制造单元智能化改造与集成技术徐杰.docx
《制造单元智能化改造与集成技术徐杰.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《制造单元智能化改造与集成技术徐杰.docx（42页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
制造单元智能化改造与集成技术徐杰
货物技术参数一览表
序号
设备名称
技术参数及要求
数量
1
智能制造单元系统集成应用平台
一、执行单元
1、工业机器人×1
1）六自由度串联关节桌面型工业机器人；
2）工作范围580mm；
3）有效荷重3kg；
4）在工作台台面上布置有手动/自动模式切换旋钮、电机开启按钮及示教器接线接口，方便接线。
2、工业机器人扩展IO模块×1
1）支持DeviceNet总线通讯；
2）支持适配IO模块数量最多32个；
3）在工作台台面上布置有远程IO适配器的网络通信接口，方便接线。
3、工具快换模块法兰端×1
1）针对多关节机器人设计，使气管、信号确认线一次性自动装卸；
2）超硬铝材质，安装位置为机器手侧；
4、平移滑台×1
1）有效工作行程700mm，有效负载重量50kg；
2）驱动方式为伺服电机经减速机减速后，通过同步带带动滚珠丝杠实现旋转运动变换到直线运动，由滚珠导轨导向滑动；
3）伺服电机额定输出400W，额定转速3000r/min，配套同品牌伺服驱动器，配套精密减速机；
4）滚珠丝杠直径25mm，导程5mm，全长990mm，配套自润滑螺母；
5）滚珠导轨共2个，宽度20mm，全长1240mm，每个导轨配套2个滑块；
6）直线导轨安装有防护罩，保护导轨和丝杠等零件，确保运行安全，配有拖链系统方便工业机器人线缆及其他连接线布线，外侧安装有长度标尺，可指示滑台当前位置。
5、PLC控制器×1：
1）工作存储器30KB，装载存储器1MB，保持性存储器10KB；
2）本体集成I/O，数字量8点输入/6点输出，模拟量2路输入；
3）过程映像大小为1024字节输入（I）和1024字节输出（Q）；
4）位存储器为4096字节（M）；
5）具备1个以太网通信端口，支持PROFINET通信；
6）扩展IO模块，数字量输入模块1个，输入点数16位，类型为源型/漏型，额定电压24VDC（4mA）；
7）在工作台台面上布置有PLC的网络通信接口，方便接线。
6、远程IO模块×1
1）支持ProfiNet总线通讯；
2）支持适配IO模块数量最多32个；
3）传输距离最大100米（站站距离），总线速率最大100Mbps；
4）在工作台台面上布置有远程IO适配器的网络通信接口，方便接线。
7、工作台×1
1）铝合金型材结构，工作台式设计，台面可安装功能模块，底部柜体内可安装电气设备；
2）台面长1350mm，宽680mm，厚20mm；
3）底部柜体长1280mm，宽600mm，高700mm；
4）底部柜体四角安装有脚轮，轮片直径50mm，轮片宽度25mm，可调高度10mm；
5）工作台面合理布置有线槽，方便控制信号线和气路布线，且电、气分开；
6）底部柜体上端和下端四周安装有线槽，可方便电源线、气管和通信线布线；
7）底部柜体门板为快捷可拆卸设计，每个门板完全相同可互换安装。
二、工具单元
1、轮辐夹爪×1
1）三指夹爪，气动驱动，自动定心，可针对零件轮辐位置稳定夹持；
2）配有工具快换模块工具端，与工具快换法兰端配套。
2、轮毂夹爪×1
1）三指夹爪，气动驱动，自动定心，可针对零件轮毂位置稳定夹持；
2）配有工具快换模块工具端，与工具快换法兰端配套。
3、轮辋内圈夹爪×1
1）三指夹爪，气动驱动，自动定心，可针对零件轮辋内圈位置稳定夹持；
2）配有工具快换模块工具端，与工具快换法兰端配套。
4、轮辋外圈夹爪×1
1）两指夹爪，气动驱动，自动定心，可针对零件轮辋外圈位置稳定夹持；
