工业4.0教学实训系统20150410

工业4.0教学实训系统

技

术

方

案

武汉华中数控股份有限公司

2015年04月10日

目录

一、项目背景 (3)

二、项目建设内容 (4)

三、系统效果图 (4)

四、系统构成 (5)

五、系统工作流程 (6)

六、主要设备介绍 (7)

1.华数机器人HSR-JR608六自由度工业机器人系统 (7)

2.机器视觉检测系统 (8)

3.生产管理系统 (9)

4.RFID数据传输系统 (10)

5.四工位原料件供料仓 (11)

6.环形流水线 (11)

7.工件组装单元 (12)

8.立体仓库 (12)

9.电气控制柜 (13)

10.网络交换机 (13)

七、教学内容设置建议 (13)

八、设备主要配置 (14)

1.基本配置 (14)

2.耗材及配套工具 (15)

九、技术培训 (16)

十、售后服务 (16)

一、项目背景

当前，世界各国都在积极发展新科技生产力，在未来10年，全球工业机器人行业将进入一个前所未有的高速发展期，其中，中国机器人市场规模最大、增速最快。随着工业智能化升级制造发展的趋势，对工业机器人需求量的持续增加，与其对应的相关专业人才缺口也逐渐凸显，特别是迈向工业4.0方向的工业机器人技术人才需求最为明显。

中国政府最近提出制造业2025的战略，保持制造业大国地位一个重要的指标就是提高工业机器人的份额，这是引领中国制造业从量变到质变的举措，对整个机器人产业布局都有巨大的影响。

企业采用机器人生产的话，机械臂是通用的，但是人才却不是互通的，汽车行业和家电行业的机器人工程师，对系统集成、软件使用和流程的掌握都是不一样的。最后最难的是，机器人市场的爆发，不是简单改造一条生产线或一个工作站就能解决的，而是整个系统的整合，是怎么样用最少的资产、最少的能耗，最低的成本来给客户提供最好乃至个性化、多元化的产品，所以中国制造业转型升级对人才的需求是至关重要且非常迫切的。

本平台旨在结合工业4.0或者中国制造2025的提法，基于当前工业制造体系的升级，立足当前，着力长远，提供工业4.0学习平台、机器人自动化应用的理论和实验教学平台，旨在为贵校培养机器人自动化方面的综合技术型人才提供硬件支撑，进一步提高贵校的教学水平和知名度。

二、项目建设内容

本实训系统采用了当前工业信息化新技术，模拟当前国内外新兴的工业4.0计划，配置了模拟SAP系统部分功能的生产管理系统；配置了采用NCUC总线通讯的总控系统；配置了HSR-JR608型工业机器人；整机系统具有生产任务的下发、料仓库存自动查询、原料件的自动供给及识别、原料件的到位检测及自动推入相应待装区料槽、工件的编号和种类等生产过程信息的读写及实时备份、工件的机器人自动抓取、机器人的精确定位、工件装配组合、成品及废品的自动检测及利用机器人自动存入相应的成品库或者废品库等功能。学校利用此平台可以组建一个完善的机器人实训室，开展各种机器人实训项目。

项目建设包含工业4.0实训系统的设计、安装、调试和售后服务，并提供相关平台的技术资料、教学资料及操作和维修人员的培训、项目验收前的协助等。

三、系统效果图

本系统为华数制造工业4.0实训系统平台，型号为HSR-DS25，技术平台3D效果图如下：

设备效果（仅供参考）

四、 系统构成

本实训系统由华数机器人HSR-JR608六自由度工业机器人系统、视觉检测系统、可编程控制器（PLC ）系统、RFID 数据传输系统、四工位供料单元、环形输送单元、工件组装单元、立体仓库单元(含不良品仓位)、各类工件、电气控制柜、型材实训桌、型材电脑桌等构成。 电控生产管理系

安全护栏

8kg 六轴机器

环形流水线

机器视觉

RFID 读写立体仓库(含不良品仓位) 原料供应系

混线装配

视觉显示器

五、 系统工作流程

系统流程图

本实训系统工作流程如上图，在总控界面输入生产需求后，系统会自动检查料仓库存情况，并按照生产需求，根据上述流程自动传输、识别、装配、入库等，从而打造缩小版具有工业4.0特征的柔性化、智能化、网络化生产线。 NO NO YES

YES

NO YES

NO YES

放入成品仓库并记录产量等信完成装配并接入下一次生产

取件机构推件进料槽B

机器人进行工件装配作业 RFID 读取装配件2信息

控制系统报警

成品合格否检测及信息记

放入废品仓库

补料

RFID 读取装配件1信息

启动系统并查询料仓库存有料

供料系统按指令推出待装配件2

取件机构推件进料槽

控制系统报警

供料系统按指令推出待装配件1

总控系统上输入生产需求

六、主要设备介绍

1.华数机器人HSR-JR608六自由度工业机器人系统

由机器人本体、机器人控制器、示教单元、输入输出信号转换器和抓取机构组成，装备夹具、传感器等，可对工件进行抓取、搬运、装配等操作。

机器人本体由六自由度关节组成，活动范围半径为1360mm，负载8kg，机器人本体具体参数如下表：

形式单位规格值

机种6轴标准规格

动作自由度 6

安装姿势地板、垂吊

构造垂直多关节型

驱动方式

AC伺服马达(J1～J6轴附刹车)

位置检出方式绝对型编码器

动作范围(J1)

度

（-170～+170）(J2) （-105～+145）(J3) （-163～+110）(J4) （-179～+179）(J5) （-145～+145）(J6) （-360～+360）

额定速度(J1)

度/秒

130 (J2) 95 (J3) 145 (J4) 220 (J5) 160 (J6) 305

最大合成速度mm/sec 3000

可搬重量额定kg 8

位置往返精度mm ±0.04 周围温度℃0～45

本体重量kg 180

(J6) kg•m20.047 手臂到达半径

(前方J5轴中心点)

mm 1360