TWB-401柔性自动生产实训系统（三菱系统）

一、概述

“工业4.0柔性自动化生产实训系统”是由六台各自独立而又紧密相连的工作站组成。是一种最为典型的机电一体化、自动化类产品，适合机械制造及其自动化、机电一体化、电气工程及自动化、控制工程、测控技术、计算机控制、自动控制等相关专业的教学和培训。它接近工业生产制造现场基础上又针对实训教学进行了专门设计，强化了各种控制和工程实践能力。

系统由六个站组成，分别为：供料单元，加工单元，搬运单元，装配单元，机器人搬运单元，仓储单元，运输轴单元，触摸屏监控单元，工件检测单元等，控制系统可以选用品牌的PLC进行控制，具有较好的柔性，即每站各有一套PLC控制系统独立控制，在单个培训完成以后，又可以将相邻的两站、三站…直至所有站连在一起，学习复杂系统的设计、安装、编程、调试和整机运行。

二、技术指标:

1、输入电源：单相三线～220V±10% 50Hz

2、工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度≤85%（25℃） 海拔＜4000m

3、装置容量：＜2.5kVA

4、实训平台尺寸不小于：4500mm×785mm×1100mm，各部件采用优质铝合金和不锈钢机加工成型，外观无划痕等。

5、单站工作台尺寸不小于：750mm×785mm×1100mm

三、系统组成

（一）供料单元

供料单元负责3种不同材料的供料，由料管、推料装置及传输线等组成。

主要技术参数要求及电气元件：

1、工作台：铝合金。

2、供电电源/工作电压：AC220V 50Hz /DC24V 2A。

3、工作气压：0.5MPa

4、PLC 模块 1（三菱FX3U48MR）：控制规模：24点输入，24点输出； 　可扩展到128点。自带两路输入电位器，8000步存储容量，并且可以连接多种扩展模块，特殊功能模块。晶体管型主机单元能同时输出2点100KHz脉冲。并且配备有7条特殊的定位指令，包括零返回、绝对或相对地址表达方式及特殊脉冲输出控制。配套满足参数要求的 PLC 编程软件。

4、直流减速电机： 10W/24V 5r/m

5、检测传感器：光电漫反射、磁感式接近开关、光纤放大器等。

6、电源控制盒：尺寸600mm×100mm×100mm，面板上设有总急停按钮、断路器带保险丝、指示灯、钥匙开关、启动、停止以及急停按钮，整体设计成独立模块，外壳采用专用C型铝合金型材，两端采用钣金件固定。

（二）加工单元

加工单元由传输线、加工站、转盘机构等组成。完成物料加工、检测及输送等功能。

1、工作台：铝合金

2、供电电源/工作电压：AC220V 50Hz /DC24V 2A

3、工作气压：0.5MPa

4、PLC 模块 1（三菱FX3U48MR）：控制规模：24点输入，24点输出； 　可扩展到128点。自带两路输入电位器，8000步存储容量，并且可以连接多种扩展模块，特殊功能模块。晶体管型主机单元能同时输出2点100KHz脉冲。并且配备有7条特殊的定位指令，包括零返回、绝对或相对地址表达方式及特殊脉冲输出控制。配套满足参数要求的 PLC 编程软件。

5、检测传感器：光电漫反射、磁感式接近开关、光纤放大器等。

（三）搬运单元

搬运站是接驳上一站的物料放置传输线进行下一站的供料，由物料平台、气缸机械手、传输线等机构组成。

气缸规格量程：旋转气缸：0～180°，双联气缸：行程：100mm，平行气夹：缸径:16mm，不回转气缸：行程：100mm，检测传感器：磁感式。

1、工作台：铝合金

2、供电电源/工作电压：AC220V 50Hz /DC24V 2A；

3、工作气压：0.5MPa

4、PLC 模块（三菱FX3U48MR）：控制规模：24点输入，24点输出； 　可扩展到128点。自带两路输入电位器，8000步存储容量，并且可以连接多种扩展模块，特殊功能模块。晶体管型主机单元能同时输出2点100KHz脉冲。并且配备有7条特殊的定位指令，包括零返回、绝对或相对地址表达方式及特殊脉冲输出控制。配套满足参数要求的 PLC 编程软件。

5、检测传感器：光电漫反射、磁感式接近开关、光纤放大器等。

（四）装配单元

装配站由滑槽式送料模块、气缸机械手、传输线等机构组成，完成两个物料的装配。

1、工作台：铝合金

2、供电电源/工作电压：AC220V 50Hz /DC24V 2A 工作气压：0.5MPa

3、PLC 模块 1（三菱FX3U48MR）：控制规模：24点输入，24点输出； 　可扩展到128点。自带两路输入电位器，8000步存储容量，并且可以连接多种扩展模块，特殊功能模块。晶体管型主机单元能同时输出2点100KHz脉冲。并且配备有7条特殊的定位指令，包括零返回、绝对或相对地址表达方式及特殊脉冲输出控制。配套满足参数要求的 PLC 编程软件。