2）配有工具快换模块工具端，与工具快换法兰端配套。
5、吸盘夹爪×1
1）五位吸盘工具，可对零件轮辐的正面、反面表面稳定拾取；
2）配有工具快换模块工具端，与工具快换法兰端配套。
6、端面打磨工具×1
1）电动打磨工具，配有端面打磨头，可对零件表面进行打磨加工；
2）配有工具快换模块工具端，与工具快换法兰端配套。
7、侧面打磨工具×1
1）电动打磨工具，配有侧面打磨头，可对零件表面进行打磨加工；
2）配有工具快换模块工具端，与工具快换法兰端配套。
8、工具支架×1
1）铝合金结构，可稳定支撑并定位所有工具；
2）提供7个工具摆放位置，位置标号清晰标示；
3）所有工具的定位方式相同，可互换位置，不影响正常使用。
9、示教器支架×1
1）与工业机器人示教器配套，可稳定安放，不易滑落；
2）配套线缆悬挂支架，方便线缆收放。
10、工作台×1
1）铝合金型材结构，工作台式设计，台面可安装功能模块，底部柜体内可安装电气设备；
2）台面长680mm，宽680mm；
3）底部柜体长600mm，宽600mm，高700mm；
4）底部柜体四角安装有脚轮，轮片直径50mm，轮片宽度25mm，可调高度10mm；
5）工作台面合理布置有线槽，方便控制信号线和气路布线，且电、气分开；
6）底部柜体上端和下端四周安装有线槽，可方便电源线、气管和通信线布线；
7）底部柜体门板为快捷可拆卸设计，每个门板完全相同可互换安装。
三、仓储单元
1、立体仓库×1
1）双层共6仓位，采用铝型材作为结构支撑；
2）每个仓位可存储1个轮毂零件；
3）仓位托盘可由气动推杆驱动推出缩回；
4）仓位托盘底部设置有传感器可检测当前仓位是否存有零件；
5）每个仓位具有红绿指示灯表明当前仓位仓储状态，并有明确标识仓位编号。
2、远程IO模块×1
1）支持ProfiNet总线通讯；
2）支持适配IO模块数量最多32个；
3）在工作台台面上布置有远程IO适配器的网络通信接口，方便接线。
3、轮毂零件×6
1）铝合金材质，五幅轮毂缩比零件；
2）轮辋直径102mm，最大外圈直径114mm，轮辋内圈直径88mm，轮毂直径28mm，整体厚度45mm，轮辐厚度16mm；
3）正面设计有可更换的数控加工耗材安装板，直径37mm，厚度8mm，塑料材质；
4）零件正面、反面均设计有定位槽、视觉检测区域、打磨加工区域和二维码标签位置。
4、工作台×1
1）铝合金型材结构，工作台式设计，台面可安装功能模块，底部柜体内可安装电气设备；
2）台面长680mm，宽680mm；
3）底部柜体长600mm，宽600mm，高700mm；
4）底部柜体四角安装有脚轮，轮片直径50mm，轮片宽度25mm，可调高度10mm；
5）工作台面合理布置有线槽，方便控制信号线和气路布线，且电、气分开；
6）底部柜体上端和下端四周安装有线槽，可方便电源线、气管和通信线布线；
7）底部柜体门板为快捷可拆卸设计，每个门板完全相同可互换安装。
四、加工单元
1、数控机床×1
1）典型三轴立式铣床结构，加工台面不动，主轴可实现X\Y\Z三轴加工运动；
2）主轴为风冷电主轴，转速24000r/min，额定功率0.8kW；
3）X轴有效行程240mm，高性能伺服电机驱动，通过同步带带动滚珠丝杠实现旋转运动变换到直线运动，由滚珠导轨导向滑动；
4）Y轴有效行程250mm，高性能伺服电机驱动，通过同步带带动滚珠丝杠实现旋转运动变换到直线运动，由滚珠导轨导向滑动；
5）Z轴有效行程180mm，高性能伺服电机驱动，带抱闸，通过同步带带动滚珠丝杠实现旋转运动变换到直线运动，由滚珠导轨导向滑动；
6）夹具采用气动驱动夹紧，夹具可有气动驱动前后两端定位，方便上下料；
7）数控机床配有安全护栏，铝合金框架透明隔断，正面、背面均配有安全门，由气动驱动实现开启关闭。
2、模拟刀库×1
