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一、設備簡介

工業4.0智能制造實訓設備是一款智能制造綜合教學實訓平臺，包含了智能制造中完整的工業互聯網架構，包括：感知設備、執行機構、無線傳感網絡、有線傳感網絡、工業主控機構、工業互聯網云平臺、工業大數據分析平臺。工業互聯網實訓平臺有五大功能模塊：總控臺、智能加工、智能裝配、智能檢測、智能倉儲、智能物流等模塊，使用了工業互聯網、嵌入式、大數據、移動應用、人工智能等新興技術，模擬生產過程，并實施反饋各個工位及產品的相關數據，設備中網絡建設系統、數據采集分析系統、智能化控制系統、傳感器系統、執行系統等一系列單元，通過網絡進行任務指令的下達，實訓整體的控制應用，具有豐富的教學、生產仿真、展示、對外培訓、雙創平臺、科普教育等用途和功能，為高校相關學科專業升級和改革提供教學、實驗和科研支撐。

n主要技術參數：

1、供電電源：AC220V 50HZ；

2、供氣氣壓：0.4-0.75MPa；

3、使用功率：約3.0KW;

4、設備尺寸：約2600*1300*1900（最高點）mm。

二、組合工作臺

控制臺整體采用鋁合金材質進行搭建，桌面為帶槽的工業鋁型材，能夠方便地保證桌面上機構的安裝，裝置下部分設計有抽屜式電控箱，方便學員控制執行機構。

三、可開展教學實踐項目

n設備控制類

1、傳感器輸入輸出裝置接入控制應用實踐；

2、步進電機控制應用實踐；

3、伺服電機控制應用實踐

4、氣動系統控制應用實踐

5、模擬加工設備控制應用實踐

6、物流運輸系統的控制實踐

7、檢測系統的應用實踐

8、工業機器人的操作應用實踐

9、PLC控制器的操作變成應用實踐

10、HMI人機界面監控應用實踐

n軟件及網絡類

1、設備層網絡建設布置應用實踐

2、設備整體控制流程規劃應用實踐

3、設備層數據采集應用實踐；

4、數據分析及顯現界面應用實踐；

5、網絡攝像視覺監控應用實踐；

6、云端數據分析應用實踐；

7、基于云端的故障診斷應用實踐；

8、基于去端的運程調試應用實踐。

四、配套的應用單元

（1）立體倉庫單元

立體倉庫單元采用鋁型材框架結構，鋁合金工作臺面，安裝執行機構，采用伺服電機控制雙軸堆垛機，具有4層4列存儲貨位，可以放置多件組裝主體。它作為整個系統中存儲原材料的主要工作站。

n主要技術參數：

1、供電電源：AC220V 5HZ;

2、整機功能約：1KW;

3、庫位數：4層4列;

4、控制器：S7-1200;

5、通訊網絡：PROFINET；

6、貨架材料：工業鋁型材。

（2）傳輸單元

傳輸線是一個將工件從立體倉庫運輸至加工單元、壓裝單元及裝配單元的傳輸裝置，它采用同步帶式傳動，整個輸送裝配連接多個工位，在各個工位設置了氣動阻擋裝置與檢測開關用于隨行工裝的停止定位。

n主要技術參數：

1、驅動電機：直流電機;

2、傳輸速度：3-5m/min;

3、傳輸方式：同步帶傳送；

4、定位形式：氣動阻擋及定位；

（3）RFID系統

RFID識別系統的系統中于識別物料的類型、加工工藝等關鍵信息。它安裝在立體倉庫及每個工作站點當中。當原材料被存入到系統中時，軟件系統在該物料的RFID電子標簽上進行了物料信息寫入。物料由立體倉庫輸出后，在每一個工位都首先進行識別，然后再根據MES系統中數據進行加工、搬運、檢測等相關操作。

在系統應用的每個工裝板上都安裝有RFID標簽，在每個加工工位物料都需要進行識讀操作，RFID讀寫器與PLC進行總線通訊并將信息通過網絡傳輸給服務器，實時的跟蹤物料位置信息和倉儲位置信息，做到物料、成品、半成品的可追溯性管理。

n主要技術參數：

1.功耗：約2.2W；

2.電路保護：帶極性接反保護；

3.工作頻率：13.56MHZ；

4.協議標準：ISO15693；

5.支持標簽類型：I-CODE2.I-CODE SLI；

6.讀卡距離：50mm(標準IC卡)；

7.通信接口：TCP/IP 以太網；

（4）模擬機床單元

該單元是結構化小型的加工銑床，該銑床本體可配合PLC實現銑床的數控加工工作。整套單元采用獨立桌面式設計，主控采用PLC、觸摸屏控制，單元可配合機械手或者機器人等自動化設備完成產品的全自動化加工生產工作。

n主要技術參數：

1、結構形式：模擬銑床結構;

2、驅動電機：步進電機;

3、驅動電源：DC24V;

4、控制方式：PLC控制；

5、機床夾具：氣動夾具；

（5）上下料機械手

該單元主要用于自動化設備的自動上下料工作，該桁架設備配合上位機、PLC實現桁架系統的全自動生產作業。整套單元采用獨立桌面式設計，主控采用PLC、觸摸屏控制，單元可配合機床等自動化設備完成產品的全自動化加工生產工作。主要是有電氣控制系統、桁架機械手本體、機械手夾爪、氣動控制系統等組成。具體組成分布如圖所示：

n工作站主要技術參數:

