工業(yè)機(jī)器人機(jī)電自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

一、設(shè)備描述
5站模型塊式柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是為提升學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)踐能力而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一套實(shí)用性實(shí)驗(yàn)設(shè)備。給學(xué)生提供了既能適用專業(yè)需要又符合實(shí)際工業(yè)現(xiàn)象的教學(xué)環(huán)境，使學(xué)生將所學(xué)的諸多單科專業(yè)知識(shí)得到全面認(rèn)識(shí)、綜合實(shí)訓(xùn)和相互提升。每個(gè)單元設(shè)定有一套plc控制，可"單機(jī)/聯(lián)機(jī)"運(yùn)行，設(shè)定有良好的柔性。將幾個(gè)單元模型塊分開培訓(xùn)可以容納較多的學(xué)生同時(shí)學(xué)習(xí)掌控把握，在基礎(chǔ)單元模型塊培訓(xùn)完成以后，又可以將相鄰的兩站、三站⋯直至多站連接在一起，學(xué)習(xí)掌控把握復(fù)雜系統(tǒng)的控制、編程、裝配和調(diào)節(jié)測(cè)試技術(shù)。

二、功能要求
系統(tǒng)含有了FANUC機(jī)器人、機(jī)電一體化專業(yè)中的氣動(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制、PLC、變頻器、觸摸屏、傳感器等多種控制功能。
三、功能功能數(shù)值
1、寫入電源：AC220V±10％(一相三線)
2、整機(jī)功率（W）：＜1.5kVA
3、外觀尺寸：3750×750×1380mm
4、氣源壓力：0.4MPa
四、系統(tǒng)包括
系統(tǒng)分成5個(gè)單單獨(dú)模型塊，分別是：
第一站:上料檢驗(yàn)測(cè)試單元；
職能：完成將工件從上料臺(tái)依次送到檢驗(yàn)測(cè)試工位。
第二站：FANUC機(jī)械手搬運(yùn)站；
職能：完成對(duì)工件的搬運(yùn)。
第三站：分揀單元（氣動(dòng)元件、檢驗(yàn)測(cè)試元件、PLC初級(jí)綜合運(yùn)用)
職能：完成物料加工屬性的檢驗(yàn)測(cè)試，例如深度、高度、孔徑等屬性。
第四站：機(jī)械手搬運(yùn)行移站；
職能：按照上一單元的屬性檢驗(yàn)測(cè)試，工件可以被直接傳輸?shù)较乱粋€(gè)作業(yè)單元。
第五站：傳送帶站；
職能：完成對(duì)工件的輸送及分揀。
五、各單元技術(shù)功能數(shù)值
（一）上料檢驗(yàn)測(cè)試單元
上料檢驗(yàn)測(cè)試單元的主要功能是為系統(tǒng)提供加工工件。在管狀料倉(cāng)中最多可放置8個(gè)工件。供料過程中，推料氣缸從料倉(cāng)中逐一推出工件，真空吸盤將工件吸起，在擺臂氣缸的驅(qū)動(dòng)完成將工件從上料臺(tái)依次送到檢驗(yàn)測(cè)試工位。
配備

序號(hào)	名稱	規(guī)格	備注
1	實(shí)驗(yàn)桌
2	上料機(jī)構(gòu)	上料基座，料筒
3	氣缸	擺動(dòng)氣缸，筆形氣缸，真空吸盤	SMC或亞德客
4	電磁閥	4V110-06-DC24V	SMC或亞德客
5	調(diào)節(jié)速度閥		SMC或亞德客
6	氣源過濾器
7	光電傳感器	多種規(guī)格
8	磁傳感器	CS1-M-S10 CS1-G
9	PLC主機(jī)	FX3U-48MR
10	通訊模型塊	FX3U-485-BD

（二）FANUC機(jī)械手搬運(yùn)站
由發(fā)那科Mate 200iD 4S、柔性流水線模型塊、PLC控制器、觸摸屏、氣爪等構(gòu)成，主要完成對(duì)工件的搬運(yùn)。
1、主要技術(shù)功能數(shù)值參考規(guī)格：

名稱	型號(hào)規(guī)格	數(shù)量
作業(yè)臺(tái)	860mm ×470mm	1
供電電源/作業(yè)電壓（V）	AC220V 50Hz/DC24V 2A	1
作業(yè)氣壓	0.5MPa	共用
PLC模型塊	PLC選用FX3U-60MR	1
6自由度工業(yè)機(jī)器人	發(fā)那科Mate 200iD 4S	1
觸摸屏	三菱GOT2000系列，7英寸構(gòu)成；	1
柔性流水線模型塊	①含有三菱FR-D720S-0.4KW變頻器1臺(tái)、三相減慢速度電機(jī)1臺(tái)、到位傳感器、傳送帶1套，完成物料傳送類等功能； ②每一站全部有單單獨(dú)的控制系統(tǒng)。	1
氣夾	缸徑：16mm	2
檢驗(yàn)測(cè)試傳感器	磁感式	4