1）模拟刀库采用虚拟化设计，由显示屏显示当前使用刀具信息和刀库工作状态；
2）显示屏尺寸9英寸，真彩液晶屏，分辨率800×480，支持ProfiNet通讯；
3）侧面配装有数控机床工作指示灯，可指示当前工作状态。
3、数控系统×1
1）数控系统性能为PPU24X；
2）10.4英寸彩色显示屏；
3）PLC控制基于SIMATICS7-200；
4）最大加工通道/方式组数为1，CNC用户内存5MB；
5）具备铣削工艺；
6）进给轴具备加加速度平滑控制、前馈控制、驱动系统动态伺服控制功能；
7）插补轴数最大4轴，支持直线插补、圆弧插补、螺旋插补、样条插补、精优曲面功能、程序段预读功能、压缩器功能；
8）具备刀具管理功能，刀具数最大256，刀刃数最512，支持刀具质量、刀具寿命检测功能，带替换刀具管理功能；
9）具备OPCUA通讯接口，可将数控系统中的运行数据传输到MES软件中；
10）提供手轮对各轴手动操作。
4、远程IO模块×1
1）支持ProfiNet总线通讯；
2）支持适配IO模块数量最多32个；
3）在工作台台面上布置有远程IO适配器的网络通信接口，方便接线。
5、工作台×1
1）铝合金型材结构，工作台式设计，台面可安装功能模块，底部柜体内可安装电气设备；
2）台面长1360mm，宽680mm，厚20mm；
3）底部柜体长1280mm，宽600mm，高700mm；
4）底部柜体四角安装有脚轮，轮片直径50mm，轮片宽度25mm，可调高度10mm；
5）工作台面合理布置有线槽，方便控制信号线和气路布线，且电、气分开；
6）底部柜体上端和下端四周安装有线槽，可方便电源线、气管和通信线布线；
7）底部柜体门板为快捷可拆卸设计，每个门板完全相同可互换安装。
五、打磨单元
1、打磨工位×1
1）铝合金框架结构，可稳定支撑零件加工；
2）四爪夹具由气动驱动，可对零件轮毂位置进行稳定夹持，自动对心定位；
3）底部配有传感器可检测当前工位是否存有零件。
2、旋转工位×1
1）铝合金框架结构，可稳定支撑零件加工；
2）四爪夹具由气动驱动，可对零件轮辋内圈进行稳定夹持，自动对心定位；
3）底部配有传感器可检测当前工位是否存有零件；
4）旋转气缸可带动旋转工位整体180°旋转，实现零件沿轴线旋转。
3、翻转工装×1
1）双指夹具对零件轮辋外圈稳定夹持，自动对心定位，翻转过程无位移；
2）旋转气缸可驱动双指夹具实现所夹持的零件在打磨工位和旋转工位间翻转；
3）升降气缸可实现翻转后的零件在小距离内垂直放入取出工位，确保定位准确。
4、吹屑工位×1
1）不锈钢材质，外形尺寸150mm×150mm×100mm；
2）顶部开口直径130mm；
3）两侧布置了吹气口，可将打磨后粘附在零件表面上的碎屑清除。
5、远程IO模块×1
1）支持ProfiNet总线通讯；
2）支持适配IO模块数量最多32个；
3）在工作台台面上布置有远程IO适配器的网络通信接口，方便接线。
6、工作台×1
1）铝合金型材结构，工作台式设计，台面可安装功能模块，底部柜体内可安装电气设备；
2）台面长680mm，宽680mm，厚20mm；
3）底部柜体长600mm，宽600mm，高700mm；
4）底部柜体四角安装有脚轮，轮片直径50mm，轮片宽度25mm，可调高度10mm；
5）工作台面合理布置有线槽，方便控制信号线和气路布线，且电、气分开；
6）底部柜体上端和下端四周安装有线槽，可方便电源线、气管和通信线布线；
7）底部柜体门板为快捷可拆卸设计，每个门板完全相同可互换安装。
六、检测单元
1、视觉系统×1
1）采用30W像素CCD相机，彩色，有效像素640×480，电子快门；
2）控制器为箱型，可并列处理；
3）动作模式包括标准模式、倍速多通道输入、不间断调整；
4）支持128场景数；
5）利用流程编辑功能制作处理流程；
6）支持Ethernet通信，采用无协议（TCP/UDP）；
