TWB-QR04 智能工厂4.0智能制造生产线教学平台
据国家2025智能制造规划，和人工智能教学普及，着力提高教学与专业建设，本实验室建设方案充分体现智能制造工业4.0发展趋势与应用动向，所展示的工业机器人、数控机床加工、立体仓库、RFID、PLC工作站等单元，涉及内容全面。以结合实际生产的实训为核心设施，注重基础训练，兼顾未来应用的新型机器人，拓展学生视野。可作为大专院校自动化专业、机电一体化专业、机器人专业的实训设备，组建工业4.0智能无人工厂培训，提高阶段综合性学习与训练。
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一、产品定位：
可作为大专院校、中高职学生自动化专业、机电一体化专业、机器人专业、企业工程师进行机器人、数控加工、材料出入仓库进一体化组建机器个上下料培训，提高阶段综合性学习与训练。
二、产品功能：
本套设备是以小型的柔性制造系统为载体，主要特点是占地空间小、操作安全、涉及的知识点丰富、综合，系统性强、成本低、师生容易上手等；主要是由一台工业6轴自由度机器人、一台三坐标机械手臂、一台柔性数控车床、一台柔性数控铣床、RFID系统、PLC工作站、智能仓库、中控台、传输带等部份组成，实现自动化上下料、加工等无人工作环节，机器人按指令分别给两台机器送料取料；该系统能够实现工业机器人上下料工作站系统的编程、上下料系统的集成、RFID系统应用、PLC系统编程、数控车床编程加工、数控铣床编程加工、现场总线的通讯实训等环节。让学生轻松掌握工业6轴机器人上下料与数控机床组建柔性加工生产系统，能满足学生对工业机器人学习及操作的需要，学生通过该套系统的学习与训练，对智能生产无人工厂的组建整体性应用有全面的了解与体验。
三、产品工作流程：
三坐标机械手臂从原材料仓库取出原材料到传输线上，RFID系统读取数值，由传输线运送到6自由度工业机器人端，由负责数控机床的上下料工作，数控车削单元将零件加工完毕后，机床自动开门，零件由机器人送置到数控铣削加工中心进行加工下一道工序，加工完毕后铣床自动开门，由机器人取出成品零件送置到传输带上，输送到智能仓库端，由三坐标机械手臂将成品零件入库，RFID系统读取数值。学生在熟练掌握该系统的操作与编程以后，也可以对零件类型和加工工艺进行调整。
铣削中心上下料加工 车削中心上下料加工
四、基本实训项目
1、工业机器人实训
2、数控技术实训
3、机器人与机床通讯技术
4、机械结构训练技术
5、气动控制技能培训
6、故障检测技术技能培训
7、传感器技术及应用
8、PLC编程技术
9、RFID系统的应用
五、系统主要配置清单
序号 | 名称 | 数量 | 型号 |
1 | 工业6轴高速机器人 | 1台 | RF006 |
2 | 三坐标机械手臂 | 1台 | RF003 |
3 | 数控车削加工中心 | 1台 | CK210-FM |
4 | 数控铣削加工中心 | 1台 | XK200-FM |
5 | 智能仓库 | 1个 | CS01 |
6 | 传输带 | 1条 | CS02 |
7 | RFID系统单元 | 1套 | CS03 |
8 | 西门子PLC控制器 | 1个 | 6ES7 214-1HG31-0XB0 |
9 | 西门子PLC扩展IO模块 | 1个 | 6ES7 223-1PL30-0XB0 |
10 | 触摸屏中控台 | 1个 | MT8102IP |
11 | 欧姆龙继电器模组 | 2个 | BMZ-R1 |
12 | 电子手脉 | 2个 | HLI6 |
13 | 车削数控系统 | 1套 | 980TB数控系统 |
14 | 铣削数控系统 | 1套 | 980MC数控系统 |
15 | 6轴机器人控制系统 | 1套 | CRP-S4 |
16 | 三爪气动卡盘 | 1套 | SMC |
17 | 铣床自动夹具 | 1套 | SH01 |
18 | 机床自动门推拉系统 | 2套 | KIFL3 |
19 | SMC 平行机械手夹爪 | 1个 | MHZL2 |
20 | 屏蔽电缆 | 3条 | |
22 | 0.6帕空压机 | 1台 | |
23 | 铝合金工作台 | 1套 |
六、主要设备技术参数
序号 | 名称 | 数量 | 单位 | 设备简介及功能 |
