HYAI-7型（xíng） 智能製造單元係統集（jí）成應用平台 一、平台功能（néng） 智能製造單元係統集成應（yīng）用平台能完成工業機器人與 PLC 控製的綜合實訓，采用模塊化（huà）組裝，方

HYAI-7型 智能製造單元係統集成應用平（píng）台

 一、平台功能

      智能製造單元係統集成應用平台能完成工業（yè）機器人與 PLC 控（kòng）製（zhì）的綜（zōng）合實訓，采用模塊化組裝（zhuāng），方便教師教學， 可以實現工業機器人的基本操作（zuò），同時（shí）實現工（gōng）業機器人搬運、碼垛（duǒ）、裝配、塗膠、數控機床上下料等典型（xíng）任務，還可以完成視覺檢測，PLC 編程，通信、工控組態等自動化（huà）控製項目（mù）；可以完成工作站（zhàn）係統故障診斷及常見故障排除（chú）、工作站係統方案設計等綜合實訓項目。

二、設備組成
    智（zhì）能製造單（dān）元係統（tǒng）集成應用平台由執行單元、工具單元、倉儲（chǔ）單元、加（jiā）工單（dān）元、打磨單元、檢測單元、分（fèn）揀單元、總控單元及軟（ruǎn）件組成。
（一（yī））執行單元 1 套
1、工業機器人 1 台： 
（1）六自由度串（chuàn）聯關節桌麵型工業機器人； 
（2）工作範圍 580mm；
（3）有效荷重 3kg，手臂荷重 0.3kg；
（4）手腕設有10 路集成信號源，4 路（lù）集成（chéng）氣源； 
（5）重複定位精度 0.01mm；
（6）防護等級（jí） IP30；
（7）本體（tǐ）重量（liàng） 25kg；
（8）在工作台台麵（miàn）上布置有手動 /自動模式切換旋鈕、電機（jī）開啟按（àn）鈕及示教器接線接口，方便接線。
2、工業機器人擴（kuò）展 IO 模塊 1 個:
（1）支持 DeviceNet 總線通訊（xùn）； 
（2）支持適配（pèi） IO 模塊數量最多 32 個； 
（3）傳輸距離最大 5000 米（mǐ），總線（xiàn）速率最大（dà） 500kbps；
（4）附帶數字量輸入模塊2個，單模塊 8 通 道，輸入信號類型（xíng） PNP，輸入電流典型值 3mA，隔離耐壓 500V，隔離方式光耦隔（gé）離； 
（5）附（fù）帶數字（zì）量輸出模塊4個，單模塊8通道 ，輸出信號類（lèi）型源型， 驅（qū）動能力 500mA/通道，隔離耐壓（yā） 500V，隔 離方式（shì）光耦隔離；
（6）附帶模擬量（liàng）輸出模塊 1 個，單模塊 4 通道， 輸（shū）出電壓 0V~10V，負載能力>5kΩ， 負載類型為阻性負載、容性 負載（zǎi），分辨率 12 位；
（7）在工作（zuò）台台麵上布置有遠程（chéng） IO 適配器的 網絡通信接口，方便接線。
3、工（gōng）具快（kuài）換模（mó）塊1個：
（1）針（zhēn）對多關節機器人設計，使氣管、信號確認線一次性自動裝卸；
（2）超硬鋁材質，安裝位置為機器手側（cè） ；
（3）可搬（bān）重量 3kg；鎖緊（jǐn）力 123N，張開力 63N；
（4）支持9路電（diàn）信號(2A，DC 24V)、6 路氣（qì）路連接。
4、平移滑台 1 個：
（1）有（yǒu）效工作行程 700mm，有效負載重量（liàng） 50kg ，額定運行速度 15mm/s；
（2）驅動方式為伺服（fú）電機經減速機減速（sù）後 ，通過同步帶帶動滾珠絲杠實現旋轉運動變換到直線運動，由滾 珠（zhū）導軌導（dǎo）向滑動；
（3）伺服電機額定輸出 400W，額定轉矩 1.3Nm，額定轉速 3000r/min，增量式 17bit 編碼（mǎ）器，配套同品牌伺服（fú）放大器，輸出額（é）定電壓三（sān）相 AC170V/額定電流 2.8A，電源輸入電（diàn）壓 三相或單相 AC200V~240V/額定電流 2.6A，控製（zhì）方式為正弦波 PWM 控製/電流控製方式， 配套精密減速機，減（jiǎn）速比（bǐ） 1:3；
（4）滾（gǔn）珠絲杠（gàng） 直徑 25mm，導程 5mm，全長 990mm，配套自潤滑螺母；
