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工業4.0柔性自動化生產線實訓平臺

一、概述
LG-ISFTP06型工業4.0智能制造柔性生產線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。
LG-ISFTP06型工業4.0智能制造柔性生產線實訓系統由六個站組成，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。具有 3D 仿真運行環境，軟件模型與本次采購實物一比一繪制，可通過滿足要求的 PLC 仿真軟件進行在線編程、虛擬調試、實時監控等線上操作。
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（CPU1214C DC/DC/DC）：8 輸入/6 輸出，集成 2AI；主要基本單元采用 24VDC 供電，集成PROFINET 接口，自帶脈沖輸出 100kHz，配套滿足參數要求的 PLC 編程軟件。
5、直流減速電機： 10W/24V 5r/m
6、檢測傳感器：光電漫反射、磁感式接近開關、光纖放大器等。
7、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（CPU1214C DC/DC/DC）：8 輸入/6 輸出，集成 2AI；主要基本單元采用 24VDC 供電，集成PROFINET 接口，自帶脈沖輸出 100kHz，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。
6、具有 3D 仿真運行環境，軟件模型與本次采購實物一比一繪制，可通過滿足要求的 PLC 仿真軟件進行在線編程、虛擬調試、實時監控等線上操作。
（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 1（CPU1214C DC/DC/DC）：8 輸入/6 輸出，集成 2AI；主要基本單元采用 24VDC 供電，集成PROFINET 接口，自帶脈沖輸出 100kHz，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。
6、具有 3D 仿真運行環境，軟件模型與本次采購實物一比一繪制，可通過滿足要求的 PLC 仿真軟件進行在線編程、虛擬調試、實時監控等線上操作。
（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（CPU1214C DC/DC/DC）：8 輸入/6 輸出，集成 2AI；主要基本單元采用 24VDC 供電，集成PROFINET 接口，自帶脈沖輸出 100kHz，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
5、具有 3D 仿真運行環境，軟件模型與本次采購實物一比一繪制，可通過滿足要求的 PLC 仿真軟件進行在線編程、虛擬調試、實時監控等線上操作。
（五）機器人搬運單元

1、IRB 1200-5/0.9本體
軸數：6
荷重：5kg
工作范圍：900mm
重復定位精度：0.025mm
防護等級標配：IP40
防護等級選配：IP67
安裝方式：任意角度
本體重量：54kg
能耗：0.38kw
2、緊湊型IRC5控制器
電源輸入：200V/230V 50-60Hz
尺寸：710*449*442mm
重量：30kg
防護等級：IP20
3、FlexPendant示教器
重量：1kg
支持：彩色觸摸屏、操縱桿，緊急停、支持慣用左/右手切換，支持U盤、熱插拔、恢復程序，支持USB儲存器，帶時間標記登錄，支持遠程服務。

