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一、产品概述

1、组成

系统由五个分系统构成即：数字化设计分系统、模拟加工制造分系统、检测装配分系统、生产物分流系统和信息管理分系统。它应包含供料检测单元，操作手单元，加工单元，搬运单元，安装单元，图像检测单元，提取单元，分类存储单元，环形输送单元，总控平台等多个单元模块。系统具有可进行小批量多品种柔性加工、无人值守加工生产能力等，采用数字化信息系统管理模式，每一台设备均采用网络型式对外联接，由服务器统一管理生产过程中的各种数字联接任务,具有现代化柔性制造加工系统的特征。

2、功能

既能完成认知型和综合型实验实训，又能完成开发设计型实验实训，还能实现学生现场动手操作和网络计算机同步观测与分析相结合；对样件具有全程演示及生产能力；系统应具有全自动控制功能，能充分展示现代工业中进行数字化管理生产的各个环节；系统应具有单机独立控制、独立运行功能；系统应具有启停控制、动态作业计划调度、库存资源动态显示、系统故障诊断与处理、工件位置动态显示等等功能。

该系统除能服务于工程训练实践教学环节外，还应能覆盖相关课程，并能进行相关的实践性教学环节，具体如下：

（1）可服务的相关课程

机械制造基础、机械工程测试技术、机电传动控制、液压与气压传动、机器人技术与应用、机电一体化系统设计、数控技术、机电系统仿真、CAD/CAM、PLC原理及应用、数字化制造技术、机电设备故障诊断、先进制造技术、多轴数控加工技术、虚拟与仿真技术等，和其它相关课程。

（2）教学演示类项目

柔性化加工系统演示、远程控制演示、机电控管一体化技术演示、自动传输系统演示、工件自动装配演示、产品自动仓储系统演示等等。

（4）专业综合训练类、设计类等项目

机械制造技术项目综合训练、机床检测综合实验、数字化技术项目综合训练、多轴数控技术项目综合训练、机电控制综合实验、机电一体化系统综合设计、机电一体化系统综合设计、工件传输线应用设计、工件装配项目应用设计、立体仓库应用设计、气压系统应用设计、系统供电方案应用设计、计算机辅助工艺规程设计、数据库应用及开发、总控系统的应用与开发、传感器应用与选择、PLC应用编程设计、PLC网格通讯应用、伺服驱动应用、人机界面编程设计、远程组态系统设计、生产实习、毕业实习、毕业设计等等。

二、技术性能

1、输入电源：三相四线～380V±10% 50Hz

2、工作环境：温度-10℃～+40℃  相对湿度≤85%（25℃） 海拔＜4000m

3、装置容量：＜4.5kVA

4、外形尺寸：7000mm×4500mm×1400mm

5、安全保护：具有漏电保护，安全符合国家标准

三、系统组成

系统的硬件主要由九个基本单元站、1个主控台、环行自动输送线及软件系统组成。

（一）总控平台

总控平台主要由三相电网电压指示、电源控制部分、控制主机、状态指示灯、二位选择开关、启动和停止开关、急停开关、复位开关、12英寸工业彩色触摸屏、计算机等组成。主站采用西门子S7-1500(CPU 1511-1 PN)，从站采用西门子S7-1200(CPU1214C)，各站之间使用ProfiBus-DP总线进行通讯，S7-1200从站主要用于控制与驱动设备层，并对现场反馈的信号进行采集，S7-1500主站采集各从站数据，协调各站运行，并为上位机的监控程序提供数据，同时系统还配有工业以太网通信模块和KP1200 12英寸彩色工业触摸屏，可以完成系统控制网络的集成。

（二）上料单元

上料单元主要由料斗、回转台、螺旋导料机构、直流减速电机、工件滑道、计数电容开关、光电开关等组成。主要完成将工件从回传上料台依次送到检测工位。

主要技术指标：

名称	型号规格	数量	备注
工作台	860mm×470mm	1	工业型材
供电电源/工作电压	AC220V 50Hz /DC24V 4.5A	1
工作气压	0.5MPa
PLC模块	S7-1200 CPU 1214C AC/DC/RLY	1	西门子
单杆气缸	行程：75mm	1
直流减速电机	10W/24V    5r/m	1
检测传感器	光电漫反射 检测距离50～300mm、磁感式	4

(二) 操作手单元

由机械手、横臂、回转台、机械手爪、配重块等组成，主要完成对工件的搬运。

主要技术指标：

名称	型号规格	数量	备注
工作台	860mm×470mm	1	工业型材
供电电源/工作电压	AC220V 50Hz /DC24V 4.5A	1
工作气压	0.5MPa
PLC模块	S7-1200 CPU 1214C AC/DC/RLY	1	西门子
旋转气缸	0°～180°	1
双联气缸	行程：100mm	1
平行气夹	缸径：16mm	1
单杆气缸	行程：45mm	1
检测传感器	磁感式	7

