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一、系統(tǒng)概述
        LGJ-QBJ01型 工業(yè)機(jī)器人模擬汽車鈑金沖壓集成制造實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)由臺(tái)架，自動(dòng)拆垛系統(tǒng)，自動(dòng)傳輸系統(tǒng)，沖壓機(jī)系統(tǒng)，線尾出料系統(tǒng)和電氣集成控制系統(tǒng)組成。

         LGJ-QBJ01型 工業(yè)機(jī)器人模擬汽車鈑金沖壓集成制造實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是公司為汽車生產(chǎn)企業(yè)設(shè)計(jì)制作的一套模 擬沖壓生產(chǎn)線，主要由臺(tái)架、自動(dòng)拆垛系統(tǒng)、自動(dòng)傳輸系 統(tǒng)、沖壓機(jī)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(xué)員學(xué)習(xí)安裝接 線及控制訓(xùn)練，是一套真實(shí)模擬大型沖壓件生產(chǎn)工藝，展 現(xiàn)自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)、工作原理,能夠進(jìn)行產(chǎn)線問題 分析、控制操作、學(xué)員實(shí)訓(xùn)、對外演示的自動(dòng)化裝置。
        隨著市場需求的不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的人工產(chǎn)線已經(jīng)無法滿足大型車身覆蓋件等大型沖壓件生產(chǎn)的需求而具備較高的生產(chǎn)效率、穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)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(diǎn)的自動(dòng)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(dòng)化沖壓生產(chǎn)線的產(chǎn)前模擬，提供了一套真實(shí)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(luò)構(gòu)架，選用S7-1200為主的控制主機(jī)，配套有PROFINET現(xiàn)場I/O總線，PROFINET總線伺服、PROFINET總線變頻驅(qū)動(dòng)、等控制模塊組成的網(wǎng)絡(luò)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(luò)元件、控制元件進(jìn)行集成應(yīng)用，通過相仿的機(jī)械結(jié)構(gòu)與相同的控制系統(tǒng)進(jìn)行組合，呈現(xiàn)與工業(yè)現(xiàn)場使用基本一至的控制應(yīng)用工程，通過機(jī)械與電氣控制組合全方位訓(xùn)練學(xué)生的工程應(yīng)用能力。
?控制系統(tǒng)主要元件
1、S7-1200 PLC控制器；
2、XB008 工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)；
3、KTP-700 HMI觸摸人機(jī)界面；
4、V90總線伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；
5、G120總線變頻調(diào)速系統(tǒng)；
6、ET200-PN總線遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)；
7、ABB IRB 120 工業(yè)機(jī)器人
三、機(jī)械系統(tǒng)組成
該生產(chǎn)系統(tǒng)由3個(gè)工作站點(diǎn)組成，共分為8個(gè)機(jī)械裝置功能模塊和3套電氣控制系統(tǒng)模塊。系統(tǒng)可進(jìn)行單機(jī)構(gòu)控制培訓(xùn)，也可以進(jìn)行組合聯(lián)機(jī)集成培訓(xùn)。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(cè)第一單元，由板料輸送裝置、分料機(jī)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(yùn)輸、分拆、搬運(yùn)、分板運(yùn)輸?shù)葞讉€(gè)工序，通過該工作單元可以讓學(xué)員讓分學(xué)習(xí)S7-1200 PLC編程設(shè)計(jì)及使用方法、伺服總線驅(qū)動(dòng)應(yīng)用方法、變頻調(diào)速應(yīng)用方法。
1、板料輸送裝置
該裝置完成機(jī)械手與人工作業(yè)區(qū)域的連接與定位，在真實(shí)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(tái)，模向移動(dòng)軸將升降臺(tái)移動(dòng)到分料機(jī)械手正下方，交升起板料堆由機(jī)械手向升降臺(tái)進(jìn)行取料。主要由：移動(dòng)滑臺(tái)、升降臺(tái)、伺服電機(jī)、行程限位檢測開關(guān)、滾珠絲桿、直線滑軌、精密減速機(jī)及其它機(jī)構(gòu)組成。
2、分料機(jī)械手
該裝置完成從板料輸送裝置升降臺(tái)上取出單塊材料，交將材料搬運(yùn)輸送到分料輸送線上，在真實(shí)工業(yè)現(xiàn)場成堆的板料由機(jī)械手一一進(jìn)行取出，然后放入至傳輸線運(yùn)輸至沖壓機(jī)床區(qū)域。主要由：橫向移動(dòng)軸、縱向移動(dòng)軸、機(jī)械手爪、伺服電機(jī)、行程限位檢測開關(guān)、滾珠絲桿、直線滑軌、精密減速機(jī)及其它機(jī)構(gòu)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(yùn)輸至沖壓區(qū)的連接裝置，在真實(shí)工業(yè)現(xiàn)場由于沖壓區(qū)與拆分區(qū)相對距離較遠(yuǎn)，采用傳輸線方式進(jìn)行板料型式進(jìn)行傳輸。主要由：傳輸皮帶、板料檢測裝置、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、變頻器及其它機(jī)械組成。