1 | RF006六自由度工业机器人 | 1 | 套 | 1)动作类型：多关节型；控制轴数6轴； 2)最大活动半径：562mm； 3)手部最大负载（第6轴）：3 kg 4)机器人重量：36kg； 5)机器人 底座尺寸：340 x 340mm 6)驱动方式：交流伺服驱动； 7)重复定位精度：±0.02mm； 8)轴运动：轴动作范围 J1回转轴≥+150°～ -150° J2立臂轴≥+ 136°～ - 51° J3横臂轴≥+ 64°～ - 131° J4腕轴≥+ 150°～ - 150° J5腕摆轴≥+ 120°～ - 120° J6腕转轴≥+ 360°～- 360° 9)轴运动速度： J1回转轴≥375°/s J2立臂轴≥375°/s J3横臂轴≥419°/s J4腕轴≥600°/s J5腕摆轴≥600°/s J6腕转轴≥750°/s 10)最大扭矩： J4腕轴≥9.3Nm J5腕摆轴≥9.3Nm J6腕转轴≥4.5Nm 11)控制轴数量：6 12)手动操作速度≥4段可调 13)机器人本机、控制系统、驱动器、伺服电机要求为同一国产知名品牌； 14) J1，J2，J3减速器采用：进口RV减速器 15)CPU card DRAM模块：32MB； 16)FROM模块：32 MB； 17)SRAM模块：2MB； |
2 | CK210-FM数控车削加工中心本体 | 1 | 套 | (A) 设备特点 1、980TB工业级数控系统，采用ARM9硬件平台，运行速度更快，确保高速、高效率加工，具备二次曲线插补、椭圆插补、抛物线插补、凹槽加工循环指令、自动刀补等功能。前置USB接口，前置RS232通信接口,支持U盘文件操作和软件升级； 2、使用220伏电压、采用透明有机玻璃与金属钣金全封闭结构，提高使用的安全性和观摩性，采用精选的优质铸铁材料铸造，床身导轨经超音频淬火后精磨，硬度高、钢性好,保证机器的钢性，采用高精度研磨滚珠丝杆，保证机器加工精度，XZ各轴配置有集中式润滑油路系统，保证丝杆及导轨使用寿命和加工精度；可自动车削各种回转表面，如圆柱面、圆锥面、特形面等，并能进行车螺纹、镗、铰加工，效率高、适用性强； 3、配有工件冷却系统，可加工钢件；配置4工位电动刀架，可加工复杂的零件工艺； 4、配有电子手轮（手脉）、手动操作及对刀操作更方便灵活，配有Led工作灯； 5、数控系统带图形仿真功能，7英寸彩色液晶屏，显示加工程序的图形以及实际运行时的刀具移动轨迹，完善的自诊断功能，实时显示出现异常立即报警，保证操作安全性； 6、采用ISO标准G代码编程，支持M代码及S代码，全面兼容FANUC，三菱G代码和多种CAD/CAM软件（ MasterCAM、UG、CAXA等软件编程等）；支持强大的B类宏解析功能,方便用户开发自己的运动控制程序； 7、主要加工材料有：钢、铁、铜、铝、PVC塑料等材料； (B) 设备参数 重复定位精度：0.02mm 最大回转直径：210mm 最大夹持直径：80mm X轴行程：80mm Z轴行程：290mm 主轴转速(无级)：300~1750rpm±10% 电动刀架工位数：4工位 刀架角度：360 ° 刀具回转精度：0.005mm 主轴通孔：20mm 气动卡盘：直径110mm 冷却系统：有 车螺纹功能：有 主轴孔莫氏锥度：莫氏3号 尾轴孔莫氏锥度：莫氏2号 系统分辨率：0.0015mm 主轴电机功率：500W 电子手轮：配有电子手轮 丝杆：C5级滚珠丝杆 数控系统：980TB数控系统 电动精音门，开关门速度90mm/秒 使用电源：AC220V/50Hz 净重：180kg 外型尺寸：1000×700×580mm |
3 | XK200-FM数控铣削加工中心本体 | 1 | 套 | (A) 设备特点 XK200-FM数控铣削加工中心平台是小型的铣削工中心，占地面积极少，低能耗、使用耗材尺寸小节约成本；容易维护及维修方便；配合柔性加工，含自动气动台钳和气动门，全封闭加工防护结构； 配980MC工业级数控系统，运行速度更快，确保高速、高效率加工，具备二次曲线插补、椭圆插补、抛物线插补、凹槽加工循环指令、自动刀补等功能。