7）在工作台台面上布置有网络通信接口，方便接线。
2、配套光源及显示器×1
1）配套漫反射环形光源，白色，明亮度可调节；
2）光源配有保护支架，可有效防止零件掉落损坏光源；
3）配套视觉系统显示器和操作用鼠标。
3、工作台×1
1）铝合金型材结构，工作台式设计，台面可安装功能模块，底部柜体内可安装电气设备；
2）台面长680mm，宽680mm，厚20mm；
3）底部柜体长600mm，宽600mm，高700mm；
4）底部柜体四角安装有脚轮，轮片直径50mm，轮片宽度25mm，可调高度10mm；
5）工作台面合理布置有线槽，方便控制信号线和气路布线，且电、气分开；
6）底部柜体上端和下端四周安装有线槽，可方便电源线、气管和通信线布线；
7）底部柜体门板为快捷可拆卸设计，每个门板完全相同可互换安装。
七、分拣单元
1、传送带×1
1）宽度125mm，有效长度1250mm；
2）调速电机驱动，功率120W，单相220V供电，采用变频器驱动；
3）传送带起始端配有传感器，可检测当前位置是否有零件。
2、分拣机构×3
1）分拣机构配有传感器，可检测当前分拣机构前是否有零件；
2）利用垂直气缸可实现阻挡片升降，将零件拦截在指定分拣机构前；
3）利用推动气缸可实现将零件推入指定分拣工位。
3、分拣工位×3
1）分拣工位末端配有传感器，可检测当前分拣工位是否存有零件；
2）分拣工位末端为V型顶块，可配合顶紧气缸对零件精确定位；
3）每个分拣工位均有明确标号。
4、远程IO模块×1
1）支持ProfiNet总线通讯；
2）支持适配IO模块数量最多32个；
3）在工作台台面上布置有远程IO适配器的网络通信接口，方便接线。
5、工作台×1
1）铝合金型材结构，工作台式设计，台面可安装功能模块，底部柜体内可安装电气设备；
2）台面长1360mm，宽680mm，厚20mm；
3）底部柜体长1280mm，宽600mm，高700mm；
4）底部柜体四角安装有脚轮，轮片直径50mm，轮片宽度25mm，可调高度10mm；
5）工作台面合理布置有线槽，方便控制信号线和气路布线，且电、气分开；
6）底部柜体上端和下端四周安装有线槽，可方便电源线、气管和通信线布线；
7）底部柜体门板为快捷可拆卸设计，每个门板完全相同可互换安装。
八、总控单元
1、PLC控制器×2：
1）工作存储器30KB，装载存储器1MB，保持性存储器10KB；
2）本体集成I/O，数字量8点输入/6点输出，模拟量2路输入；
3）位存储器为4096字节（M）；
4）具备1个以太网通信端口，支持PROFINET通信；
2、交换机×1：
1）8个10/100/1000Mbps自适应RJ45端口
2）全钢材壳体，强劲散热性能保证机器稳定运行
3、操作面板×1：
1）提供1个总电源输入开关，可控制输入电源的开启关闭；
2）提供1个电源模块急停按钮，可切断总控单元电源模块向其他单元模块的供电；
3）提供4个自定义功能按钮，1个自复位绿色灯按钮，1个自复位红色灯按钮，1个自保持绿色灯按钮，1个自保持红色灯按钮
4、显示终端×1：
1）屏幕尺寸24英寸
2）屏幕分辨率高清，1366×768
3）屏幕比例16:
9
5、移动终端×1：
1）屏幕尺寸8英寸
2）屏幕分辨率1280×800
3）处理器速度1.3GHz
4）存储容量8GB
5）操作系统Android
6）支持WiFi和蓝牙连接
6、电源模块×1：
1）输入电源为三相五线制，AC380V，50Hz，15kW，重载连接器插头，接线安全防触电；
2）执行单元输出电源为单相三线制，AC220V，50Hz，7kW，重载连接器插头，接线安全防触电，配空气开关和指示灯；
3）仓储单元输出电源为单相三线制，AC220V，50Hz，2kW，重载连接器插头，接线安全防触电，配空气开关和指示灯；