2、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)功能數(shù)值 （發(fā)那科Mate 200iD 4S）
軸數(shù)量：6軸
功能：搬運(yùn)
裝配類型：桌面式
其他特性：緊湊型
最大荷載量：4 kg (8.818 lb)
作用界限：550 mm (21.65 in)
重復(fù)精確度：0.02 mm (0.0008 in)
（三）分揀單元
分揀單元的完成物料加工屬性的檢驗(yàn)測(cè)試，例如深度、高度、孔徑等屬性。將上單元記錄的工件屬性及加工檢驗(yàn)測(cè)試成果分別傳送給分揀單元及機(jī)械手單元。
配備：

序號(hào)	名稱	規(guī)格	備注
1	實(shí)驗(yàn)桌
2	直線DC減慢速度電機(jī)
3	4工位料盤
4	氣缸	單桿氣缸，雙桿氣缸	SMC或亞德客
5	電磁閥	4V110-06-DC24V	SMC或亞德客
6	調(diào)節(jié)速度閥		SMC或亞德客
7	氣源過濾器
8	光電傳感器	多種規(guī)格
9	磁傳感器	CS1-M-S10 CS1-G
10	PLC主機(jī)	FX3U-48MR
11	通訊模型塊	FX3U-485-BD

（四）機(jī)械手搬運(yùn)行移站
機(jī)械手搬運(yùn)行移站的主要功能是將加工合格的工件傳送到分揀單元，而將加工不合格的工件放置到本單元的廢料槽中。整個(gè)搬運(yùn)裝置由旋轉(zhuǎn)氣缸、標(biāo)準(zhǔn)氣缸、伸縮氣缸及氣爪等多種氣動(dòng)執(zhí)行元件構(gòu)成。
配備：

序號(hào)	名稱	規(guī)格	備注
1	實(shí)驗(yàn)桌
2	旋轉(zhuǎn)氣缸		SMC或亞德客
3	氣缸	單桿氣缸，雙桿氣缸，	SMC或亞德客
4	氣動(dòng)手指
5	電磁閥	4V110-06-DC24V	SMC或亞德客
6	調(diào)節(jié)速度閥		SMC或亞德客
7	氣源過濾器
8	光電傳感器	多種規(guī)格
9	磁傳感器	CS1-M-S10 CS1-G
10	PLC主機(jī)	FX3U-48MR
11	通訊模型塊	FX3U-485-BD

（五）傳送帶站
分揀單元的主要功能是按照加工單元傳送的加工合格的成品屬性經(jīng)過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，將它們分別輸送至對(duì)應(yīng)的滑道中。
配備：

序號(hào)	名稱	規(guī)格	備注
1	實(shí)驗(yàn)桌
2	三相異步電機(jī)
3	皮帶傳送機(jī)構(gòu)
4	變頻器	D720 0.4KW
5	觸摸屏	7寸 MCGS
6	氣缸	單桿氣缸	SMC或亞德客
7	電磁閥	4V110-06-DC24V	SMC或亞德客
8	調(diào)節(jié)速度閥		SMC或亞德客
9	氣源過濾器
10	光電傳感器	多種規(guī)格
11	磁傳感器	CS1-M-S10 CS1-G
12	PLC主機(jī)	FX3U-48MR
13	通訊模型塊	FX3U-485-BD