采用ISO标准G代码编程，支持M代码及S代码，全面兼容FANUC，三菱G代码和多种CAD/CAM软件（ MasterCAM、UG、CAXA等软件编程等）；支持强大的B类宏解析功能,方便用户开发自己的运动控制程序；可以直用第三方编程软件图形直接生产G代码程序，也可以手工编程，加工材料广泛（铁、铜、铝、塑料、有机玻璃等材料），加工精度高，机器坚固稳定耐用。 (B) 设备参数 重复定位精度：0.02mm 最大钻孔直径：13mm 最大铣削直径：16mm 系统分辨率：0.0015mm 工作台尺寸：380×90mm X/Y/Z轴方向行程：210/95/200mm 工作台T型槽尺寸：12 mm 工作台T型槽个数：3 主轴锥度：MT3 丝杆：工业级C5级滚珠丝杆 电子手轮：配有4轴电子手轮(手脉) 主轴转速范围：100-3500转/分钟 输出功率：600W 数控系统： 980MC工业级数控系统 多轴联动功能：预留有第4轴接口，可加装第四轴，可实现四轴联动 支持软件及格式：全面兼容FANUC，三菱G代码和多种CAD/CAM软件（ MasterCAM、UG、CAXA等软件编程等）；支持强大的B类宏解析功能,方便用户开发自己的运动控制程序； 气动钳：夹持大小大于100*100mm 自动安全门：气动 使用电源： AC220V/50Hz 机床尺寸：845×580×1300mm 净重/毛重：160Kg |
4 | PLC工作站 | 1 | 套 | 设备特点 铝合金型材构成，连接牢固，玻璃门一目了然，使用知名品牌工业级PLC，可随意扩展。 设备参数 CPU 特征 用户存储器：75 KB 工作存储器/4 MB 负载存储器，可用 SD 卡扩展/10 KB 保持性存储器 板载数字 I/O:14 点输入/10 点输出 板载模拟 I/O:2 路输入 信号模块扩展:最多 8 个信号模块 信号板扩展:最多 1 块信号板 通信模块扩展:最多 3 个通信模块 高速计数器：单相：3 个 100 kHz 以及 3 个 30 kHz 的时钟频率；正交相位：3 个 80 kHz 以及 3 个 20 kHz 的时钟频率 脉冲输出：4 脉冲捕捉输入：14 性能 布尔运算执行速度:0.08μs/指令 移动字执行速度:1.7μs/指令 实数数学运算执行速度:2.3μs/指令 通信 端口数:1 类型:以太网 连接数: • 3 个用于 HMI • 1 个用于编程设备 • 8 个用于用户程序中的以太网指令 • 3 个用于 CPU 对 CPU 电源 电压范围:20.4 － 28.8 V DC 保持时间（掉电）:24 V DC 时 10 ms 最大波纹噪声（<10 MHz） 数字输入: 输入点:14 模拟输入:2 数字输出:10 |
5 | 智能仓库 | 1 | 套 | 立体仓库外围尺寸：500×400×600mm 仓位：3层4列12格，每个仓位带传感器 托盘数： 12个 托盘大小：长100x 宽90mm 托盘固定物料：带各种定位销，可固定长*宽*高90*80*50mm以内任意尺寸的工件 1.显示器7寸 2.分辨率800X480 3.背光类型:LED 4.具有I/O接口:USB接口/以太网接口/RS485接口/ 5.闪存64MB |
6 | 三坐标机械手臂 | 1 | 套 | X轴行程：450mm；Y轴行程：350mm；Z轴行程：500mm； 负重：1KG以上 气动手指：按项目加装 控制形式：PLC控制 控制PLC参数: 1.电源:DC24V 2.输入输入端口>=64个 3.输入类型:漏型/源型 4.带脉冲接口 5.与RFID系统通信,实现对工件的监控 6.与仓位智能仓库通信,实时监控仓库的物料状态 5.与机器视觉检验系统通信 6.与中控电脑主机通信 |
7 | RFID 管理平台 | 1 | 套 | 16个RFID标签+3个读取器 触发开关：外部触发 工作频率：13.56MHZ 支持协议：ISO IEC 15693 ISO 18000-3M1 读取距离：稳定读取20cm 输出数据：Modbus 输出功率：0-18±1dBm 存储容量：1024bit 工作模式：可读写 |
8 | 输送带 | 1 | 套 | 1、铝合金型材构成，方便加装各工作单元 2、线宽180mm，周长1米，高150mm 3、电机总功率0.24KW，变频无级调速 4、物流周转板到位传感器：光电传感器 5、物流周转板驻留站：1个，用气缸组件固定 6、120*120mm物流转运板1块 7、100mm宽柔性单链板 |