（5）滾珠導 軌共 2 個，寬度 20mm，全長 1240mm，每個導軌配套 2 個滑塊；
（6）直線（xiàn）導軌安裝有防護罩，保（bǎo）護導軌和絲（sī）杠等零件，確（què）保運行安全（quán），配有拖鏈係統方便工業機器人線纜及其他（tā）連（lián）接線布線，外（wài）側安 裝有長度標尺，可指示滑台當前位置。
5、PLC 控製器（qì） 1 個：
（1）工作存儲器 75KB，裝載存（cún）儲器 2MB，保持性存儲器 10KB；
（2）本（běn）體集成 I/O，數字量 8 點（diǎn）輸入/6 點輸出， 模擬（nǐ）量 2 路輸入；
（3）過程映像大（dà）小為 1024 字節輸入(I)和 1024 字節（jiē）輸出(Q)；
（4）位存儲器為 4096 字節(M)；
（5）具備 1 個以（yǐ）太（tài） 網通信端口，支持 PROFINET 通信； 
（6）實數數學運算執行速度 2.3μs/指令，布爾運算執行速度 0.08μs/指令；
（7）擴展 IO 模（mó）塊， 數字量輸入模塊 1 個，輸入點數 16 位（wèi），類型為源型/漏（lòu）型（xíng），額定 電壓 24V DC (4mA)；
（8）在工作台台麵上布置有（yǒu） PLC 的網絡通信（xìn） 接口，方便接線。
6、遠程 IO 模塊 1 個：
（1）支持 ProfiNet 總線通訊；
（2）支持適配 IO 模塊數量最多（duō） 32 個（gè）； 
（3）傳輸距離（lí）最（zuì）大 100 米(站（zhàn）站距離)， 總（zǒng）線速率最大 100Mbps；
（4）附帶數字量輸入模塊4個（gè），單（dān）模塊8通道，輸入信號（hào）類型 PNP，輸入電流典型值 3mA，隔離耐壓 500V，隔（gé）離方式光（guāng）耦隔離；
（5）附帶數字量輸出模塊 2個，單模塊 8 通 道，輸出信號類型源型，驅動能（néng）力 500mA/通（tōng）道，隔離耐壓 500V ，隔離方式光耦隔離（lí）；
（6）附帶模擬量輸入模塊 1個，單模塊 4 通 道，輸入電壓 0V~10V，輸入濾波（bō）可配置(1ms~10ms) ，輸入阻抗 >500kΩ， 分辨率 12 位；
（7）在工作台台麵（miàn）上布（bù）置有遠（yuǎn）程 IO 適配器 的網絡通信接口，方便接（jiē）線。
7、工作台 1 個：
（1）鋁（lǚ）合金型（xíng）材結（jié）構，工作（zuò）台（tái）式設計，台麵可安 裝功能模塊，底部櫃體內可安裝電氣設備；
（2）底部櫃體四角（jiǎo）安裝（zhuāng） 有腳輪，輪片直徑 50mm，輪片寬度 25mm，可調高度 10mm；
（3）工作台麵合理布置（zhì）有線槽，方便控製信（xìn）號線（xiàn）和氣路布（bù）線，且電、氣分開；
（4）底部（bù）櫃體上端和下端四周安裝有線槽，可方便電源線、氣管和通信線布線；
（5）底（dǐ）部（bù）櫃體門板為快（kuài）捷（jié）可拆卸設（shè）計，每個門板完全相同可互換安裝。
（二）工具單（dān）元 1 套
1、輪輞外圈夾爪 1 個：
（1）兩指（zhǐ）夾（jiá）爪，氣動驅動，自動定心，可 針（zhēn）對零件輪（lún）輞外圈位置穩定夾持；
（2）配有工具快換模塊工具端， 與工具快（kuài）換法蘭端配套，自重 45g，安裝後（hòu）厚度 38mm。
2、吸盤夾爪 1 個： 
（1）五位吸盤工具，可對零件輪輻的正麵、反 麵（miàn）表麵穩定拾取；
（2）配有工具快換模塊工具端， 與工具快（kuài）換法蘭 端配（pèi）套，自重 45g，安裝（zhuāng）後厚度 38mm。
3、端麵打磨工具 1 個：
（1）電動打磨工具，配有端麵打磨頭，可（kě）對零件表麵進行打磨加工；
（2）配有工具快換模塊工具端，與（yǔ）工具（jù）快換法蘭（lán）端配（pèi）套，自重 45g，安裝後厚度 38mm。
4、側麵打磨工具 1 個： 
（1）電動打磨工（gōng）具，配有側麵打磨頭，可對零件表麵進行打（dǎ）磨加工；