七、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（必達(dá)項(xiàng)須配備裝備實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目圖紙）
（一）氣動(dòng)系統(tǒng)的裝配與調(diào)節(jié)測(cè)試項(xiàng)目：
選用該裝置配備的單出桿氣缸、單出雙桿氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸等氣動(dòng)執(zhí)行元件和單控電磁換向閥、雙控電磁換向閥和磁性開關(guān)等氣動(dòng)控制元件，可完成下列氣動(dòng)技術(shù)的作業(yè)任務(wù)：
1、氣動(dòng)方向控制線路的裝配；
2、氣動(dòng)速度控制線路的裝配；
3、擺動(dòng)控制線路的裝配；
4、氣動(dòng)順序控制線路的裝配；
5、氣動(dòng)機(jī)械手裝置的裝配；
6、氣動(dòng)系統(tǒng)裝配與調(diào)節(jié)測(cè)試；
（二）電氣控制電子回路的裝配和PLC程序語言編寫項(xiàng)目：
選用該裝置配備的PLC模型塊、變頻器模型塊和指令開關(guān)、傳感器等，可完成下列PLC應(yīng)用技術(shù)作業(yè)任務(wù)：
1、電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電子回路的連接與控制程序語言編寫；
2、電機(jī)調(diào)節(jié)速度控制電子回路的連接與控制程序語言編寫；
3、氣動(dòng)方向控制程序語言編寫；
4、氣動(dòng)順序動(dòng)作控制程序語言編寫；
5、氣動(dòng)機(jī)械手控制程序語言編寫；
6、皮帶輸送機(jī)控制程序語言編寫；
7、機(jī)電一體化設(shè)備控制程序語言編寫；
8、自動(dòng)生產(chǎn)線控制程序語言編寫。
（三）機(jī)電設(shè)備裝配與調(diào)節(jié)測(cè)試項(xiàng)目
選用該裝置配備的機(jī)電一體化設(shè)備部位件、PLC模型塊、變頻器模型塊和指令開關(guān)、傳感器等，可完成下列機(jī)電設(shè)備裝配和機(jī)電一體化技術(shù)的作業(yè)任務(wù)：
1、傳動(dòng)裝置同軸度的調(diào)節(jié)；
2、皮帶輸送機(jī)的裝配與調(diào)節(jié)；
3、搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)備裝配與調(diào)節(jié)測(cè)試；
4、物件分揀設(shè)備的裝配與調(diào)節(jié)測(cè)試；
5、送料設(shè)備的裝配與調(diào)節(jié)測(cè)試；
6、自動(dòng)生產(chǎn)線設(shè)備裝配與調(diào)節(jié)測(cè)試。
（四）自動(dòng)控制系統(tǒng)裝配與調(diào)節(jié)測(cè)試項(xiàng)目
選用該裝置配備的機(jī)電一體化設(shè)備部位件、PLC模型塊、變頻器模型塊和指令開關(guān)、傳感器等，可完成下列機(jī)電設(shè)備裝配和機(jī)電一體化技術(shù)的作業(yè)任務(wù)：
1、多種傳感器的裝配與調(diào)節(jié)測(cè)試；
2、機(jī)械手的自動(dòng)控制；
3、皮帶輸送機(jī)的自動(dòng)控制；
4、機(jī)電一體化設(shè)備的自動(dòng)控制；
5、PLC控制系統(tǒng)的裝配與調(diào)節(jié)測(cè)試；
6、自動(dòng)生產(chǎn)線的裝配與調(diào)節(jié)測(cè)試。
（五）PLC工業(yè)通訊互聯(lián)網(wǎng)的裝配及調(diào)節(jié)測(cè)試
系統(tǒng)選用三菱PLC主控制器，協(xié)作FX3U-485BD互聯(lián)網(wǎng)模型塊，基于本互聯(lián)網(wǎng)通信功能，可完成下列工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線通信技術(shù)實(shí)訓(xùn)任務(wù)：
1、N:N互聯(lián)網(wǎng)的硬件連接、調(diào)節(jié)測(cè)試
2、N:N互聯(lián)網(wǎng)功能數(shù)值設(shè)定、調(diào)節(jié)測(cè)試
3、基于多臺(tái)PLC的復(fù)雜互聯(lián)網(wǎng)數(shù)值讀寫程序語言編寫與調(diào)節(jié)測(cè)試

• 工業(yè)機(jī)器人的調(diào)節(jié)測(cè)試與應(yīng)用

1、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用；
2、PLC 的電氣設(shè)計(jì)和應(yīng)用；
3、傳感器的技術(shù)和應(yīng)用；
4、氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用；
5、觸摸屏基礎(chǔ)控制與設(shè)定；
6、工業(yè)機(jī)器人本體與控制器的裝配接線，工業(yè)機(jī)器人初始化與功能數(shù)值恢復(fù)；
7、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用夾具選用與設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人碼垛應(yīng)用編程與調(diào)節(jié)測(cè)試；
8、工業(yè)機(jī)器人外圍單元的電氣連接與調(diào)節(jié)測(cè)試技術(shù)；
9、整機(jī)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)值交換電氣連接與調(diào)節(jié)測(cè)試。
（七）流水線綜合實(shí)驗(yàn)
模型塊式柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)5個(gè)作業(yè)站各自全部有一套PLC主機(jī)，可分成8個(gè)完全單單獨(dú)的作業(yè)站實(shí)行實(shí)驗(yàn)，在對(duì)各單元生產(chǎn)工序技藝和電氣控制系統(tǒng)的包括熟悉后，經(jīng)過PLC編程可完成：
1、傳感器的應(yīng)用；
2、氣動(dòng)元件的應(yīng)用；
3、掌控把握PLC控制技術(shù)應(yīng)用；
4、工件上料程序控制；
5、工件搬運(yùn)程序控制；
6、工件檢驗(yàn)測(cè)試程序控制；
7、工件搬運(yùn)裝配程序控制；
8、工件分類程序控制；
9、多作業(yè)工位程序、作業(yè)單元聯(lián)網(wǎng)程序控制；
10、機(jī)械手搬運(yùn)控制、成廢品分揀控制；
11、成廢品分揀控制；
12、變頻調(diào)節(jié)速度、傳輸帶控制。