TWB-401柔性自動生產實訓系統（三菱系統）

一、概述

“工業4.0柔性自動化生產實訓系統”是由六臺各自獨立而又緊密相連的工作站組成。是一種最為典型的機電一體化、自動化類產品，適合機械制造及其自動化、機電一體化、電氣工程及自動化、控制工程、測控技術、計算機控制、自動控制等相關專業的教學和培訓。它接近工業生產制造現場基礎上又針對實訓教學進行了專門設計，強化了各種控制和工程實踐能力。

系統由六個站組成，分別為：供料單元，加工單元，搬運單元，裝配單元，機器人搬運單元，倉儲單元，運輸軸單元，觸摸屏監控單元，工件檢測單元等，控制系統可以選用品牌的PLC進行控制，具有較好的柔性，即每站各有一套PLC控制系統獨立控制，在單個培訓完成以后，又可以將相鄰的兩站、三站…直至所有站連在一起，學習復雜系統的設計、安裝、編程、調試和整機運行。

二、技術指標:

1、輸入電源：單相三線～220V±10% 50Hz

2、工作環境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度≤85%（25℃） 海拔＜4000m

3、裝置容量：＜2.5kVA

4、實訓平臺尺寸不小于：4500mm×785mm×1100mm，各部件采用優質鋁合金和不銹鋼機加工成型，外觀無劃痕等。

5、單站工作臺尺寸不小于：750mm×785mm×1100mm

三、系統組成

（一）供料單元

供料單元負責3種不同材料的供料，由料管、推料裝置及傳輸線等組成。

主要技術參數要求及電氣元件：

1、工作臺：鋁合金。

2、供電電源/工作電壓：AC220V 50Hz /DC24V 2A。

3、工作氣壓：0.5MPa

4、PLC 模塊 1（三菱FX3U48MR）：控制規模：24點輸入，24點輸出； 　可擴展到128點。自帶兩路輸入電位器，8000步存儲容量，并且可以連接多種擴展模塊，特殊功能模塊。晶體管型主機單元能同時輸出2點100KHz脈沖。并且配備有7條特殊的定位指令，包括零返回、絕對或相對地址表達方式及特殊脈沖輸出控制。配套滿足參數要求的 PLC 編程軟件。

4、直流減速電機： 10W/24V 5r/m

5、檢測傳感器：光電漫反射、磁感式接近開關、光纖放大器等。

6、電源控制盒：尺寸600mm×100mm×100mm，面板上設有總急停按鈕、斷路器帶保險絲、指示燈、鑰匙開關、啟動、停止以及急停按鈕，整體設計成獨立模塊，外殼采用專用C型鋁合金型材，兩端采用鈑金件固定。

（二）加工單元

加工單元由傳輸線、加工站、轉盤機構等組成。完成物料加工、檢測及輸送等功能。

1、工作臺：鋁合金

2、供電電源/工作電壓：AC220V 50Hz /DC24V 2A

3、工作氣壓：0.5MPa

4、PLC 模塊 1（三菱FX3U48MR）：控制規模：24點輸入，24點輸出； 　可擴展到128點。自帶兩路輸入電位器，8000步存儲容量，并且可以連接多種擴展模塊，特殊功能模塊。晶體管型主機單元能同時輸出2點100KHz脈沖。并且配備有7條特殊的定位指令，包括零返回、絕對或相對地址表達方式及特殊脈沖輸出控制。配套滿足參數要求的 PLC 編程軟件。

5、檢測傳感器：光電漫反射、磁感式接近開關、光纖放大器等。

（三）搬運單元

搬運站是接駁上一站的物料放置傳輸線進行下一站的供料，由物料平臺、氣缸機械手、傳輸線等機構組成。

氣缸規格量程：旋轉氣缸：0～180°，雙聯氣缸：行程：100mm，平行氣夾：缸徑:16mm，不回轉氣缸：行程：100mm，檢測傳感器：磁感式。

1、工作臺：鋁合金

2、供電電源/工作電壓：AC220V 50Hz /DC24V 2A；

3、工作氣壓：0.5MPa

4、PLC 模塊（三菱FX3U48MR）：控制規模：24點輸入，24點輸出； 　可擴展到128點。自帶兩路輸入電位器，8000步存儲容量，并且可以連接多種擴展模塊，特殊功能模塊。晶體管型主機單元能同時輸出2點100KHz脈沖。并且配備有7條特殊的定位指令，包括零返回、絕對或相對地址表達方式及特殊脈沖輸出控制。配套滿足參數要求的 PLC 編程軟件。

5、檢測傳感器：光電漫反射、磁感式接近開關、光纖放大器等。

（四）裝配單元

裝配站由滑槽式送料模塊、氣缸機械手、傳輸線等機構組成，完成兩個物料的裝配。

1、工作臺：鋁合金

2、供電電源/工作電壓：AC220V 50Hz /DC24V 2A 工作氣壓：0.5MPa

3、PLC 模塊 1（三菱FX3U48MR）：控制規模：24點輸入，24點輸出； 　可擴展到128點。自帶兩路輸入電位器，8000步存儲容量，并且可以連接多種擴展模塊，特殊功能模塊。晶體管型主機單元能同時輸出2點100KHz脈沖。并且配備有7條特殊的定位指令，包括零返回、絕對或相對地址表達方式及特殊脈沖輸出控制。配套滿足參數要求的 PLC 編程軟件。