（2）配有工具快換模塊工具端（duān），與工具快（kuài）換法蘭端配套，自重45g，安裝後厚度 38mm。
5、工具支（zhī）架 1 個：
（1）鋁合金結（jié）構，可穩定支撐並定位所有工（gōng）具；
（2）提供7個工（gōng）具擺（bǎi）放位置，位置標號清晰標示；
（3）所有工具的 定位方式相同，可互換位置，不影響正常使用。
6、示教器支架× 1：
與工業機器（qì）人（rén）示教器配套，可穩定安放，不易滑（huá）落（luò）；配（pèi）套線纜懸掛支架，方便線纜收放。
（三）倉儲單元（yuán）一套
1、立（lì）體倉庫 1 個： 
雙層共（gòng） 6 倉位，采用（yòng）鋁型材（cái）作為結構支撐； 每個倉位可存（cún）儲 1 個輪轂零件（jiàn）；倉位托盤可由（yóu）氣動推杆驅動推出 縮回；倉位托盤底部設置有傳感器可檢測當（dāng）前倉位是否存有零件 ；每個倉位具有紅綠（lǜ）指示燈表明當前倉位倉儲狀態，並有明確標 識倉位編（biān）號。
2、輪轂零件 6 件： 
鋁合金材質，五幅輪轂縮比零件；正麵設計 有可更換的數控（kòng）加工耗材安裝板，直徑 37mm，厚度 8mm，塑料材 質；零件正（zhèng）麵、反麵均設計有定位槽、視覺檢測區域、打磨加（jiā）工區域和二維碼標簽位置。
（四）加工單元一套
1、數控機床 1 台：
（1）典型三軸立式銑床結（jié）構，加工台麵不動（dòng），主軸可實現 XYZ 三軸加（jiā）工運動； 
（2）主軸為風冷電（diàn）主（zhǔ）軸，轉速 24000r/min，額定功率 0.8kW，軸端連接為 ER11，可夾持 3mm 直 徑刀柄的刀具；
（3）X 軸有（yǒu）效行程 240mm，Y 軸有（yǒu）效行程 250mm，Z 軸有效行程（chéng） 180mm；
（4）夾具采用氣動驅動夾緊，缸徑 32mm，夾具可有氣動驅動前後兩端定位，方便（biàn）上下料（liào）；
（5）數控機床配有安全 護（hù）欄，鋁合金框架透明隔斷，正麵、背麵均配有安（ān）全門， 由氣動 驅動實現開（kāi）啟關閉。
2、模擬刀庫（kù） 1 件（jiàn）：
模擬刀庫采用虛擬化設計，由顯示屏顯示當 前（qián）使用刀具信息和刀庫工作狀態；顯（xiǎn）示（shì）屏尺寸 9 英寸， TFT 真彩 液晶屏， 64K 色，分辨率 800×480，背光平均無故（gù）障時（shí）間 20000 小時，可用內存（cún） 10MB，支持 ProfiNet 通訊（xùn）；側麵配裝有數控機 床工（gōng）作指示燈，可指示當前工作狀態（tài）。
3、數控係統 1 件：
采用西門子808D數控係統，性能穩定，10.4 英寸 TFT 彩色顯示（shì）屏，具備 銑（xǐ）削工藝，進給軸具備進給平滑（huá）控製、力矩前饋控製功能、支持 各軸（zhóu）自動優化和軌（guǐ）跡插補功能；插補軸數最大 4 軸，支（zhī）持直線插補、圓弧插補、螺旋線插補、精優曲麵功（gōng）能（néng）、高速高精設定、程 序段預（yù）讀功能、壓縮器功能； 具備刀具管理功（gōng）能， 刀具數最大 256 ，刀刃數最大 256，支持刀具（jù）質量、刀具壽命檢測（cè）功能， 帶替換刀具管理功能； 具備 OPC UA 通訊接口， 可將數控係統中（zhōng）的運行數據傳輸到 MES 軟件中；提供手輪對各軸手動操作（zuò）。
（五）打磨單（dān）元一套
1、打磨工位 1 個： 
鋁合金框架結構，可穩定支撐零件加工；四 爪夾具由氣動驅動（dòng），可（kě）對零（líng）件輪轂位置進行穩（wěn）定夾持，自動對心（xīn） 定位；底部配有傳感（gǎn）器可檢測當前工位是（shì）否存有零件。
2、旋轉工位 1 個： 
鋁合金框架結構，可穩（wěn）定支撐零件加工（gōng）；四 爪夾具由（yóu）氣動驅動，可對零件輪輞內圈進行穩定夾持，自（zì）動對心 定位；底部配有傳感器可檢測（cè）當前工位是否存有（yǒu）零件；旋轉氣缸 可帶動旋轉工位（wèi）整體 180°旋轉，實現零件沿軸線旋轉。
3、翻轉工裝 1 個： 
