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一、设备简介

工业4.0智能制造实训设备是一款智能制造综合教学实训平台，包含了智能制造中完整的工业互联网架构，包括：感知设备、执行机构、无线传感网络、有线传感网络、工业主控机构、工业互联网云平台、工业大数据分析平台。工业互联网实训平台有五大功能模块：总控台、智能加工、智能装配、智能检测、智能仓储、智能物流等模块，使用了工业互联网、嵌入式、大数据、移动应用、人工智能等新兴技术，模拟生产过程，并实施反馈各个工位及产品的相关数据，设备中网络建设系统、数据采集分析系统、智能化控制系统、传感器系统、执行系统等一系列单元，通过网络进行任务指令的下达，实训整体的控制应用，具有丰富的教学、生产仿真、展示、对外培训、双创平台、科普教育等用途和功能，为高校相关学科专业升级和改革提供教学、实验和科研支撑。

n主要技术参数：

1、供电电源：AC220V 50HZ；

2、供气气压：0.4-0.75MPa；

3、使用功率：约3.0KW;

4、设备尺寸：约2600*1300*1900（最高点）mm。

二、组合工作台

控制台整体采用铝合金材质进行搭建，桌面为带槽的工业铝型材，能够方便地保证桌面上机构的安装，装置下部分设计有抽屉式电控箱，方便学员控制执行机构。

三、可开展教学实践项目

n设备控制类

1、传感器输入输出装置接入控制应用实践；

2、步进电机控制应用实践；

3、伺服电机控制应用实践

4、气动系统控制应用实践

5、模拟加工设备控制应用实践

6、物流运输系统的控制实践

7、检测系统的应用实践

8、工业机器人的操作应用实践

9、PLC控制器的操作变成应用实践

10、HMI人机界面监控应用实践

n软件及网络类

1、设备层网络建设布置应用实践

2、设备整体控制流程规划应用实践

3、设备层数据采集应用实践；

4、数据分析及显现界面应用实践；

5、网络摄像视觉监控应用实践；

6、云端数据分析应用实践；

7、基于云端的故障诊断应用实践；

8、基于去端的运程调试应用实践。

四、配套的应用单元

（1）立体仓库单元

立体仓库单元采用铝型材框架结构，铝合金工作台面，安装执行机构，采用伺服电机控制双轴堆垛机，具有4层4列存储货位，可以放置多件组装主体。它作为整个系统中存储原材料的主要工作站。

n主要技术参数：

1、供电电源：AC220V 5HZ;

2、整机功能约：1KW;

3、库位数：4层4列;

4、控制器：S7-1200;

5、通讯网络：PROFINET；

6、货架材料：工业铝型材。

（2）传输单元

传输线是一个将工件从立体仓库运输至加工单元、压装单元及装配单元的传输装置，它采用同步带式传动，整个输送装配连接多个工位，在各个工位设置了气动阻挡装置与检测开关用于随行工装的停止定位。

n主要技术参数：

1、驱动电机：直流电机;

2、传输速度：3-5m/min;

3、传输方式：同步带传送；

4、定位形式：气动阻挡及定位；

（3）RFID系统

RFID识别系统的系统中于识别物料的类型、加工工艺等关键信息。它安装在立体仓库及每个工作站点当中。当原材料被存入到系统中时，软件系统在该物料的RFID电子标签上进行了物料信息写入。物料由立体仓库输出后，在每一个工位都首先进行识别，然后再根据MES系统中数据进行加工、搬运、检测等相关操作。

在系统应用的每个工装板上都安装有RFID标签，在每个加工工位物料都需要进行识读操作，RFID读写器与PLC进行总线通讯并将信息通过网络传输给服务器，实时的跟踪物料位置信息和仓储位置信息，做到物料、成品、半成品的可追溯性管理。

n主要技术参数：

1.功耗：约2.2W；

2.电路保护：带极性接反保护；

3.工作频率：13.56MHZ；

4.协议标准：ISO15693；

5.支持标签类型：I-CODE2.I-CODE SLI；

6.读卡距离：50mm(标准IC卡)；

7.通信接口：TCP/IP 以太网；

（4）模拟机床单元

该单元是结构化小型的加工铣床，该铣床本体可配合PLC实现铣床的数控加工工作。整套单元采用独立桌面式设计，主控采用PLC、触摸屏控制，单元可配合机械手或者机器人等自动化设备完成产品的全自动化加工生产工作。

n主要技术参数：

1、结构形式：模拟铣床结构;

2、驱动电机：步进电机;

3、驱动电源：DC24V;

4、控制方式：PLC控制；

5、机床夹具：气动夹具；

（5）上下料机械手

该单元主要用于自动化设备的自动上下料工作，该桁架设备配合上位机、PLC实现桁架系统的全自动生产作业。整套单元采用独立桌面式设计，主控采用PLC、触摸屏控制，单元可配合机床等自动化设备完成产品的全自动化加工生产工作。主要是有电气控制系统、桁架机械手本体、机械手夹爪、气动控制系统等组成。具体组成分布如图所示：

n工作站主要技术参数:

1.使用电压：DC24V；

2.驱动方式：步进电机；

3.控制方式: PLC控制；

4.主体结构: 龙门式；

5.轴结构:同步带式模组；

6.运行形式：双轴+双工位夹爪。

（6）压机单元

该单元主要用于自动化设备的产品压装工作，该压力机设备配合上位机、PLC实现压力机系统的全自动智能控制。整套单元采用独立桌面式设计，单元可配合机器人等自动化设备完成产品的全自动化生产工作。

n主要技术参数：

1、结构形式：四立柱结构;

2、驱动电机：电机;

3、安全防护：安全光栅;

4、控制方式：PLC控制；

5、反馈数据：下压力、速度等；

（7）工业机器人单元

使用工业机器人完成工件的智能化上下料加工作业，从而提高生产力，并同时缩短投入市场的时间。

机器人夹具：

设备机器人使用组合夹具实现产品抓取，组合夹具根据产品进行定制设计，使其能够有效的抓取不同的工件并将工件抓取放置相对应的工位。

n主要技术参数：

1.使用气压：0.5~0.75Mpa；

2.类型：多种组合式结构；

3.执行元件：气动夹爪；

4.信号：开关量传感器。

（8）智能移载小车

智能移载小车通轮式驱动在桌面上运行物料搬运单元，具有独立的PLC控制系统和无线WIFI通讯系统是一个可通过调度控制实现传输线与RGV小车之间的物料转运装置。

n主要技术参数：

1.供电电源：24V;

2.驱动方式：轮式;

3.控制器：S7-1200 ;

4.通讯方式：WIFI;

5.顶部传输方式：皮带式传输;

6.最大搬运负重：3kg。

（9）RGV运输单元

项目中另一种运输方式选用有轨RGV 运输小车，其用于视觉检测单元与激光打标单元工位之间的物流输送作业，采用有轨形式、伺服电机驱动进行定位，是一个适用于快速搬运物品的输送设备，可经由控制系统实现小车的快速精准的在各个工位的输送运输和定位左右，大大的提高了运输的效率和质量。

n主要技术参数：

1.结构形式：单轴同步带结构;

2.驱动电机：伺服电机;

3.安全防护：行程限位开光;

4.控制方式：PLC控制；

5.反馈数据：运行速度等；

（10）视觉检测单元

单元视觉系统采用是海康威视系列产品，系统支持多种操作系统和图像采集硬件设备，能够满足机器视觉应用领域中物品形状检测、颜色、缺陷、OCR文字识别等应用。配备工业镜头、LED光源、视觉处理器等设备。

n主要技术参数:

1.品牌：海康威视；

2.相素：100万相素；

3.类型：智能相机；

4.通讯功能：TCP/IP、MODBUE-TCP、UDP；

5.功能：物品形状检测、颜色识别、缺陷识别、OCR文字识别；

（11）激光打标单元

激光打标机对物品进行标识刻印，采用非接触式进行激光刻印。激光打印内容根据学生自行设计文件通过DXF格式文件可以进行导入更换。运用先进的激光技术，采用光纤激光器输出，再经扫描振镜系统实现打标功能。

n工作站主要技术参数:

1.使用电压：AC220V 50HZ；

2.打标方法：激光打标机；

3.激光功率: 20W；

4.激光波长: 1064nm；

5.功率调节范围: 0-100%；

6.打印范围：100*100mm；

（12）控制系统单元

西门子SIMATIC S7-1200是款紧凑型、模块化的PLC，可完成简单逻辑控制、高级逻辑控制、HMI和网络通信等任务。单机小型自动化系统的解决方案。对于需要网络通信功能和单屏或多屏HMI的自动化系统，易于设计和实施。

n主要技术参数：

1.系列：S7-1200系列；

2.通讯方式：以太网通讯；

3.可扩展多种模块；

4.Pofinet接口：1个；

（14）工业触摸装置

触摸屏人机界面用于控制系统通讯监控与人机操作，通过以太网通讯可实现与PLC之间数据交互，本次项目采用北京昆仑通态TPC1061Ti，是一套以先进的Cortex-A8 CPU为核心（主频600MHz）的高性能嵌入式一体化触摸屏。

n主要技术参数：

（13）电子看板系统

工位电子看板用于实时显示设备各工作站单元的运行状态、内部动作动态视频、加工或作业工艺卡等信息。看板终端均采用液晶面板智能电视作为显示终端，它与监控系统中工位摄像头、工位摄像头服务电脑进行连接，显示数据与服务来自于工位摄像头服务电脑。

主要技术参数：

1.供电电源：AC220V 50HZ；

2.分辨率：1920*1080；

3.类型：液晶显示屏；

4.显示尺寸：32英寸；

5.显示接口：HDMI、VGA接口

6.安装方式：悬挂式；

7.通讯方式：以太网。