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模块式柔性自动环形生产线实验系统（工程型）

时间：2025-05-04 18:00:26 点击次数：中人教仪厂

-GJD11 模型块式柔性自动环形生产线实验系统（工程型）

一、设备基础简介
柔性自动生产线是将微电子学、计算机数值信息技术、控制技术、机械制造和系统工程有机地集合起来，是一种技术复杂、高度自动化系统，柔性制造技术更是当前机械制造业适应市场动态需求及设备不断迅速更新的主要手段，是先进制造技术的基础。
本实验系统是专门为职业院校、职业教育培训机构研制的自动生产线实验系统，按照机电类、自动化类、先进制造类行业、企业中工业自动化应用的特别点，对各类自动生产线的作业过程和相关的技术实行研究，对工业现场设备实行提炼和浓缩，并针对实验教学活动实行专门设计，融机、光、电、气、液于一体，含有了plc、机器人、传感器、气动、液压、工业控制互联网、电机驱动与控制、计算机数值、机械传动等诸多技术领域，整个系统由MES生产管理系统、WINCC监控系统、MCGS监控系统、主控PLC和下位PLC经过组网通讯技术包括一个完整的多级计算机数值控制系统，经过实训，能强化了学生对复杂柔性自动生产线的设计、装配、接线、编程、调节测试、故障诊断与维修等综合职业能力，适合机电类、自动化类相关专业的教学和实验，同时也适合工程技术人员上岗培训。
本实验系统是一种经典型的环形柔性自动生产线，它由供料检验测试单元、实操手单元、加工单元、图像检验测试单元、装配单元、搬运单元、提取单元、成品分装输送单元、三菱6自由度工业机器人单元、分类存储单元、成品检验测试单元、自动仓储单元、AGV小车单元、液压冲压单元、环形输送线和总控平台构成。经过输送链连成环形生产线。上述机构均装配在工业型材桌面上，系统中的机械构造、电气控制线路、执行机构完全单独，应用工业标准件设计，方便拆、装。
控制系统主站应用西门子S7-300(CPU315-2DP)，从站应用西门子S7-200(CPU224)，各站之间使用PROFIBUS-DP总线实行通讯，S7-200从站主要用来控制与驱动设备层，并对现场反馈的信号实行收集，S7-300主站收集各从站数值，协调各站运行，并为上位机的监控程序提供数值，同时系统还配备有工业以太网通信模型块和10.4英寸彩色工业触摸屏，可以完成系统控制互联网的包括。
该系统有单机、联机二种作业方法。在单机模式下，各从站单独运行，站间没有数值传送，学生可实行外部接线实操，使用S7-200专用PPI电缆或PROFIBUS总线将编写程序下载到PLC中，并监控程序运行，在联机模式下，系统各从站同时作业，工件依次实行上料、颜色检验测试、加工、视频检验测试、机器人装配、装配检验测试、仓储、物流输送、设备输出等实操，各站间经过PROFIBUS-DP现场总线实行通讯，在主站的控制下完成相关的互锁、数值传送实操，系统中的上位机使用WinCC组态监控系统，对现场设备生产状况实行动态就地实时监控。
系统工业现场总线和标准的电气连接口，支持RS232、RS485、PPI、MPI、PROFIBUS-DP、TCP/IP多种通信方法。系统具备多种组态系统、编程系统、管理系统功能，如MGCS、WINCC、OPC、STEP7、人机交换和MES生产管理系统系统等，为便利教学还配备有PLC拟真、气动拟真、多媒体教室电子管理等系统。

A/B/C/D型单元配备表

序号	名称	A型	B型	C型	D型
1	供料检验测试单元	1	1	1	1
2	实操手单元	2	1	2	2
3	加工单元	1	1	1	1
4	搬运单元	1	1	1	1
5	装配单元	1	1	1	1
6	图像检验测试单元	1	1	1	1
7	提取单元	1	2	2	2
8	成品分装输送单元		1	1	1
9	6自由度工业机器人单元		1	1	1
10	分类存储单元	1
11	成品检验测试单元			1	1
12	自动仓储单元		1	1	1
13	AGV小车单元			1	1
14	液压冲压单元				1
15	环形输送单元	1	1	1	1
16	总控平台	1	1	1	1