4）加工单元输出电源为三相五线制，AC380V，50Hz，12kW，重载连接器插头，接线安全防触电，配空气开关和指示灯；
5）打磨单元输出电源为单相三线制，AC220V，50Hz，2kW，重载连接器插头，接线安全防触电，配空气开关和指示灯；
6）检测单元输出电源为单相三线制，AC220V，50Hz，2kW，重载连接器插头，接线安全防触电，配空气开关和指示灯；
7）分拣单元输出电源为单相三线制，AC220V，50Hz，2kW，重载连接器插头，接线安全防触电，配空气开关和指示灯。
7、工作台×1：
1）铝合金型材结构，工作台式设计，台面可安装功能模块，底部柜体内可安装电气设备；
2）台面长1360mm，宽680mm，厚20mm；
3）底部柜体长1280mm，宽600mm，高700mm；
4）底部柜体四角安装有脚轮，轮片直径50mm，轮片宽度25mm，可调高度10mm；
5）工作台面合理布置有线槽，方便控制信号线和气路布线，且电、气分开；
6）底部柜体上端和下端四周安装有线槽，可方便电源线、气管和通信线布线；
7）底部柜体门板为快捷可拆卸设计，每个门板完全相同可互换安装。
九、配套软件
1、自动化编程软件×1：
1）正版软件，中文界面，可提供持续的中文技术支持服务，软件可使用所有功能模块，授权无时间限制；
2）与总控单元的PLC控制器同品牌，用于对PLC及其IO模块进行组态配置和编程编译；
3）面向任务和用户的系统；
4）所有的程序编辑器都具有统一的外观，优化后的工作区域画面布局工位灵活便捷；
5）网络与设备图形化的组合方式。
2、MES编程平台×1：
1）正版软件，中文界面，可提供持续的中文技术支持服务，软件可使用所有功能模块，授权无时间限制；
2）与总控单元的PLC控制器同品牌，用于对HMI人机界面进行组态配置和编程编译；
3）通用的应用程序，适合所有工业领域的解决方案；
4）内置所有操作和管理功能，可简单、有效地进行组态；
5）可基于Web持续延展，采用开放性标准，集成简便；
6）支持工业以太网通讯，方便大数据实时传输；
7）基于最新软件技术的创新组态界面、适用于用户定义对象和面板的全面库设计，实现图形化组态和批量数据处理的智能工具。
十、配套工具
工具盒1个，内六角扳手1套，螺丝刀1把，斜口钳1把，气管剪1个，万用表1个，刀具2把，端面打磨头20个，侧面打磨头5个，单元间固定连接板15个，单元间供电连接线五线制2根，单元间供电连接线三线制5根，单元间通信连接线5m长6根，单元间通信连接线1m长3根。
1套
2
智能制造单元系统集成编程仿真软件
★1、正版软件，中文界面，可提供持续的中文技术支持服务，软件可使用所有功能模块；
2、可实现多个品牌、多个型号的工业机器人进行模型导入、轨迹规划、运动仿真和控制代码输出，实现离线编程（参考品牌ABB、KUKA、Staubli、广州数控、新时达等）；
3、支持工件校准功能，能够根据真实情况与理论模型的参数误差自动调整轨迹参数；
4、轨迹生成基于CAD数据，简化轨迹生成过程，提高精度，可利用实体模型、曲面或曲线直接生成运动轨迹；
★5、支持多轴机器人的运动、仿真，如4轴、6轴、8轴、10轴等；
6、支持变位夹具设定多种抓取姿态。
如可以将一个变位夹具定义成直、弯两种状态；
★7、在离线编程软件中全面支持和兼容多种格式的文件，可直接导入或直接打开扩展名为step、robx、stl、igs等格式的文件。
★8、生成的轨迹可进行分组管理。
分组后，可对轨迹组进行注释、删除等，实现对相似轨迹的统一操作；
★9、可实现将编程结果仿真运行并输出3D仿真，上传云端自动生成二维码及链接，可用手机扫描二维码后缩放、平移查看该动画。
或复制链接后，通过浏览器直接播放，并可以自由切换观看视角和放大缩小；
10、支持自定义工业机器人末端执行器，并可对工具TCP等参数进行编辑修改；
11、提供自定义后置通用指令库。