（三） 加工单元

由旋转工作台、平面推力轴承、直流减速电机、刀具库、升降式加工系统、加工组件、检测组件、转台到位传感器等组成。主要完成物料加工和深度的检测。

主要技术指标：

名称	型号规格	数量	备注
工作台面	860mm×470mm	1	工业型材
供电电源/工作电压	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作气压	0.5MPa
PLC模块	S7-1200 CPU 1214C AC/DC/RLY	1	西门子
直流减速电机	10W/24V    5r/m	1
步进电机	三相6A 步距角1.2°	1
步进电机驱动器	10000脉冲/圈	1
双导杆气缸	行程：75mm	1
单杆气缸	行程：45mm	2
检测传感器	光电、电感、磁感式	10

（四）搬运单元

由机械手、移动滑台、安装工作台、工业导轨、齿轮齿条、配重块等组成，主要完成对工件的搬运。

主要技术指标：

名称	型号规格	数量	备注
工作台	860mm×470mm	1	工业型材
供电电源/工作电压	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作气压	0.5MPa
PLC模块	S7-1200 CPU 1214C AC/DC/RLY	1	西门子
薄型气缸	行程：50mm、90mm	2
单杆气缸	行程：30mm	1
平行气夹	缸径：16mm	1
检测传感器	磁感式	7

（五） 安装单元

由料筒、换料机构、推料机构、工业导轨、摇臂等组成，主要完成对两种不同工件的上料及安装。

主要技术指标：

名称	型号规格	数量	备注
工作台	860mm×470mm	1	工业型材
供电电源/工作电压	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作气压	0.5MPa
PLC模块	S7-1200 CPU 1214C AC/DC/RLY	1	西门子
单杆气缸	行程：60mm	2
旋转气缸	180°	1
真空吸盘及发生器		1
检测传感器	磁感式	6

（六）图像形状检测单元

图像处理单元主要由光源、镜头、CCD照相机、图像处理控制器、显示器、位移传感器等组成。主要检测加工完成后工件外观形状品质是否合格，通过摄像头获取工件的图像，由图像处理器完成工件合格与否的判断并检测加工孔深，将不合格工件剔除。

（七）提取单元

由机械手、直线移动机构、无杆气缸、工业导轨等组成，主要完成对工件的提取及搬运。

主要技术指标：

名称	型号规格	数量	备注
工作台	860mm×470mm	1	工业型材
供电电源/工作电压	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作气压	0.5MPa
PLC模块	S7-1200 CPU 1214C AC/DC/RLY	1	西门子
无杆气缸	行程：600mm	1
薄型气缸	行程：45mm	1
单杆气缸	行程：30mm	1
平行气夹	缸径：16mm	1
检测传感器	磁感式	7

（八）分类存储单元

由步进电机、滚珠丝杆、立体库、推料气缸、电磁阀等组成。主要完成对成品工件分类存储。           

主要技术指标：

名称	型号规格	数量	备注
工作台面	860mm×470mm	1	工业型材
供电电源/工作电压	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作气压	0.5MPa
PLC模块	S7-1200 CPU 1214C AC/DC/RLY	1	西门子
步进电机驱动器	64细分	2
步进电机	1.5A 角距：1.8度	2
单杆气缸	行程：45mm	1
滚珠丝杆	行程≥320mm	2

（九）环行自动输送线

环行自动输送线主要由铝合金型材基体、环行传输线、自动导向机构、变频调速系统、自动定位机构等组成。可完成对工件在不同速度下的输送，不同工位的自动定位，从而大大提高了自动环形传输线的工作效率。

（十一）智能制造生产线虚拟仿真系统

1、系统可以支持用户选择需要的PLC接口，如西门子S7系列PLC、三菱FX系列/Q系列PLC、台达PLC、施耐德PLC等；亦可与虚拟PLC进行通讯。通讯方式简单，不需要另写脚本。