二、设备特别点
1. 系统将机械、气动、电气控制、电机传动、传感检验测试、PLC以及工业互联网控制技术有机地实行整合，构造模型块化，方便结合，可以完成各类单项技能实训和综合性项目实训。可以实行机械部位件装配与调节测试、气动系统的装配与调节测试、电气控制电子回路的装配和PLC编程、机电设备装配与调节测试、自动控制系统装配与调节测试、工业互联网控制系统装配与调节测试于一体，能良好地适用实验教学、工程实训的需要。
2. 系统中元件均应用实际工业元件，重量可靠、功能平稳，故障率低，从而保证学校实验教学的顺利实行。
3. 系统无论机械构造还是控制，全部应用统一标准连接口，设定有很高的兼容和拓展性，随工业现场技术的快速发展，本系统可以紧跟现场技术升级拓展，深入地适用实验教学的需要。
4. 本系统可以锻炼学习掌控把握者创新思维和动手能力，学习掌控把握者可以运用本系统从机械组装、电气设计、接线、PLC编程与调节测试、现场总线组建与维修等方面实行工程实训。
三、技术功能
1. 写入电源：三相四线～380V±10% 50Hz
2. 作业环境：温度（℃）-10℃～+40℃ ，相对湿度≤85%（25℃），海拔＜4000m
3. 装置容量（KV）：＜3kVA
4. 环形线尺寸：4500mm×2200mm×1000mm
5. 设备外型尺寸：7200mm×4200mm×1600mm
6. 安全保护：设定有漏电保护，安全符合国家标准
四、实验内容
1. 机械系统装配与调节测试
各作业单元可让学生理解机械传动的基础应用，并实行装配调节测试作业。这对提升在校学生技能有极大帮助。
2. 电气控制电子回路设计及接线
环形生产线作业单元其电控部分全部按照工业标准和习惯实行设计，并而且以附件方法提供全部设计图纸和说明书。学生在该设备上可学习掌控把握电子回路原理图解析、PLC各I/O地址查对和设备电子回路连线方法。
3. 传感器的应用
该系统使用的传感器数量达100多个，有电感式、电容式、光电式、光纤式、霍尔式、电磁式、红外、直线位移、图像处置整理以及色标传感器等，每一种传感全部有着各自的特性。学生可理解作业中各类传感器的作业特性来加强对这些传感器的感性认识，再集合项目中传感器装配与调节、测量试验应用技能实训，可使学生快速掌控把握传感器在自动生产线中的使用。
4. 气动应用技术
该系统上使用了大量的气动元件，含有概括多种电控气动阀、多种气动缸、气动夹爪、真空吸盘、真空发生器、过滤减慢速度阀等。不但可以单独学习掌控把握每一种分离元件，而而且还可以在学习掌控把握时理解各种气动元件之间以及气动元件与其它元件之间是如何协作起来实行协调作业的。
5. 液压应用技术
该系统上使用了液压元件，含有概括液压阀、液压缸、液压泵等。不但可以单独学习掌控把握每一种分离元件，而而且还可以在学习掌控把握时理解各种液压元件之间与其它元件之间是如何协作起来实行协调作业的。
6. PLC程序编制和程序调节测试
环形生产线教学系统可以分成若干完全单独的作业单元，使十几个学生可以同时实行技能实训。在该设备上学生不但可以学习掌控把握PLC的各种技术，而而且可以学习掌控把握综合科技环境下PLC的多种应用。
7. 机器人应用技术
该系统上使用了三自由度、四自由度及六轴工业机器人，学生可学习掌控把握机器人的各种控制技术，同时学习掌控把握机械手的设计。
8. 工业互联网通信
任务1：组态监控系统的运行使用及与PLC的通信
任务2：MES生产管理系统系统的使用
任务3：触摸屏工程的编写
任务4：STEP7编程系统使用
任务5：PROFIBUS-DP模型块的学习掌控把握与使用
任务6：PROFIBUS通讯协议的学习掌控把握与使用
任务7：PROFIBUS主站与从站之间的通讯
9. 系统维护和故障检验测试
设备日常维护的内容和方法，以及系统常见故障解析、排除的方法。
五、系统构成、功能及技术功能数值
(一)供料检验测试单元
由料斗、回转台、货台、螺旋导料机构、平面推力轴承、直线DC减慢速度电机、工件滑道、提升装置、计数开关、光电开关等构成。主要完成将工件从回传上料台依次送到检验测试工位，提升装置将工件提升并检验测试工件颜色。
主要技术功能数值参考规格：

