主要設備技術標準

一、技術平臺簡介

以智能制造技術推廣應用實際與發展需求為設計依據，按照“設

備自動化+生產精益化+管理信息化+人工高效化”的構建理念，將數

控加工設備、工業機器人、檢測設備、數據信息采集管控設備等典

型加工制造設備，集成為智能制造單元“硬件”系統，結合數字化

設計技術、智能化控制技術、高效加工技術、工業物聯網技術、RFID

數字信息技術等“軟件”的綜合運用，構成大賽的技術平臺。技術

平臺具備零件數字化設計和工藝規劃、加工過程實時制造數據采集、

加工過程自動化、基于RFID加工狀態可追溯以及加工柔性化等功能。

二、技術平臺結構圖

切削加工智能制造單元技術平臺結構圖如圖1、2所示，包含數

控車床、加工中心、在線檢測單元、六軸多關節機器人、立體倉庫、

中央控制系統、MES系統管理軟件和電子看板等。

圖1切削加工智能制造單元技術平臺主視圖

2

圖2切削加工智能制造單元技術平臺俯視圖

三、技術平臺主要設備配置

切削加工智能制造單元技術平臺主要配置清單如表1所示。

表1切削加工智能制造單元主要配置清單

序號設備名稱數量單位備注

1數控車床1臺參考具體技術參數

2加工中心（三軸）1臺參考具體技術參數

3在線測量裝置（用于加工中心）1套參考具體技術參數

4氣動精密平口鉗（用于加工中心）1個參考具體技術參數

5工業機器人及夾具1臺參考具體技術參數

6工業機器人導軌1套參考具體技術參數

7立體倉庫1套參考具體技術參數

8可視化系統及顯示終端3臺參考具體技術參數

9中央電氣控制系統（含無線路由器）1套參考具體技術參數

10MES軟件系統1套參考具體技術參數

11安全防護系統1套參考具體技術參數

12RFID讀寫器及RFID芯片1套參考具體技術參數

13智能制造仿真軟件1套參考具體技術參數

14CAD/CAM軟件1套參考具體技術參數

15編程和設計工位計算機2臺參考具體技術參數

3

四、技術平臺主要設備技術參數

切削加工智能制造單元技術平臺主要設備的技術參數如下：

（一）數控車床及數控系統

1.數控車床技術參數：

（1）最大回轉直徑：360-420mm；

（2）頂尖距：350-450mm；

（3）主軸轉速：3000-4000rpm；

（4）主軸頭型式：A2-5或A2-6；

（5）液壓三爪卡盤：6吋或8吋（配軟爪）；

（6）主軸通孔直徑：Φ55-Φ63mm；

（7）交流伺服主電機：3.7-5.5Kw；

（8）進給軸快移速度：12-24m/min；

（9）刀架：臥式，8-12工位，液壓或者電動；

（10）刀柄：方20-25mm，圓Φ25-Φ40mm；

（11）尾座錐孔：MT4或MT5；

（12）液壓尾座；

（13）斜床身結構；

（14）正面氣動門；

（15）自動冷卻、集中潤滑、鏈板排屑；

（16）外形尺寸：長寬高≤4350mm（含排屑器）×1800mm×

2000mm。

2.數控車床其他要求：

（1）數控車床有以太網接口；

（2）數控車床的內存容量大于5K，且有數據磁盤；

4

（3）提供自動化接口，能實現數控車床的遠程啟動、程序可上

傳到車床內存，能獲取車床的狀態信息、機床的模式、主軸的位置

信息；

（4）數控車床自動化夾具和自動門的控制與反饋信號可以直接

接入機床自身的I/O模塊，并且由機床自身來控制，其狀態可以通

過網絡反饋給工控機；

（5）數控車床能夠停在原點位置并把原點狀態通過網絡傳輸給

工控機;