2、系统内部搭建了完善的二维原理图，包括各系统的电气原理图、气压回路图等，附带详细图解说明。系统内的二维原理图亦能进行动态仿真，形象直观，便于理解。

3、系统的启停方式与现实生产线无异，工作桌内设置若干按工业标准制作的工作按钮以供使用。

4、系统的虚拟仿真区别于传统实验，降低了对现实资源的消耗，从长期来看，有利于节约成本；同时，虚拟仿真能随时随地重现整个生产过程，不受条件制约。

5、系统功能：

（1）送料系统：负责上料工作。利用物料自身的重力，待物料落到指定位置后，由推料气缸推送至运送系统机械爪的抓取范围内。顶料气缸则控制位于指定位置上方物料掉落的时间点，进而保护处于推送工作过程中的推料气缸。（2）运送系统：负责各站点的工作衔接。由机械爪抓取位于指定位置的物料，送往下一站点的指定位置。（3）加工系统：负责对物料的加工。在物料被送至系统内单向移动工作台的夹具处后，物料检测传感器检测到物料，夹具夹紧，由单向移动工作台送至加工处进行贯通加工。加工结束，单项移动加工台将其送回，松开夹具，交由运送系统处理。（4）装配系统：负责配件与加工后物料的装配。配件依靠自身重力落至槽内，槽回转运动至装配机械爪的下方。最后由装配机械爪抓取配件，与指定位置处的工件进行装配。（5）分拣系统：负责成品的分类储存。由传送带将成品依次经由不同的传感器检测以进行分类，确定分类后由对应的推料气缸将其推送至对应的成品区。

★6、为保证软件正版，投标时提供智能制造生产线虚拟仿真系统软件截图及软件著作权证书原件备查。

（十二）工业4.0虚拟仿真实训软件

软件采用三维建模基于虚拟现实技术的计算机仿真模拟技术，可以进行PLC电气控制仿真、气动仿真、液压仿真、传感器仿真等工业常用技术仿真。

1、PLC仿真可以通过PLC编程控制模型的相应动作从而完成工序动作包含机械手仿真、自动门仿真、升降机仿真、分拣仿真、正反转仿真、邮件分拣、流水线、自动分拣等。

2、气动回路仿真

（1）软件以气动经典22回路为依据开发出28回路的在线及离线仿真

（2）软件中设置的14路“考考你！”表现为典型气路设备故障。

（3）软件状态含“模拟运行”“联机运行”即离线仿真、在线仿真。两种运行状态自动切换，当连接外部设备时自动切换为在线仿真，无外部设备连接时为离线仿真即模拟运行。

软件中离线仿真13个回路包括：1、单作用气缸的换向回路（a）2、双作用气缸的换向回路（a）3、单作用气缸的速度控制回路（a）4、单作用气缸的速度控制回路（b）5、双作用气缸单向调速回路（a）6、双作用气缸单向调速回路（b）7、双作用气缸的速度控制回路一 8、双作用气缸的速度控制回路二 9、压力控制回路 10、计数回路 11、延时回路 12、用机械行程阀的单往复控制回路 13、过载保护回路。

离线、在线自动切换的15个回路包括：1、单作用气缸的换向回路（b）2、双作用气缸的换向回路（b）3、速度换接回路4、缓冲回路5、互锁回路6、用行程开关的单缸往复运动回路7、单缸连续往复动作回路8、直线缸、旋转缸顺序动作回路9、多缸顺序动作回路10、双缸同步动作回路11、四缸联动回路12、卸荷回路13、或门型梭阀的应用回路14、快速排气阀的应用回路15、高低压切换控制回路。

（4）设置14路“考考你！”当点开了“考考你”对话框回路自动设置故障，当回答正确或关闭“考考你”对话框，故障自动接触，回路正常仿真。14路“考考你”包括模拟故障有：1单作用气缸故障2、电磁阀故障3、双作用气缸故障4、调节阀故障5、节流阀故障6、手动换向阀异常7、节流阀堵死故障8、行程开关故障9过滤三联件故障10、气容故障11、行程阀故障12、顺序阀故障13、行程开关失灵14、负载阻力过小

3）液压回路仿真其界面可清楚的展示液压元器件的内部结构以及液压回路的工作过程。液压传动原理的动态演示并不少于18种动态演示。

a) 多级高压回路b) 减压回路c) 先导式溢流阀缷荷回路d) 顺序平衡回路e) 回油节流调速回路 f) 旁路节流调速回路 g) 液压缸差动连接回路

h) 三位四通电磁换向阀换向回路 i) 液控单向阀锁紧回路 j) 顺序阀控制顺序动作回路k) 压力继电器控制顺序动作回路 l) 行程开关控制顺序同步回路 m) 调速阀控制同步回路 n) 液压马达回油节流调速回路 o) 二位四通电磁阀换向回路 p) 手动阀换向回路 q) 速度换接回路 r) 二位二通缷荷

★3、为保证软件正版，投标时提供工业4.0虚拟仿真实训软件著作权证书原件备查。

（十三）电气控制技能实训仿真软件

以三维仿真交互技术和三维动画视觉表现及多媒体数字技术为核心，能进行三维电路分析、电气电路模拟电路考核、综合技能虚拟实训、电气基础训练、元器件识别检测。

1、软件模拟线路故障根据故障现象使用各种虚拟仪表进行排故

2、学员根据电路图自己布局电气设备并连接线路，自动检测线路错误。

3、电机及电气三维元件装配

4、元器件检测

5、电气电路仿真

6、自动门仿真

7、升降机仿真

8、机床电气实训排故实训

9、仪器仪表的使用万用表、双踪示波器、信号发生器、频谱仪、钳形表

10、机械手仿真

★11、为保证软件正版，投标时提供电气控制技能实训仿真软件著作权证书原件备查。

（十四）云智能实验室安全管理系统

本平台将物联网技术运用于电气自动化信息技术并将数据上传至云平台，进行海量数据存储，并提供丰富的数据分析工具方便更加准确的掌握数据与分析数据。★为保证软件正版，投标时提供云智能实验室安全管理系统软件著作权证书原件备查并现场演示功能。