4、PLC 模塊 1（CPU1214C DC/DC/DC）：8 輸入/6 輸出，集成 2AI；主要基本單元采用 24VDC 供電，集成PROFINET 接口，自帶脈沖輸出 100kHz，配套滿足參數要求的 PLC 編程軟件。
5、變頻器：西門子V20變頻器 0.37kw，SINAMICS V20 200-240 V 1 相交流 - 10/+ 10 標稱功率 0.75 kW/1 PS 有 60 秒 150 % 過載未過濾 I/O 接口：4 DI，2 DO， 2 AI，1 AA 現場總線：USS/MODBUS RTU 安裝有 BOP 防護等級 IP20/UL 開放尺寸：尺寸AB 68x142x128（寬x 深x高）
6、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CPU1214C DC/DC/DC：14 輸入/10 輸出，集成 2AI；主要基本單元采用 24VDC 供電，集成 PROFINET 接口，數字量輸入：額定輸入電壓 DC24V，輸入點數 14，輸出點數 10，自帶脈沖輸出 100kHz，模擬量輸入：精度 13 位，±10V，阻抗≥9MΩ，0-20mA，阻抗 250Ω，輸入路數 2。配套滿足參數要求的 PLC 編程軟件。
4、擴展模塊（SM1234）：2x24VDC 輸入/2x24VDC 輸出
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。
7、具有 3D 仿真運行環境，軟件模型與本次采購實物一比一繪制，可通過滿足要求的 PLC 仿真軟件進行在線編程、虛擬調試、實時監控等線上操作。
（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。

四、配套軟件及管理系統
（一）云智能實驗室安全管理系統
本平臺將無線傳輸、信息處理等物聯網技術應用用于自動化遠程控制。設備端運行狀態、數據參數等上傳至云平臺。物聯網系統的傳感層、傳輸層和應用層關聯掌握數據與分析數據。
(1)★電壓、電流等模擬量數據顯示
(2)輸入開關監控，輸出開關等數字量控制。
(3)★遠程控制啟停狀態，給定輸出電壓值的。
(4)顯示輸入輸出電壓值的歷史數據
(5)可按照日期、日間進行查詢歷史數進行查詢。
(6)★報警信號為PLC主機模擬量采集數值或者開關量可以自由設定，如當模擬量輸入超過設定電壓時產生報警，通過物聯網自動化應用軟件將報警信號上傳到云平臺，通過云平臺向設置的終端推送報警信號，每臺設備可對應多個終端設備。
(7)★通過手機端可以實現遠程控制PLC的輸出及監視PLC的輸入狀態變化。
(8)數據顯示畫面：畫面顯示輸入電壓數值，輸出電壓監控，開關狀態輸入，開關控制輸出，以及云端連接二維碼。
(9)聯網設置界面：設置現場數據連接云平臺后臺數據庫管理。
★投標時提供云智能實驗室安全管理系統軟件著作權證書原件備查并現場演示帶★項功能。
（二）工業機器人離線編程軟件：
（1）仿真系統支持ABB、KUKA，Fanuc、安川、新松、埃夫特、廣州數控、熊貓、斯陶比爾、UR（優傲）、傲博等多種機器人，提供50種以上的各品牌機器人模型和大量生產線組件庫；
（2）支持多種格式的三維CAD模型，可導入擴展名為step、igs、stl等格式；
（3）可通過導入CAD模型快速生成運動組件，并對組件特征樹進行操作和修改;
（4）支持關節型機器人、Delta（空間三自由度并聯機構機器人）、SCARA（平面關節型機器人）、直角坐標等各種結構的機器人；
（5）允許通過專用的模板和程序語言定制各種機器人和自動化工具的運動控制。算法支持包含3-5軸的通用機床、3-6個旋轉軸的串聯，并聯，雙臂，AGV小車，等機器人及生產線上對應的工裝夾具，傳送帶，變位機，導軌等輔助設備；
（6）提供工業機器人虛擬教學模塊，能夠通過虛擬示教器對機器人的手動操作以及程序代碼的自動運行，也能直連客戶指定的實際示教器；