（6）機床內置攝像頭，鏡頭前裝有氣動清潔噴嘴。（集成廠家

安裝、調試）。

3.數控系統配置：

國內企業常用數控系統，主軸、進給均為交流伺服電機。

（二）加工中心及數控系統

1.加工中心技術參數：

（1）工作臺尺寸：長寬≥650x400mm；

（2）三軸行程：XYZ≥600x400x450mm；

（3）T型槽：18mmx3；

（4）工作臺最大負載：不小于≥500kg；

（5）主軸轉速：8000-10000rpm；

（6）刀柄型式：BT40；

（7）交流伺服主電機：5.5-7.5Kw；

（8）進給軸快移速度：12-48m/min；

（9）刀庫：凸輪機械手（刀臂式），24工位；

（10）最大刀具重量：8kg；

5

（11）最大刀具尺寸：Φ80×250mm；

（12）氣源流量：250L/min；

（13）氣源壓力：0.5-0.7MPa；

（14）正面氣動門；

（15）留有安裝在線測頭的接口；

（16）留有氣動平口鉗的氣功和控制接口；

（17）自動冷卻、集中潤滑、螺桿（或鏈板）排屑；

（18）外形尺寸：長寬高≤3300mm（含排屑器）×2400mm×

2700mm。

2.加工中心其他要求：

（1）加工中心有以太網接口；

（2）加工中心的內存容量大于5K，且有數據磁盤；

（3）提供自動化接口，能實現加工中心的遠程啟動、程序可上

傳到機床內存，能獲取機床的狀態信息、機床的模式、主軸的位置

信息；

（4）加工中心自動化夾具和自動門的控制與反饋信號可以直接

接入機床自身的I/O模塊，并且由機床自身來控制，其狀態可以通

過網絡反饋給工控機；

（5）加工中心能夠停在原點位置并把原點狀態通過網絡傳輸給

工控機;

（6）機床內置攝像頭，鏡頭前裝有氣動清潔噴嘴（集成廠家安

裝、調試）。

3.數控系統配置：

國內企業常用數控系統，主軸、進給均為交流伺服電機。

6

（三）在線測量裝置

1.集成在加工中心上，然后直接通過以太網獲取檢測數據。

2.基本技術參數如下：

（1）測針觸發方向：±X,±Y,+Z；

（2）測針各向觸發保護行程：XY±15°,Z+5mm；

（3）測針各向觸發力（出廠設置）：XY=1.0N,Z=8.0N；

（4）測針任意單向觸發重復（2σ）精度：≤1μm；

（5）無線電信號傳輸范圍：≤10M；

（6）新電池(單班5%使用率)的工作天數：150天；

（7）防護等級：IP67。

（四）氣動精密平口鉗

1.規格：5吋或6吋。

2.工作原理：氣液增壓。

3.氣源壓力：0.7MPa。

4.最大夾緊力：5000KgF（可調）。

5.鉗口型式：V型,夾持直徑范圍Φ55-Φ70mm。

（五）工業機器人及夾具

1.機器人負載10-20kg以上、臂展不小于1700mm。

2.機器人支持以太網接口。

3.機器人控制系統具有不小于16個I/O點。

4.手爪采用氣動手指。

5.手爪上兩套夾爪呈90°。

7

6.手爪安裝擴散反射型光電開關，可檢測機器人手爪有無抓取

工件狀態（有工件/無工件）。

（六）工業機器人導軌

1.結構配備以下組成部分：

（1）伺服動力源：工業機器人自帶第七軸電機和高精密行星減

速機提供驅動，由工業機器人控制系統聯動控制；

（2）齒輪-齒條：高強度傳動，為工業機器人的滑動提供更精

密的定位；

（3）直線導軌組：重載型導軌副，可使行走精度得到更有效的

控制；

（4）坦克鏈：將工業機器人動力線、編碼器線、信號線等集中

保護；

（5）防護罩：工業機器人安裝滑板等，維保人員可直接踩踏。

2.導軌總長度：≤5m。

3.最快行走速度：大于1.5m/m。

4.機器人滑板承重：大于500kg。

5.重復定位精度：高于±0.2mm。

6.導軌有效行程約：3800mm。

（七）立體倉庫

1.帶有安全防護外罩及安全門，安全門設置工業標準的安全電

磁鎖。

2.立體倉庫的操作面板配備急停開關、解鎖許可（綠色燈）、門

8

鎖解除（綠色按鈕）、運行（綠色按鈕燈）。

3.立體倉庫工位設置30個，每層6個倉位，共5層，每個倉位

配置RFID芯片，其中RFID讀寫頭安裝在工業機器人上。

4.立體倉庫每個倉位需要設置傳感器和狀態指示燈，傳感器用

于檢測該位置是否有工件，狀態指示燈分別用不同的顏色指示毛坯、

車床加工完成、加工中心加工完成、合格、不合格五種狀態；485數

據通訊。

5.尺寸：長x寬x高約為：1110mmx340mmx1800mm。

（八）可視化系統及顯示終端

1.功能要求：實時呈現加工中心、數控車床的運行狀態，工件

加工情況（加工前、加工中、加工后）、加工效果（合格、不合格），

加工日志，數據統計等。

2.顯示終端參數要求：

（1）總終端顯示采用1臺55英寸；

（2）庫位終端、加工過程顯示終端采用2臺40英寸顯示器。

顯示終端為國產知名品牌。

（九）中央電氣控制系統

1.中央控制系統包含PLC電氣控制及I/O通訊系統，主要負責

周邊設備及機器人控制，實現智能制造單元的流程和邏輯總控。

2.元件配置要求：

（1）主控PLC采用西門子S7-1200系列，并配有ModbusTC/IP

通信模塊;