雙指夾具對零件輪輞外圈穩定夾持，自動對 心（xīn）定位，翻（fān）轉過程無位移；旋轉氣（qì）缸可驅動雙指夾具實現所夾持 的零件在（zài）打磨工位和旋轉（zhuǎn）工位（wèi）間翻轉；升降氣缸可實現翻轉（zhuǎn）後的 零件在小距離內垂直放入取（qǔ）出工（gōng）位，確保定位準確。
4、吹屑工位 1 個： 
不鏽（xiù）鋼材質，兩側布置了吹氣口，可將打（dǎ）磨 後粘附在零件表（biǎo）麵上（shàng）的碎屑清除。
（六）視覺係統檢測單元一套
采用不小於 30W 像素 CCD 相機，彩色，電 子快門（mén）；控製器為箱型； 動作模式包（bāo）括標準模式（shì）、倍速多通道輸 入、不（bú）間斷調整；支持 128 場景數；利用流程編輯功能製作處理 流程；支持 Ethernet 通信，采用無協議(TCP/UDP)；在工作台 台麵上布置有網絡通信接（jiē）口，方（fāng）便接線。配套漫反射環形（xíng）光源， 白色，明亮度可調節（jiē）；光源配有保（bǎo）護支架，可有效防止零件掉落 損壞光源；配套視覺係（xì）統顯示器和操作用鼠標。
（七）分揀單元一套
1、傳送帶 1 件： 
調速電機驅動， 配套 1:18 減速比減速器， 采（cǎi）用 變頻器驅動；傳（chuán）送帶起始端配（pèi）有（yǒu）傳感器， 可檢（jiǎn）測（cè）當前位置是（shì）否有 零件。
2、分揀機構 3 個：
分揀機構配有傳感器，可檢測當前分揀機構 前是否有零件；利用垂直氣缸可實現阻擋片（piàn）升降，將零件攔截在 指定分揀機構前； 利（lì）用推動氣缸可實現將零件推入指（zhǐ）定分揀工（gōng）位。
3、分揀（jiǎn）工位 3 個： 
分揀工位末端配有傳感（gǎn）器，可檢測當（dāng）前（qián）分揀 工位是否存有零（líng）件（jiàn）；分揀工位末端為（wéi） V 型頂塊，可配合頂緊氣缸對零件精確定位；每個分揀（jiǎn）工位均有明確標號。
（八）總控單元一套
1、PLC 控製器 2 個：
工（gōng）作存儲器 75KB，裝載存儲器 2MB，保（bǎo）持 性存儲器 10KB；本體集成 I/O，數（shù）字量 8 點輸入/6 點（diǎn）輸出， 模擬 量 2 路輸入； 具（jù）備 1 個以太網（wǎng）通信端口， 支持 PROFINET 通（tōng）信； 實 數數學運算執（zhí）行速度 2.3μs/指令，布爾運算執行速度 0.08 μs/ 指令。
2、交換（huàn）機 1 個 ：
支持網絡標準（zhǔn） IEEE802.3、IEEE802.3u、IEEE802.3x；8個10/100/1000Mbps 自適（shì）應 RJ45 端口；全（quán）鋼材殼 體，強勁散熱性能保證機器穩定運行。
3、操作麵板 1 個：
提供1個總電源輸入（rù）開關，可控製輸入電源的（de）開啟關（guān）閉；提供1個（gè）電源模（mó）塊急停按（àn）鈕，可切斷總控單元電源模塊（kuài）向其他（tā）單元模塊的（de）供（gòng）電；提供4個自定義功能按鈕，1個自複位（wèi）綠色燈按鈕，1個自複位紅色燈按鈕，1個自保持綠色燈按鈕（niǔ），1個自保（bǎo）持紅（hóng）色燈按鈕。
4、顯示終端 1 個：
屏（píng）幕尺寸（cùn）大於 20 英寸；屏幕分辨率高清；屏 幕比例 16:9；視頻接口 HDMI1.4。
5、移動終端 1 個：屏幕尺寸大於 6 英寸，屏幕（mù）分辨率不低於 1280 ×800，IPS，處理器速度大於1.2GHz，存儲容量不低（dī）於8GB，操作係統 androids，支持WiFi和藍牙連接。
6、電源模塊（kuài） 1 個（gè）：
輸入電源為三相五線製（zhì）， AC380V，50Hz，15kW，重（chóng）載連接器插頭，接線安（ān）全防觸電；執行單元輸出電源為單相 三線製，AC 220V，50Hz，7kW，重載連接器插頭，接線安全防觸 電，配空氣開關和指示燈。
7、氣泵（bèng） 1 個： 
功（gōng）率 600W，排氣量 118L/min，最大壓力 8bar，儲氣罐24L；提供8路氣路供氣接（jiē）口，每路空氣接口可單獨開啟關閉。