（7）提供強大的API功能支持，允許開展大量機器人機構的自動化應用。可進行仿真和應用于程序機器人取放物體和應用于復雜的多機器人同步運動等；
（8）包含豐富的軌跡調整優化工具包，如碰撞檢查、工業機器人可達性、姿態奇異點、軸超限等；
（9）支持多機器人同步運動仿真，能夠實現5個及以上機器人與外部軸的同步運動；
（10）具有自動化生產線仿真功能，包含碼垛機、AGV小車、串聯機器人在內的功能模塊；
（11）真實的模擬效果（如焊接火花效果、噴漆上色效果、雕刻效果）；
（12）提供多視角的觀察，并可實現運動視角鏡頭追蹤；
（13）支持虛擬傳感器的建模與仿真，支持視覺，激光距離，力傳感等傳感器的仿真，效果接近真實傳感器的效果；
（14）場景中的物理實體具有真實世界中的物體的物理效果，可以進行碰撞檢測并具備剛體運動的效果，具備設置重力，摩擦系數等參數能力，并能根據這些參數模擬物體的真實運動效果，用戶可以按照真實世界中的邏輯對場景進行建模，減少了建模的復雜性。
（15）具有離線編程功能，支持ABB，三菱，Fanuc，安川，川崎等品牌機器人的代碼；
（16）可生成仿真運動視頻（AVI或者Mp4格式）并導出。
正版軟件，需提供工業機器人離線編程軟件著作權證書原件備查，并提供不少于十張的軟件截圖。
（三）PLC控制編程仿真軟件
1、軟件特點：
（1）軟件以PLC為原型，實現基本指令、應用指令以及順序控制指令的仿真模擬。
（2）軟件通過實訓要求，了解實訓目的和控制要求。
（3）實訓器件采用三維仿真實物組件，讓學生了解控制實驗中所需的元件。
（4）通過器件庫，學生可進行器件布局，對各控制回路進行模擬接線。
（5）通過I/O分配布置，將鼠標移到I/O分配地址資源相應部分能查看到相對應的實物。
（6）通過符號庫，選擇正確的符號放置有T型圖正確位置，實現接線仿真。
（7）在原理圖中進行模擬仿真連接電路，按步驟連接正確后才能進行下一條的接線操作。
（8）接線完成實現通電運行，通過鼠標進行上電運行，軟件會以動畫形式進行動作演示。
2、軟件仿真項目
（1）雙面銑床控制
（2）工業洗衣機控制
（3）皮帶運輸線控制
（4）電鍍生產線控制
（5）運料小車控制
（6）音樂噴泉控制
（7）簡易機械手控制
（8）大小球傳送裝置控制
（9）循環彩燈控制
（10）停車場車位控制
（11）小推車控制
（12）三層電梯控制
（13）電動機啟停控制
（14）電動機正反轉控制
（15）電動機循環正反轉控制
（16）可逆運行反接制動控制
（17）三速電機控制
（18）星角降壓啟動控制
（19）數碼管點亮控制
（20）交通燈控制
（21）恒壓供水系統控制
需提供PLC控制編程仿真軟件著作權證書原件備查。
（四）電氣控制技能實訓仿真軟件
（1）應適用于電氣控制及電工培訓，仿真軟件應收集有電拖專業里最基礎、最重要的18種電路，電動機反接制動控制電路、三相電動機機械制動控制電路、時間繼電器自動控制電動機Y-Δ降壓起動電路、接觸器自動控制電動機Y-Δ降壓起動電路、自耦補償控制的電動機降壓起動控制電路、生產機械行程控制電路、雙重聯鎖電動機可逆控制電路、有過載保護的電動機單向運轉電氣控制電路、直流電動機的正反轉控制電路、直流電動機的制動控制電路、直流電動機調速控制電路、鉆床電氣控制電路、平面磨床控制電路、車床電氣控制電路、繞線式電動機運轉控制電路、電動葫蘆控制電路、接觸器控制的雙速電動機調速電路、能耗制控制電路。每種線路分為元件結構、原理分析、實際接線、課堂練習四大模塊。軟件還包括安全用電常識，常用電工工具，常用導線連接，手工焊接工藝等；電工儀表：包括萬能表，電能表，鉗型電流表，直流電橋，配電板等；電機與變壓器：包括三相異步電動機，單機異步電動機，伺服電機，步進電機，直流電機等；低壓電器；包括交流接觸器：繼電器，低壓斷路器，熔斷器，起動器，主令電器等；照明電路安裝：包括熒光燈，兩地控制燈。軟件形式上有多媒體演示動畫課件和自學型交互課件，視頻部分在大型的一流企業實景拍攝，所使用的設備與工藝流程，皆為生產車間現在正在使用的生產技術。情景模擬軟件支持多媒體播放，讓你切身實際的感受儀器的使用方法、注意事項，能夠身臨其境地感受到操作儀器的逼真效果。