名称	型号规格	数量	备注
作业台	860mm×470mm	1	工业型材
供电电源/作业电压（V）	AC220V 50Hz /DC24V 4.5A	1
作业气压	0.5MPa
PLC模型块	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模型块	1	德国西门子
单杆气缸	行程：75mm	1
直线DC减慢速度电机	10W/24V 5r/m	1
检验测试传感器	光电漫反射检验测试距离50-300mm、磁感式	4

（二）实操手单元
由机械手、横臂、回转台、机械手爪、配重块等构成，主要完成对工件的搬运。
主要技术功能数值参考规格：

名称	型号规格	数量	备注
作业台	860mm×470mm	1	工业型材
供电电源/作业电压（V）	AC220V 50Hz /DC24V 4.5A	1
作业气压	0.5MPa
PLC模型块	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模型块	1	德国西门子
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
检验测试传感器	磁感式	7

（三）加工单元
由旋转作业台、平面推力轴承、直线DC减慢速度电机、刀具库（3种刀具）、升降式加工系统、加工结合套件、检验测试结合套件、转台到位传感器等构成。主要完成物料加工和深度的检验测试。
主要技术功能数值参考规格：

名称	型号规格	数量	备注
作业台面	860mm×470mm	1	工业型材
供电电源/作业电压（V）	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
作业气压	0.5Mpa
PLC模型块	CPU224CN(DC/DC/DC)+EM223+EM277 DP通信模型块	1	德国西门子
直线DC减慢速度电机	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
检验测试传感器	光电、电感、磁感式	10	日本欧姆龙

（四）搬运单元
由机械手、位移滑台、装配作业台、工业导轨、齿轮齿条、配重块等构成，主要完成对工件的搬运。
主要技术功能数值参考规格：

名称	型号规格	数量	备注
作业台	860mm×470mm	1	工业型材
供电电源/作业电压（V）	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
作业气压	0.5MPa
PLC模型块	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模型块	1	德国西门子
薄型气缸	行程：50、90mm	2
单杆气缸	行程：30mm	1
平行气夹	缸径:16mm	1
检验测试传感器	磁感式	7

（五）装配单元
由料筒、换料机构、推料机构、工业导轨、摇臂等构成，主要完成对两种不一样工件的上料及装配。
主要技术功能数值参考规格：

名称	型号规格	数量	备注
作业台	860mm ×470mm	1	工业型材
供电电源/作业电压（V）	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
作业气压	0.5MPa
PLC模型块	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模型块	1	德国西门子
单杆气缸	行程：60mm	2
旋转气缸	180°	1
真空吸盘及发生器		1
检验测试传感器	磁感式	6

（六）图像检验测试单元
由光源，镜头，CCD照相机，图像处置整理控制器，实操键盘，显露器、位移作业台、导杆气缸、检验测试传感器、可编程控制器等构成，经过视觉传感器完成对工件的检验测试。
（七）提取单元
由机械手、直线位移机构、无杆气缸、工业导轨等构成，主要完成对工件的提取及搬运。
主要技术功能数值参考规格：

名称	型号规格	数量	备注
作业台	860mm×470mm	1	工业型材
供电电源/作业电压（V）	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
作业气压	0.5MPa
PLC模型块	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模型块	1	德国西门子
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
检验测试传感器	磁感式	7

