一、系統(tǒng)概述 工業(yè)機器人模擬汽車鈑金沖壓集成制造實訓系統(tǒng)是公司為汽車生產(chǎn)企業(yè)設計制作的一套模 擬沖壓生產(chǎn)線，主要由臺架、自動拆垛系統(tǒng)、自動傳輸系 統(tǒng)、

 一、系統(tǒng)概述

     工業(yè)機器人模擬汽車鈑金沖壓集成制造實訓系統(tǒng)是公司為汽車生產(chǎn)企業(yè)設計制作的一套模 擬沖壓生產(chǎn)線，主要由臺架、自動拆垛系統(tǒng)、自動傳輸系 統(tǒng)、沖壓機系統(tǒng)、線尾出料系統(tǒng)及電氣集成控制系統(tǒng)等系統(tǒng)單元組成,裝置下方安裝有控制器可供學員學習安裝接 線及控制訓練，是一套真實模擬大型沖壓件生產(chǎn)工藝，展 現(xiàn)自動化沖壓生產(chǎn)線結構、工作原理,能夠進行產(chǎn)線問題 分析、控制操作、學員實訓、對外演示的自動化裝置，工業(yè)機器人模擬汽車鈑金沖壓集成制造實訓系統(tǒng)由臺架，自動拆垛系統(tǒng)，自動傳輸系統(tǒng)，沖壓機系統(tǒng)，線尾出料系統(tǒng)和電氣集成控制系統(tǒng)組成。 大型沖壓件生產(chǎn)的需求而具備較高的生產(chǎn)效率、穩(wěn)定的產(chǎn)品質量以及規(guī)模生產(chǎn)條件下更低的單件生產(chǎn)成本等眾多優(yōu)點的自動化沖壓生產(chǎn)線越來越多的逬入了生產(chǎn)車間,而該模擬沖壓生產(chǎn)線能夠高效的完成自動化沖壓生產(chǎn)線的產(chǎn)前模擬，提供了一套真實模擬環(huán)境。     

二、電氣控制系統(tǒng)組成

本次系統(tǒng)采用與工業(yè)現(xiàn)場相仿的工業(yè)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡構架，選用S7-1200為主的控制主機，配套有PROFINET現(xiàn)場I/O總線，PROFINET總線伺服、PROFINET總線變頻驅動、等控制模塊組成的網(wǎng)絡化控制系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中主要將在汽車行業(yè)中常使用的各種傳感器、網(wǎng)絡元件、控制元件進行集成應用，通過相仿的機械結構與相同的控制系統(tǒng)進行組合，呈現(xiàn)與工業(yè)現(xiàn)場使用基本一至的控制應用工程，通過機械與電氣控制組合全方位訓練學生的工程應用能力。

三、控制系統(tǒng)主要元件

1、S7-1200 PLC控制器；

2、工業(yè)以太網(wǎng)交換機；

3、I觸摸人機界面；

4、V90總線伺服驅動系統(tǒng)；

5、G120總線變頻調速系統(tǒng)；

6、ET200-PN總線遠程I/O系統(tǒng)；

7、ABB IRB 120 工業(yè)機器人

四、機械系統(tǒng)組成

該生產(chǎn)系統(tǒng)由3個工作站點組成，共分為8個機械裝置功能模塊和3套電氣控制系統(tǒng)模塊。系統(tǒng)可進行單機構控制培訓，也可以進行組合聯(lián)機集成培訓。各功能模塊見如下說明。

（一）分料與傳輸工作單元

該工作站位于組合系統(tǒng)左側第一單元，由板料輸送裝置、分料機械手、分料傳輸線、S7-1200電氣控制系統(tǒng)組成。完成生產(chǎn)線系統(tǒng)中從堆料運輸、分拆、搬運、分板運輸?shù)葞讉€工序，通過該工作單元可以讓學員讓分學習S7-1200 PLC編程設計及使用方法、伺服總線驅動應用方法、變頻調速應用方法。

1、板料輸送裝置

該裝置完成機械手與人工作業(yè)區(qū)域的連接與定位，在真實工業(yè)現(xiàn)場成堆的原材料板由叉車放入到板料輸送裝置的升降臺，模向移動軸將升降臺移動到分料機械手正下方，交升起板料堆由機械手向升降臺進行取料。主要由：移動滑臺、升降臺、伺服電機、行程限位檢測開關、滾珠絲桿、直線滑軌、精密減速機及其它機構組成。

2、分料機械手

該裝置完成從板料輸送裝置升降臺上取出單塊材料，交將材料搬運輸送到分料輸送線上，在真實工業(yè)現(xiàn)場成堆的板料由機械手一一進行取出，然后放入至傳輸線運輸至沖壓機床區(qū)域。主要由：橫向移動軸、縱向移動軸、機械手爪、伺服電機、行程限位檢測開關、滾珠絲桿、直線滑軌、精密減速機及其它機構組成.