4、檢測傳感器：光電漫反射、磁感式接近開關、光纖放大器等

（五）機器人搬運單元

1、機器人本體包含配套控制系統以及示教器，三菱機器人RV-2F，有效負載2kg，臂展0.48米，重復定位精度0.05mm；鋁合金馬達，結構輕巧，功率強勁，確保精準度，本體重19kg；多角度安裝，可使其不受任何空間限制；氣路管路與用戶信號線纜由機身底腳至手腕全部嵌入機器人內部，利于機器人集成；

2、PLC 模塊 1（三菱FX3U48MR）：控制規模：24點輸入，24點輸出； 　可擴展到128點。自帶兩路輸入電位器，8000步存儲容量，并且可以連接多種擴展模塊，特殊功能模塊。晶體管型主機單元能同時輸出2點100KHz脈沖。并且配備有7條特殊的定位指令，包括零返回、絕對或相對地址表達方式及特殊脈沖輸出控制。配套滿足參數要求的 PLC 編程軟件。

3、變頻器：三菱D720型，功率 0.4KW。自動轉矩提升，實現5Hz時150%轉矩輸出；數字式撥盤，設定簡單快捷；柔性PWM，實現更低噪音運行；15段速，PID，4~20mA輸入和漏源型轉換等多功能；內置獨立RS485通訊口 ；

4、檢測傳感器：光電漫反射、磁感式接近開關、光纖放大器等。

（六）倉儲單元

倉儲單元由堆垛機、氣動手抓、3*4立庫組成，完成成品工件的倉儲功能。

1、工作臺：鋁合金材質

2、供電電源/工作電壓：AC220V 50Hz /DC24V 2A；工作氣壓：0.5MPa

3、PLC 模塊 1（三菱FX3U48MR）：控制規模：24點輸入，24點輸出； 　可擴展到128點。自帶兩路輸入電位器，8000步存儲容量，并且可以連接多種擴展模塊，特殊功能模塊。晶體管型主機單元能同時輸出2點100KHz脈沖。并且配備有7條特殊的定位指令，包括零返回、絕對或相對地址表達方式及特殊脈沖輸出控制。配套滿足參數要求的 PLC 編程軟件。

4、擴展模塊（FX3U-1PG）：每臺1PG可使用單軸伺服電機或步進電機進行定位控制。最大可輸出200kHz的脈沖串。

5、步進電機：1.5A 角距：1.8 度

6、檢測傳感器：光電漫反射、磁感式接近開關、光纖放大器等。

（七）運輸單元

采用同步輪的方式進行傳送，單元可獨立運行，各個單元站中的皮帶尺寸長度不小于 60*500mm。運輸單元電機驅動測試系統：平臺尺寸 19×29cm，重量不大于 250g，含多電機驅動系統，減速器變速比>1/36，滿載電機轉速>3500rpm。

（八）觸摸屏監控單元

配有7寸彩色觸摸屏：

1、800 X 480 分辨率、65535 色 TFT；

2、按照工業 III級標準生產，采用 LED 背光永不黑屏；

3、400M 主頻、WinCE 系統、MCGS 組態軟件、64M 存儲空間；

4、支持 U盤備份、恢復，操作快捷；

5、支持 RS232/RS485/RJ45以太網通訊接口；

6、低功耗，整機功耗僅 6W；

7、配下載線和安裝軟件；

8、接口全部引出到專業端子排上。

9、當 6 個單元全部進入聯網狀態時，管理員能夠通過組態監控機中各種組態按鈕方便的控制整個系統的運行、停止等。每個單元的工作狀態以及工件的材質、顏色等在監控畫面上也能夠清楚的看到。

（十三）、配套常用工具

包含萬用表、電筆、電工膠布、尖嘴鉗、斜口鉗、活動扳手、剝線鉗、十字螺絲刀、一字螺絲刀、內六角 1 套、工具箱等。

四、實訓項目

1、機械裝調實訓項目：

（1）主軸運輸軸的裝調實訓

（2）氣動工作臺的裝調實訓

（3）供料轉盤的裝調實訓

（4）搬運裝料臺的裝調實訓

（5）加工裝置的裝調實訓

（6）裝配裝置的裝調實訓

（7）六自由度機器人的裝調實訓

（8）倉儲機構的裝調實訓

2、電氣接線實訓項目:

（1）傳送軸主電路的接線實訓

（2）供料轉盤主電路的接線實訓

（3）變頻器控制的接線實訓

（4）機器人控制的接線實訓

（5）倉儲步進系統的接線實訓

3、軟件編程實訓項目：

（1）基本編程指令及編程軟件的應用

（2）氣動元件基本應用及調試方法

（3）PLC 步進電機正反轉和轉速控制

（4）變頻器的程序運行及多段速度運行

（5）觸摸屏編程應用

（6）PLC 總線通訊數據通信技術

（7）機器人編程實訓技術

（8）機器人碼垛應用實訓

（9）3D 軟件在線控制應用實訓

4、液壓與氣動實驗

五、主要硬件配置清單（單臺套）