（八）成品分装输送单元
由输送带、检验测试机构、推料气缸、旋转缸、工业皮带轮等构成，主要完成对工件的输送及分拣。
主要技术功能数值参考规格：

名称	型号规格	数量	备注
作业台	860mm×470mm	1	工业型材
供电电源/作业电压（V）	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
作业气压	0.5MPa
PLC模型块	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模型块	1	德国西门子
变频器	MM420	1
旋转气缸	0～180°	1
单杆气缸	行程：60mm	2
检验测试传感器	光电、光纤、磁感式	5

（九）三菱6自由度工业机器人单元
由铝制型材基座、6轴工业机器人装配手（应用三菱RV-3SD）、示教单元所构成。主要完成对物料的搬运、组装等。
主要技术功能数值参考规格：

名称		单位	规格
型号			三菱RV系列
自由度		轴	6
装配位置		台面	装配基座：860mm×470mm
驱动系统			交流AC伺服电机
位置检验测试方法			绝对编码器
最大合成速度		毫米／秒	5500
负荷	最大值	千克	3kg
精确度		毫米	±0.02
周围环境温度（℃）		度	0到40
臂可达到界限半径		毫米	≥640

（十）分类存储单元
由步进电机、滚珠丝杆、立体库、推料气缸、电磁阀等构成。主要完成对成品工件分类存储。
主要技术功能数值参考规格：

名称	型号规格	数量	备注
作业台面	860mm×470mm	1	工业型材
供电电源/作业电压（V）	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
作业气压	0.5MPa
PLC模型块	CPU224CN(DC/DC/DC)+EM277 DP通信模型块	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

（十一）成品检验测试单元
由检验测试机构、直线位移传感器、光纤传感器、滚珠丝杆、步进电机及驱动器、工业触摸屏、物料台等构成，主要完成对装配后的成品实行检验。
主要技术功能数值参考规格：

名称	型号规格	数量	备注
作业台	860mm×470mm	1	工业型材
供电电源/作业电压（V）	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
作业气压	0.5MPa
PLC模型块	CPU224CN(DC/DC/DC) +EM235模仿量模型块+EM277 DP通信模型块	1	德国西门子
工业触摸屏	5.7英寸 64K色	1
薄型气缸	行程：75mm	1
旋转缸	0～180°	1
单杆气缸	行程：45mm	1
步进电机驱动器	64细分	1
步进电机	1.5A 角距：1.8度	1
滚珠丝杆	行程≥320mm	1
检验测试传感器	光电、光纤、直线位移、磁感式	6

（十二）自动仓储单元
由YAMAHA两轴机器人、导杆气缸、气夹构成。主要完成生产线成品存储、物料搬运等功能。
主要技术功能数值参考规格：

名称	型号规格	数量	备注
作业台	860mm×600mm	1	工业型材
供电电源/作业电压（V）	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
作业气压	0.5MPa
PLC模型块	CPU224CN(DC/DC/DC)+EM277 DP通信模型块	1	德国西门子
两轴机器人	2轴（X轴行程800mm、Z轴行程300mm）	1	日本YAMAHA
旋转缸	0～180°	1
导杆气缸	行程：75mm	1
Y型气夹	缸径:16mm	1
检验测试传感器	磁感式	5

（十三）AGV小车单元
由AGV无线自动导引小车（尺寸：220mm×180mm)、AGV运行平台（尺寸≥1600mm×1000mm）及中央调度系统构成。主要完成物流输送。
（十四）液压冲压单元
由液压直动缸、液压阀、液压泵、定位机构、安全传感保护、料筒、推料机构、工业导轨、导杆气缸等构成。主要完成对工件的模仿冲压加工。
主要技术功能数值参考规格：

名称	型号规格	数量	备注
作业台	860mm×940mm	1	工业型材
供电电源/作业电压（V）	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
作业液压	≥0.5MPa
PLC模型块	CPU224CN(AC/DC/RLY)+EM277 DP通信模型块	1	德国西门子
液压泵	微型液压动力源：规格限定功率（W） 735W；规格限定排量 1.6mL/r；规格限定压力 6MPa	1
液压直动缸	行程：100mm	1
气缸	缸径:16mm	2
检验测试传感器	光电、电感、磁感式	7