4、检测传感器：光电漫反射、磁感式接近开关、光纤放大器等

（五）机器人搬运单元

1、机器人本体包含配套控制系统以及示教器，三菱机器人RV-2F，有效负载2kg，臂展0.48米，重复定位精度0.05mm；铝合金马达，结构轻巧，功率强劲，确保精准度，本体重19kg；多角度安装，可使其不受任何空间限制；气路管路与用户信号线缆由机身底脚至手腕全部嵌入机器人内部，利于机器人集成；

2、PLC 模块 1（三菱FX3U48MR）：控制规模：24点输入，24点输出； 　可扩展到128点。自带两路输入电位器，8000步存储容量，并且可以连接多种扩展模块，特殊功能模块。晶体管型主机单元能同时输出2点100KHz脉冲。并且配备有7条特殊的定位指令，包括零返回、绝对或相对地址表达方式及特殊脉冲输出控制。配套满足参数要求的 PLC 编程软件。

3、变频器：三菱D720型，功率 0.4KW。自动转矩提升，实现5Hz时150%转矩输出；数字式拨盘，设定简单快捷；柔性PWM，实现更低噪音运行；15段速，PID，4~20mA输入和漏源型转换等多功能；内置独立RS485通讯口 ；

4、检测传感器：光电漫反射、磁感式接近开关、光纤放大器等。

（六）仓储单元

仓储单元由堆垛机、气动手抓、3*4立库组成，完成成品工件的仓储功能。

1、工作台：铝合金材质

2、供电电源/工作电压：AC220V 50Hz /DC24V 2A；工作气压：0.5MPa

3、PLC 模块 1（三菱FX3U48MR）：控制规模：24点输入，24点输出； 　可扩展到128点。自带两路输入电位器，8000步存储容量，并且可以连接多种扩展模块，特殊功能模块。晶体管型主机单元能同时输出2点100KHz脉冲。并且配备有7条特殊的定位指令，包括零返回、绝对或相对地址表达方式及特殊脉冲输出控制。配套满足参数要求的 PLC 编程软件。

4、扩展模块（FX3U-1PG）：每台1PG可使用单轴伺服电机或步进电机进行定位控制。最大可输出200kHz的脉冲串。

5、步进电机：1.5A 角距：1.8 度

6、检测传感器：光电漫反射、磁感式接近开关、光纤放大器等。

（七）运输单元

采用同步轮的方式进行传送，单元可独立运行，各个单元站中的皮带尺寸长度不小于 60*500mm。运输单元电机驱动测试系统：平台尺寸 19×29cm，重量不大于 250g，含多电机驱动系统，减速器变速比>1/36，满载电机转速>3500rpm。

（八）触摸屏监控单元

配有7寸彩色触摸屏：

1、800 X 480 分辨率、65535 色 TFT；

2、按照工业 III级标准生产，采用 LED 背光永不黑屏；

3、400M 主频、WinCE 系统、MCGS 组态软件、64M 存储空间；

4、支持 U盘备份、恢复，操作快捷；

5、支持 RS232/RS485/RJ45以太网通讯接口；

6、低功耗，整机功耗仅 6W；

7、配下载线和安装软件；

8、接口全部引出到专业端子排上。

9、当 6 个单元全部进入联网状态时，管理员能够通过组态监控机中各种组态按钮方便的控制整个系统的运行、停止等。每个单元的工作状态以及工件的材质、颜色等在监控画面上也能够清楚的看到。

（十三）、配套常用工具

包含万用表、电笔、电工胶布、尖嘴钳、斜口钳、活动扳手、剥线钳、十字螺丝刀、一字螺丝刀、内六角 1 套、工具箱等。

四、实训项目

1、机械装调实训项目：

（1）主轴运输轴的装调实训

（2）气动工作台的装调实训

（3）供料转盘的装调实训

（4）搬运装料台的装调实训

（5）加工装置的装调实训

（6）装配装置的装调实训

（7）六自由度机器人的装调实训

（8）仓储机构的装调实训

2、电气接线实训项目:

（1）传送轴主电路的接线实训

（2）供料转盘主电路的接线实训

（3）变频器控制的接线实训

（4）机器人控制的接线实训

（5）仓储步进系统的接线实训

3、软件编程实训项目：

（1）基本编程指令及编程软件的应用

（2）气动元件基本应用及调试方法

（3）PLC 步进电机正反转和转速控制

（4）变频器的程序运行及多段速度运行

（5）触摸屏编程应用

（6）PLC 总线通讯数据通信技术

（7）机器人编程实训技术

（8）机器人码垛应用实训

（9）3D 软件在线控制应用实训

4、液压与气动实验

五、主要硬件配置清单（单台套）