需提供電氣控制技能實訓仿真軟件著作權原件備查。
（五）教學課件資源
1、工業機器人課程資源
（1）工業機器人的概述：工業機器人的定義、發展與應用、基本組成及技術參數、工業機器人的分類；
（2）工業機器人的機械系統：工業機器人的1軸結構、工業機器人的2軸結構、工業機器人的3軸結構、工業機器人的4軸結構、工業機器人的5軸結構、工業機器人的6軸結構、工業機器人的機身結構、工業機器人的行走結構、工業機器人的驅動裝置和傳動單元；
（3）工業機器人的運動學與動力學：工業機器人的連桿參數和齊次坐標變換矩陣。
（4）工業機器人的控制系統：工業機器人控制裝置、工業機器人驅動裝置、工業機器人檢測裝置；
（5）工業機器人的編程：工業機器人的編程方式、工業機器人的示教編程、工業機器人的編程語言、工業機器人的語言系統結構和基本功能、常用工業機器人編程語言、工業機器人的離線編程、工業機器人的離線編程仿真軟件及編程示例；
（6）工業機器人的典型應用：焊接機器人的應用、搬運機器人的應用、碼垛機器人的應用、涂裝機器人的應用、裝配機器人的應用；
（7）提供汽車生產線工業機器人應用的高清視頻。
2、PLC編程教學課件資源
（1）S7-1200PLC的認知：S7-1200PLC簡介、S7-1200PLC工作原理及運行模式、S7-1200PLC特點、S7-1200PLC擴展功能、PLC應用技術人才培養；
（2）TIA博圖軟件的使用：TIA 博圖集成軟件開發平臺、TIA 博圖集成軟件簡介、入門實例；
（3）控制單元的程序設計、指令編寫、硬件選型和設計、課后思考與練習等內容。模塊至少包括：八路搶答器、三相異步電機的星三角降壓啟動、運料小車往返控制、十字路口交通燈的控制、電動機組的啟停控制、HMI控制液體混合、G120變頻器的電機控制。
（4）小型自動化生產線的設計
課件資源具有產品的搬運、檢測和傳輸分揀功能，整個系統由送料單元、機械手搬運單元、步進電機多點定位輸送單元和傳送帶輸送分揀單元等組成。具體的項目設計要求如下：
1）本設計的要求使用通過觸摸屏與控制臺按鈕操作，控制生產線的自動運行。生產線通電以后，系統自行檢測初始狀態是否滿足運行條件，如不滿足則自行復位或手動調整，若滿足則觸摸屏顯示準備就緒；
2）在準備就緒的情況下，按下啟動按鈕，生產線開始按順序運行，供料單元開始工作，電機驅動轉盤將工件送到物料臺上；電機運行10秒后，若物料臺光電開關沒有檢測到物料，說明已沒有物料，開始報警；若檢測到物料，則一號搬運機械手開始動作；
3）物料臺有料，一號機械手臂伸出并下降夾取工件，夾取到工件后機械手上升縮回并旋轉到右側限位；然后機械手伸出下降將工件放到步進電機輸送單元的供料臺上，一號搬運機械手恢復到初始狀態，等待下一次運行；
4）當步進電機輸送單元傳感器檢測到供料臺工件后，步進電機前往高度檢測單元進行檢測；到達后通過超聲波傳感器進行高度檢測，檢測完畢后；步進電機運行到二號搬運機械手位置；
5）到達二號搬運機械手位置后；二號搬運機械手伸出、爪夾取工件，機架臺上升，旋轉到右限位，伸出手臂，機架臺下降，手爪放松，將工件放到傳送帶上，同時二號搬運機械手復位；
6）當傳送帶單元傳感器檢測到工件時，傳送帶開始工作，根據工件的顏色、材料進行分揀；分揀結束后，供料臺回到供料位置，等待下一次運行。
（5）用戶手冊：包括與S7-1200、有關硬件、軟件和通信的手冊，數量不少于二十多種。
★課件資源提供詳細的配件實物圖片及參數功能介紹、硬件組成圖解、程序指令、程序設計、氣動原理圖、電氣原理圖、硬件組態等，圖文并茂。投標時提供內容相對應的不少于十張的課件截圖。

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