（十五）环形输送线
由拖链、传动轮、辊轮、交流AC电机、齿轮换向机构、变频器、检验测试、导料机构及截料机构等构成，主要完成物料的输送任务。
（十六）总控平台
控制台主要采用S7-300西门子CPU315-2DP、CP343-1以太网模型块、二位选用开关、启动和停止开关、急停开关、复位开关、10.4英寸工业彩色触摸屏等构成，主要完成监视各分站的作业状态并协调各站运行，完成工业控制互联网的包括。

工业组网通讯

控制系统主站应用西门子S7-300(CPU315-2DP)，从站应用西门子S7-200(CPU224)，各站之间使用ProfiBus-DP总线实行通讯，S7-200从站主要用来控制与驱动设备层，并对现场反馈的信号实行收集，S7-300主站收集各从站数值，协调各站运行，并为上位机的监控程序提供数值，同时系统还配备有工业以太网通信模型块和10.4英寸彩色工业触摸屏，可以完成系统控制互联网的包括。

系统系统

系统具备多种组态系统、编程系统、管理系统功能，如WINCC、OPC、STEP7、人机交换和MES生产管理系统系统等，为便利教学还配备有PLC拟真、气动拟真、多媒体教室电子管理等系统。

PLC模型块及变频器选配表（用户可按照需要实行选配）

表一：德国西门子

序号	名称	规格	数量	单位	备注
	S7-300 PLC	PS307电源	1	台
		CPU315-2DP CPU	1	台
		SM323 16DI/16DO	1	台
		CP343-1 工业以太网模型块	1	台
	S7-200 PLC	CPU224CN(DC/DC/DC)	3	台
		CPU224CN(AC/DC/RLY)	11	台
		EM277 DP通信模型块	14	台
		EM223数字量拓展模型块	1	台
		EM225模仿量拓展模型块	1	台
		DP接头	16	个
	变频器	MM420,AC220V供电，功率（W）≥0.37kW	1	台
	变频器	MM420,AC380V供电，功率（W）≥0.75kW	1	台
	系统	STEP7 Micro WIN SP4 V4.0	1	套
		STEP7	1	套
		Win CC	1	套

表二：日本三菱

序号	名称	规格	数量	单位	备注
	Q PLC	Q61P电源	1	台
		Q35B基板	1	台
		Q02CPU	1	台
		QX40 16DI	1	台
		QY10 16DO	1	台
		QJ71E71-100 工业以太网模型块	1	台
		QJ61BT11N CC-Link模型块	1	台
	FX PLC	FX2N-48MT-001 24DI/24DO	3	台
		FX2N-48MR-001 24DI/24DO	11	台
		FX2N-32CCL 通信模型块	14	台
		FX0N-3A模仿量拓展模型块	1	台
	变频器	FR-D720，AC220V供电，功率（W）≥0.4KW	1	台
	变频器	FR-E740, AC380V供电，功率（W）≥0.75KW	1	台
	系统	GX Developer	1	套

常见问题：

1、如果我要购买模块式柔性自动环形生产线实验系统（工程型），是否有安装、培训服务呢？

答：我们的设备如果没有特别注明“不含安装”“裸机价”“出厂”等字样的，都是提供安装、培训服务的。

2、你们的模块式柔性自动环形生产线实验系统（工程型）是否能开增值税专用发票？

答：可以的，我们是正规企业，并且已经升级到一般纳税人，可以开具增值税专用发票，如果您需要开模块式柔性自动环形生产线实验系统（工程型）的发票，您需要提供开票资料。

3、你们的模块式柔性自动环形生产线实验系统（工程型）都是自己生产的吗？都有什么产品资质？

答：我们公司是专业生产教学设备的企业，完全自主生产，并通过了最新版ISO9001认证，拥有多项专利与著作权。

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