集數值或者開關量可以自由設定，如當模擬量輸入超過10V電壓時產生報警，通過物聯網自動化應用軟件將報警信號上傳到云平臺，通過云平臺向設置的郵箱地址或者微信推送報警信號，每臺設備對應設置一個微信賬號和一個郵箱賬號用于接受報警信號。

（5）通過手機微信關注云平臺可以實現遠程控制PLC的輸出及監視PLC的輸入狀態變化。

（6）終端畫面包含：數據顯示畫面：畫面顯示輸入電壓數值，輸出電壓監控，開關狀態輸入，開關控制輸出，以及云端連接二維碼。聯網設置界面：設置現場數據連接云平臺后臺數據庫管理

★3、為保證軟件正版，投標時提供智能物聯網系統應用軟件著作權證書原件備查。

（十五）其它配置

序號	名稱	規格	數量	單位	備注
1	工件	白色工件	24	只
2		藍色工件	24	只
3		金屬工件	8	只
4	電源線	單相三芯電源線	15	根
5	PU氣管	Ф6、橙色	50	米
6	PLC編程電纜	國標網線	1	套
7	PLC編程軟件	博圖V14，WinCC V6.0	1	套
8	配套工具	工具箱：十字長柄螺絲刀，大、中、小號一字螺絲刀，中、小號十字螺絲刀，鐘表螺絲刀、剝線鉗，尖嘴鉗，剪刀，電烙鐵，鑷子，活動扳手，內六角扳手（9把）	1	套
9	配套光盤	使用手冊、程序等	1	套
10	計算機	聯想品牌臺式機電腦，i5-10400 8G 512G SSD ，23英寸液晶顯示器	1	套
11	空氣壓縮機	靜音空氣壓縮機	1	臺	靜音
12	氣動接頭	氣動快插式三通接頭EPE6	12	只

三、實訓內容
1.PLC的設計與應用
(1)數據傳輸功能實訓
(2)定時、計數、移位功能實訓
(3)比較功能實訓
(4)步進功能的應用實訓
(5)跳轉功能的應用實訓
(6)子程序調用功能的應用實訓
(7)中斷控制功能的應用實訓
(8)變頻調速的PWM控制功能的應用實訓
(9)伺服電機速度位置控制功能的應用實訓
(10)檢測系統的程序設計
(11)變頻調速環行自動傳輸系統的程序設計
(12)自動儲存系統的程序設計
2.傳感器技術及應用
(1)光電傳感器的特性研究及應用
(2)電感傳感器的特性研究及應用
(3)電磁傳感器的特性研究及應用
(4)位置傳感器的特性研究及應用
3.氣動控制技術
(1)電控氣動閥的工作原理及應用
(2)真空發生器的工作原理及應用
(3)氣動二聯體的工作原理及應用
(4)各種氣缸的工作原理及應用
4.運動控制系統
(1)伺服電機定位的控制技術
(2)直流電機的控制技術
(3)交流電機的變頻調速技術
(4)步進電機的定位控制技術
5.組態監控及人機界面技術
(1)組態監控軟件的基本應用
(2)組態監控軟件通信應用實訓
6.機械結構訓練技術
(1)同步帶傳動機構的設計及特性研究
(2)直齒輪傳動機構的設計及特性研究
(3)錐齒輪傳動機構的設計及特性研究
(4)直線導軌的設計及特性研究
(5)滾珠絲桿的特性研究及應用
7.故障檢測技術技能培訓
(1)程序故障設置的排除訓練
(2)參數故障設置的排除訓練
(3)電氣接線故障設置的排除訓練
(4)機械故障設置的排除訓練
8.網絡通訊技術和PROFIBUS總線技術
(1)網絡通訊基礎的原理與應用
(2)PROFIBUS-DP模塊的研究與應用
(3)PROFIBUS通訊協議的研究與應用
(4)PROFIBUS主站與從站之間的通訊研究