1、功能。   

（1）数据云系统上传（2）手机数据查询（3）历史数据查询（4）数据分析统计（5）邮箱报警（6）微信报警（7）微信反向控制（8）二次开发

2、智能物联网系统应用软件

（1）数据显示显示输入电压监控，输出电压监控，输入开关监控，输出开关控制以及输入电压模拟量实时数据，可根据实际需求添加128路。

（2）控制：控制启动停止开关的开和关，输出电压值的给定，可根据实际需求添加128路。

（3）历史数据：显示输入输出电压值的历史数据，可按时、天、月进行查询历史数据曲线，以及历史数据表格，可表格数据导出处理。

（4）设备报警：报警信号为PLC主机模拟量采集数值或者开关量可以自由设定，如当模拟量输入超过10V电压时产生报警，通过物联网自动化应用软件将报警信号上传到云平台，通过云平台向设置的邮箱地址或者微信推送报警信号，每台设备对应设置一个微信账号和一个邮箱账号用于接受报警信号。

（5）通过手机微信关注云平台可以实现远程控制PLC的输出及监视PLC的输入状态变化。

（6）终端画面包含：数据显示画面：画面显示输入电压数值，输出电压监控，开关状态输入，开关控制输出，以及云端连接二维码。联网设置界面：设置现场数据连接云平台后台数据库管理

★3、为保证软件正版，投标时提供智能物联网系统应用软件著作权证书原件备查。

（十五）其它配置

序号	名称	规格	数量	单位	备注
1	工件	白色工件	24	只
2		蓝色工件	24	只
3		金属工件	8	只
4	电源线	单相三芯电源线	15	根
5	PU气管	Ф6、橙色	50	米
6	PLC编程电缆	国标网线	1	套
7	PLC编程软件	博图V14，WinCC V6.0	1	套
8	配套工具	工具箱：十字长柄螺丝刀，大、中、小号一字螺丝刀，中、小号十字螺丝刀，钟表螺丝刀、剥线钳，尖嘴钳，剪刀，电烙铁，镊子，活动扳手，内六角扳手（9把）	1	套
9	配套光盘	使用手册、程序等	1	套
10	计算机	联想品牌台式机电脑，i5-10400 8G 512G SSD ，23英寸液晶显示器	1	套
11	空气压缩机	静音空气压缩机	1	台	静音
12	气动接头	气动快插式三通接头EPE6	12	只

三、实训内容
1.PLC的设计与应用
(1)数据传输功能实训
(2)定时、计数、移位功能实训
(3)比较功能实训
(4)步进功能的应用实训
(5)跳转功能的应用实训
(6)子程序调用功能的应用实训
(7)中断控制功能的应用实训
(8)变频调速的PWM控制功能的应用实训
(9)伺服电机速度位置控制功能的应用实训
(10)检测系统的程序设计
(11)变频调速环行自动传输系统的程序设计
(12)自动储存系统的程序设计
2.传感器技术及应用
(1)光电传感器的特性研究及应用
(2)电感传感器的特性研究及应用
(3)电磁传感器的特性研究及应用
(4)位置传感器的特性研究及应用
3.气动控制技术
(1)电控气动阀的工作原理及应用
(2)真空发生器的工作原理及应用
(3)气动二联体的工作原理及应用
(4)各种气缸的工作原理及应用
4.运动控制系统
(1)伺服电机定位的控制技术
(2)直流电机的控制技术
(3)交流电机的变频调速技术
(4)步进电机的定位控制技术
5.组态监控及人机界面技术
(1)组态监控软件的基本应用
(2)组态监控软件通信应用实训
6.机械结构训练技术
(1)同步带传动机构的设计及特性研究
(2)直齿轮传动机构的设计及特性研究
(3)锥齿轮传动机构的设计及特性研究
(4)直线导轨的设计及特性研究
(5)滚珠丝杆的特性研究及应用
7.故障检测技术技能培训
(1)程序故障设置的排除训练
(2)参数故障设置的排除训练
(3)电气接线故障设置的排除训练
(4)机械故障设置的排除训练
8.网络通讯技术和PROFIBUS总线技术
(1)网络通讯基础的原理与应用
(2)PROFIBUS-DP模块的研究与应用
(3)PROFIBUS通讯协议的研究与应用
(4)PROFIBUS主站与从站之间的通讯研究