9

（2）配有16口工業交換機；

（3）外部配線接口必須采用航空插頭，方便設備拆裝移動；

（4）包含無線路由器。

（十）MES軟件系統

MES軟件系統具有如下功能：

1.加工任務創建、加工任務管理。

2.立體倉庫管理和監控。

3.機床啟停、初始化和管理。

4.加工程序管理和上傳。

5.在線檢測實時顯示和刀具補償修正。

6.智能看板功能：實時監控設備、立體倉庫信息以及機床刀具

監控等。

7.工單下達、排程、生產數據管理、報表管理等。

（十一）安全防護系統

1.設置安全圍欄及帶工業標準安全插銷的安全門，用來防止出

現工業機器人在自動運動過程中由于人員意外闖入而造成的安全事

故。

2.自動線外圍防護設計參賽選手出入的安全門，配備安全開關，

安全門打開時，除CNC外的所有設備處于下電狀態。

3.尺寸：1.2m高度，黃色。

（十二）RFID讀寫器及RFID芯片

RFID讀寫器及RFID芯片滿足如下要求：

10

1.適應于惡劣環境使用。

2.使用壽命長，數據性能穩定。

3.對離散型制造業而言，要求RFIDTAG具備高安全性。

4.高壽命和高可靠性，壽命長達10年以上。

5.RFID芯片放置在倉位上，共30個。

（十三）智能制造仿真軟件

1.包含主流品牌的工業機器人模型庫及多種智能工廠仿真模型，

支持主流三維數據格式導入，可根據需求進行模型的運動行為管理。

2.具備創建包含重力、彈性碰撞等物理規律的智能制造虛擬仿

真環境。

3.可以搭建包含工業機器人、AGV、數控機床、滑軌與變位機、

傳送帶等智能生產線虛擬仿真布局方案。

4.運用PLC編程軟件或PLC設備控制虛擬仿真布局，實現PLC

程序功能和設計功能的仿真驗證。

5.具備碰撞檢測、坐標鎖定、限位停止等功能便于優化智能產

線虛擬仿真布局。

（十四）CAD/CAM軟件

CAD/CAM軟件具有常用三維CAD建模和CAM功能。

（十五）編程和設計工位計算機

1.計算機配置如下：

（1）21.5寸顯示器；

（2）處理器：Inteli7同等以上處理器；

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12

第三屆廣東省技工院校技能大賽

智能制造競賽

技術文件

大賽組委會

二零一八年十月

1

主要設備技術標準

一、技術平臺簡介

以智能制造技術推廣應用實際與發展需求為設計依據，按照“設

備自動化+生產精益化+管理信息化+人工高效化”的構建理念，將數

控加工設備、工業機器人、檢測設備、數據信息采集管控設備等典

型加工制造設備，集成為智能制造單元“硬件”系統，結合數字化

設計技術、智能化控制技術、高效加工技術、工業物聯網技術、RFID

數字信息技術等“軟件”的綜合運用，構成大賽的技術平臺。技術

平臺具備零件數字化設計和工藝規劃、加工過程實時制造數據采集、

加工過程自動化、基于RFID加工狀態可追溯以及加工柔性化等功能。

二、技術平臺結構圖

切削加工智能制造單元技術平臺結構圖如圖1、2所示，包含數

控車床、加工中心、在線檢測單元、六軸多關節機器人、立體倉庫、

中央控制系統、MES系統管理軟件和電子看板等。

圖1切削加工智能制造單元技術平臺主視圖

2

圖2切削加工智能制造單元技術平臺俯視圖

三、技術平臺主要設備配置

切削加工智能制造單元技術平臺主要配置清單如表1所示。

表1切削加工智能制造單元主要配置清單

序號設備名稱數量單位備注

1數控車床1臺參考具體技術參數

2加工中心（三