3、分料輸送線

該裝置是完成被拆分板料從拆分區(qū)運輸至沖壓區(qū)的連接裝置，在真實工業(yè)現(xiàn)場由于沖壓區(qū)與拆分區(qū)相對距離較遠，采用傳輸線方式進行板料型式進行傳輸。主要由：傳輸皮帶、板料檢測裝置、驅動電機、變頻器及其它機械組成。

（二）自動沖壓工作單元

該工作站位于組合系統(tǒng)中間單元，由沖壓機械手、電動壓床、轉料裝置、S7-1200電氣控制系統(tǒng)組成。完成生產(chǎn)線系統(tǒng)中板料沖壓加工與的連續(xù)上下料過程工作，分為上料、沖壓、下料、轉料等幾個環(huán)節(jié)。通過該工作單元可以讓學員讓分學習S7-1200 PLC編程設計及使用方法、伺服總線驅動應用方法、多軸聯(lián)合驅動應用方法。

1、沖壓機械手

該裝置是一個擺動式多軸伺服驅動機械手，主要用于對電動壓床進行上/下料搬運工作。它巧妙的利用連桿機構與伺服驅動配合，完成平板工件的提升、平行移動等動作，很好的利用高度空間與橫向空間。在真實工業(yè)現(xiàn)場沖壓生產(chǎn)線上得到廣泛應用。它由、機械手本體、伺服電機、精密減速機、連桿機構、搬運手爪等幾部分組成。

2、電動壓床

該裝置是一個凸輪式電動壓床，主要用于對板料進行沖壓工作。完成沖壓環(huán)節(jié)中的下壓、保壓、開模等動作。要真實工業(yè)現(xiàn)場壓機配合精密模具使用，采用沖壓機械手進行自動化上下料是目前工業(yè)發(fā)展的通行辦法。它由、驅動電機、凸輪機構、壓機本體等部分組成。

3、轉料裝置

該裝置是一個用于轉接從沖壓機械手上取下的工件專用裝置，當沖壓機械手從沖壓模具中取出沖壓件時，需對沖壓件進行轉運或調頭工作，轉料裝置負責與沖壓機械手配合完成對應工作。在直實工業(yè)現(xiàn)場轉料裝置除對工件進行部件調頭和移載外還安裝了部分產(chǎn)品檢測裝置可以對沖壓下來的工件進行檢測輔助。

（三）成品分料與輸出工作單元

成品分料與輸出工作單元是系統(tǒng)最后一個組成單元，它負責將生產(chǎn)加工完成物料使有工業(yè)機器人進行分類并采用傳輸線進行遠程運輸。由工業(yè)機器人、傳輸線、電氣控制系統(tǒng)等組成。完成生產(chǎn)線系統(tǒng)成品搬運分類、傳輸運送等幾個環(huán)節(jié)。通過該工作單元可以讓學員讓分學習S7-1200 PLC編程設計及使用方法、伺服總線變頻調速方法、HMI人機界面編程設計方法。

1、工業(yè)機器人

工作站采用了ABB工業(yè)機器人作為搬運分類裝置，通過工業(yè)機器人與生產(chǎn)線其它設備之間組網(wǎng)連接完成與轉料裝置、傳輸線形行網(wǎng)絡化協(xié)同作業(yè)。裝置選用ABB IRB120-3/0.6手腕負載3Kg六自由度工業(yè)機器人，完成工作任務。

五、主要技術參數(shù)：

（1）型號：IRB 120-3/0.6

（2）工作范圍：580 mm

（3）有效荷重：3 kg

（4）手臂荷重：0.3 kg

（5）集成信號源：手腕設10路信號

（6）集成氣源：手腕設4路空氣（ 5 bar）

（7）重復定位精度：0.01 mm

（8）機器人安裝：任意角度

（9）防護等級：IP30

（10）控制器：IRC5緊湊型

（11）示教器型號：FlexPendant

2、成品傳輸線：

成品傳輸線是與工業(yè)機器人配合的物品傳輸裝置，主要完成生產(chǎn)完成物品的運送工作，工作單元中共設置了兩條傳輸裝置，分別用于區(qū)分不同的產(chǎn)品運輸工作。它采用三相異步電機驅動，配合傳輸線上的檢測傳感器實驗物料檢測與停止功能。主要由傳輸線、驅動電機、檢測開關等部分組成。

六、實驗項目

1、綜合機械部件調試與安裝；

2、S7-1200控制器編程設計與運行調試；

3、PROFINET網(wǎng)絡伺服驅動聯(lián)網(wǎng)控制；

4、PROFINET網(wǎng)絡變頻驅動聯(lián)網(wǎng)控制；

5、機械手控制編程設計與創(chuàng)新；

6、多軸伺服聯(lián)網(wǎng)控制創(chuàng)新；

7、工業(yè)機器人編程創(chuàng)新應用；

8、HMI人機界面編程設計；

9、工業(yè)自動化應用組合創(chuàng)新應用。