（二）自動(dòng)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(jī)械手、電動(dòng)壓床、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)料等幾個(gè)環(huán)節(jié)。通過該工作單元可以讓學(xué)員讓分學(xué)習(xí)S7-1200 PLC編程設(shè)計(jì)及使用方法、伺服總線驅(qū)動(dòng)應(yīng)用方法、多軸聯(lián)合驅(qū)動(dòng)應(yīng)用方法。
1、沖壓機(jī)械手
該裝置是一個(gè)擺動(dòng)式多軸伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)械手，主要用于對電動(dòng)壓床進(jìn)行上/下料搬運(yùn)工作。它巧妙的利用連桿機(jī)構(gòu)與伺服驅(qū)動(dòng)配合，完成平板工件的提升、平行移動(dòng)等動(dòng)作，很好的利用高度空間與橫向空間。在真實(shí)工業(yè)現(xiàn)場沖壓生產(chǎn)線上得到廣泛應(yīng)用。它由、機(jī)械手本體、伺服電機(jī)、精密減速機(jī)、連桿機(jī)構(gòu)、搬運(yùn)手爪等幾部分組成。
2、電動(dòng)壓床
該裝置是一個(gè)凸輪式電動(dòng)壓床，主要用于對板料進(jìn)行沖壓工作。完成沖壓環(huán)節(jié)中的下壓、保壓、開模等動(dòng)作。要真實(shí)工業(yè)現(xiàn)場壓機(jī)配合精密模具使用，采用沖壓機(jī)械手進(jìn)行自動(dòng)化上下料是目前工業(yè)發(fā)展的通行辦法。它由、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、凸輪機(jī)構(gòu)、壓機(jī)本體等部分組成。
3、轉(zhuǎn)料裝置
該裝置是一個(gè)用于轉(zhuǎn)接從沖壓機(jī)械手上取下的工件專用裝置，當(dāng)沖壓機(jī)械手從沖壓模具中取出沖壓件時(shí)，需對沖壓件進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)或調(diào)頭工作，轉(zhuǎn)料裝置負(fù)責(zé)與沖壓機(jī)械手配合完成對應(yīng)工作。在直實(shí)工業(yè)現(xiàn)場轉(zhuǎn)料裝置除對工件進(jìn)行部件調(diào)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(jìn)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(gè)組成單元，它負(fù)責(zé)將生產(chǎn)加工完成物料使有工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行分類并采用傳輸線進(jìn)行遠(yuǎn)程運(yùn)輸。由工業(yè)機(jī)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(yùn)分類、傳輸運(yùn)送等幾個(gè)環(huán)節(jié)。通過該工作單元可以讓學(xué)員讓分學(xué)習(xí)S7-1200 PLC編程設(shè)計(jì)及使用方法、伺服總線變頻調(diào)速方法、HMI人機(jī)界面編程設(shè)計(jì)方法。
1、工業(yè)機(jī)器人
工作站采用了ABB工業(yè)機(jī)器人作為搬運(yùn)分類裝置，通過工業(yè)機(jī)器人與生產(chǎn)線其它設(shè)備之間組網(wǎng)連接完成與轉(zhuǎn)料裝置、傳輸線形行網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同作業(yè)。裝置選用ABB IRB120-3/0.6手腕負(fù)載3Kg六自由度工業(yè)機(jī)器人，完成工作任務(wù)。
?主要技術(shù)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(shè)10路信號
（6）集成氣源：手腕設(shè)4路空氣（ 5 bar）
（7）重復(fù)定位精度：0.01 mm
（8）機(jī)器人安裝：任意角度
（9）防護(hù)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(jī)器人配合的物品傳輸裝置，主要完成生產(chǎn)完成物品的運(yùn)送工作，工作單元中共設(shè)置了兩條傳輸裝置，分別用于區(qū)分不同的產(chǎn)品運(yùn)輸工作。它采用三相異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，配合傳輸線上的檢測傳感器實(shí)驗(yàn)物料檢測與停止功能。主要由傳輸線、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、檢測開關(guān)等部分組成。
四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1、綜合機(jī)械部件調(diào)試與安裝；
2、S7-1200控制器編程設(shè)計(jì)與運(yùn)行調(diào)試；
3、PROFINET網(wǎng)絡(luò)伺服驅(qū)動(dòng)聯(lián)網(wǎng)控制；
4、PROFINET網(wǎng)絡(luò)變頻驅(qū)動(dòng)聯(lián)網(wǎng)控制；
5、機(jī)械手控制編程設(shè)計(jì)與創(chuàng)新；
6、多軸伺服聯(lián)網(wǎng)控制創(chuàng)新；
7、工業(yè)機(jī)器人編程創(chuàng)新應(yīng)用；
8、HMI人機(jī)界面編程設(shè)計(jì)；
9、工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用組合創(chuàng)新應(yīng)用。