1.使用電壓：DC24V；

2.驅動方式：步進電機；

3.控制方式: PLC控制；

4.主體結構: 龍門式；

5.軸結構:同步帶式模組；

6.運行形式：雙軸+雙工位夾爪。

（6）壓機單元

該單元主要用于自動化設備的產品壓裝工作，該壓力機設備配合上位機、PLC實現壓力機系統的全自動智能控制。整套單元采用獨立桌面式設計，單元可配合機器人等自動化設備完成產品的全自動化生產工作。

n主要技術參數：

1、結構形式：四立柱結構;

2、驅動電機：電機;

3、安全防護：安全光柵;

4、控制方式：PLC控制；

5、反饋數據：下壓力、速度等；

（7）工業機器人單元

使用工業機器人完成工件的智能化上下料加工作業，從而提高生產力，并同時縮短投入市場的時間。

機器人夾具：

設備機器人使用組合夾具實現產品抓取，組合夾具根據產品進行定制設計，使其能夠有效的抓取不同的工件并將工件抓取放置相對應的工位。

n主要技術參數：

1.使用氣壓：0.5~0.75Mpa；

2.類型：多種組合式結構；

3.執行元件：氣動夾爪；

4.信號：開關量傳感器。

（8）智能移載小車

智能移載小車通輪式驅動在桌面上運行物料搬運單元，具有獨立的PLC控制系統和無線WIFI通訊系統是一個可通過調度控制實現傳輸線與RGV小車之間的物料轉運裝置。

n主要技術參數：

1.供電電源：24V;

2.驅動方式：輪式;

3.控制器：S7-1200 ;

4.通訊方式：WIFI;

5.頂部傳輸方式：皮帶式傳輸;

6.最大搬運負重：3kg。

（9）RGV運輸單元

項目中另一種運輸方式選用有軌RGV 運輸小車，其用于視覺檢測單元與激光打標單元工位之間的物流輸送作業，采用有軌形式、伺服電機驅動進行定位，是一個適用于快速搬運物品的輸送設備，可經由控制系統實現小車的快速精準的在各個工位的輸送運輸和定位左右，大大的提高了運輸的效率和質量。

n主要技術參數：

1.結構形式：單軸同步帶結構;

2.驅動電機：伺服電機;

3.安全防護：行程限位開光;

4.控制方式：PLC控制；

5.反饋數據：運行速度等；

（10）視覺檢測單元

單元視覺系統采用是海康威視系列產品，系統支持多種操作系統和圖像采集硬件設備，能夠滿足機器視覺應用領域中物品形狀檢測、顏色、缺陷、OCR文字識別等應用。配備工業鏡頭、LED光源、視覺處理器等設備。

n主要技術參數:

1.品牌：海康威視；

2.相素：100萬相素；

3.類型：智能相機；

4.通訊功能：TCP/IP、MODBUE-TCP、UDP；

5.功能：物品形狀檢測、顏色識別、缺陷識別、OCR文字識別；

（11）激光打標單元

激光打標機對物品進行標識刻印，采用非接觸式進行激光刻印。激光打印內容根據學生自行設計文件通過DXF格式文件可以進行導入更換。運用先進的激光技術，采用光纖激光器輸出，再經掃描振鏡系統實現打標功能。

n工作站主要技術參數:

1.使用電壓：AC220V 50HZ；

2.打標方法：激光打標機；

3.激光功率: 20W；

4.激光波長: 1064nm；

5.功率調節范圍: 0-100%；

6.打印范圍：100*100mm；

（12）控制系統單元

西門子SIMATIC S7-1200是款緊湊型、模塊化的PLC，可完成簡單邏輯控制、高級邏輯控制、HMI和網絡通信等任務。單機小型自動化系統的解決方案。對于需要網絡通信功能和單屏或多屏HMI的自動化系統，易于設計和實施。

n主要技術參數：

1.系列：S7-1200系列；

2.通訊方式：以太網通訊；

3.可擴展多種模塊；

4.Pofinet接口：1個；

（14）工業觸摸裝置

觸摸屏人機界面用于控制系統通訊監控與人機操作，通過以太網通訊可實現與PLC之間數據交互，本次項目采用北京昆侖通態TPC1061Ti，是一套以先進的Cortex-A8 CPU為核心（主頻600MHz）的高性能嵌入式一體化觸摸屏。

n主要技術參數：

（13）電子看板系統

工位電子看板用于實時顯示設備各工作站單元的運行狀態、內部動作動態視頻、加工或作業工藝卡等信息。看板終端均采用液晶面板智能電視作為顯示終端，它與監控系統中工位攝像頭、工位攝像頭服務電腦進行連接，顯示數據與服務來自于工位攝像頭服務電腦。

主要技術參數：

1.供電電源：AC220V 50HZ；

2.分辨率：1920*1080；

3.類型：液晶顯示屏；

4.顯示尺寸：32英寸；

5.顯示接口：HDMI、VGA接口

6.安裝方式：懸掛式；

7.通訊方式：以太網。