自定义机器人时，可用业界流行的拖拽方式定义后置格式；可根据机器人品牌选择相应的后置代码模板，定义生成代码并实时预显。
如ABB、KUKA、YASKAWA、广州数控、新时达等；
★12、具有节拍统计分析功能。
可统计机器人运行的全程时间、节拍、运动的平均速度、总距离、总轨迹点数等信息，方便用户评估机器人工作效率；
13、具备轨迹优化功能，通过图形化方式展示机器人工作的最优区域，并通过调整曲线让机器人处于工作最优区内，解决不可达、轴超限和奇异点的问题；
14、支持轨迹编辑功能，以图形化方式通过拖动参数曲线，来编辑一条轨迹中指定个数的点，达到让整条轨迹光滑过渡的效果；
15、具备以时间轴为展示方式之一的仿真管理面板。
以时间轴的方式同时展示多个机器人和运动机构的运动时序，体现相互等待关系和每条轨迹运行的起止时间、运行进度等；
16、支持机器人在线查找。
可以直接从互联网云端机器人库中选择机器人进行离线编程，选择过程中支持搜索、筛选和排序，并推荐相似参数的机器人供用户选择；
17、具备专业的后置代码编辑器。
后置代码编辑器可以显示代码的行号，数字、注释和指令等关键字以不同颜色显示；函数在编辑过程中有参数提示；函数和注释可折叠隐藏；
★18、以上所有功能须在一款软件中实现。
11节点
一级指标
比例
二级指标
配分
评分要求
评分方式
系统集成方案设计
约15%
系统设计方案合理性
5
所设计的布局方式合理，控制结构满足任务要求，设计合理可控，通信协议统一
结果评分
仿真模拟
10
可在三维环境中仿真整体工艺动作流程，工业机器人的动作均在工作范围之内，各单元间无干涉碰撞
硬件搭建及电气接线
约10%
机械安装
4
单元安装牢固、单元内机械零件安装牢固、安装方式及精度满足工艺要求
结果评分
电气接线
4
线路连接牢固、线路捆扎满足工艺要求、线路走线合理美观
控制网络
搭建
2
网络接线牢固，线缆通信正常，走线合理美观，捆扎满足工艺要求
制造单元的集成改造
约45%
控制系统组态设置
5
根据所提供的硬件设备功能和IO接线信息，完成控制系统组态设置，实现控制系统对各分部IO的合理控制
结果评分
执行单元的集成改造和编程调试
5
直线导轨可根据需求准确移动到指定位置，无碰撞，与工业机器人动作配合合理
工具单元的集成改造和编程调试
5
工业机器人可准确拾取和放回所使用的工具，并可以根据实际要求完成工具动作
仓储单元的集成改造和编程调试
5
工业机器人能否完成所有的仓储物料从立体仓库的拾取动作
加工单元的集成改造和编程调试
5
工业机器人可以将所需加工的轮毂零件放置至机床进行工装装卡并选择加工程序执行，同时防护门可配合打开和关闭，夹具可配合夹紧和释放，指示灯可显示加工状态
打磨单元的集成改造和编程调试
10
工业机器人手持工具对零件进行打磨工序，根据工艺要求选用合适打磨工具对指定位置进行打磨，加工效率满足要求
检测单元的集成改造和编程调试
5
视觉系统可以对零件进行识别分辨加工效果，并将信息传输到工业机器人中
分拣单元的集成改造和编程调试
5
根据检测结果可准确的将零件分拣到指定道口中，动作连贯定位准确
控制网络的集成调试
约20%
总控系统通信及流程控制调试
10
完成执行单元的网络联调编程，实现所有工序流程的自动化控制，可对异常情况进行判断和处理
结果评分
MES系统数据采集与可视化
10
MES系统可采集生产过程数据和设备状态信息，通过检测页面进行图形化显示，提供生产流程的人机交互接口
云端数据服务的调试
约5%
云端数据服务通信调试
4
根据通信协议确定数据传输结构，将部分关键生产数据发送到云端进行存储；将总控系统中流程控制编程对接云端接口，可实现在认证通过的前提下对设备工作流程状态通过远程进行介入干预
结果评分
远程终端
调试
1
设置通信参数，从云端读取生产数据并显示，并可完成生产任务下达实现自
升级会员 