工業(yè)機器人機電自動化實驗平臺

一、設(shè)備描述
5站模型塊式柔性自動化生產(chǎn)線實驗系統(tǒng)是為提升學生動手能力和實踐能力而設(shè)計生產(chǎn)的一套實用性實驗設(shè)備。給學生提供了既能適用專業(yè)需要又符合實際工業(yè)現(xiàn)象的教學環(huán)境，使學生將所學的諸多單科專業(yè)知識得到全面認識、綜合實訓和相互提升。每個單元設(shè)定有一套plc控制，可"單機/聯(lián)機"運行，設(shè)定有良好的柔性。將幾個單元模型塊分開培訓可以容納較多的學生同時學習掌控把握，在基礎(chǔ)單元模型塊培訓完成以后，又可以將相鄰的兩站、三站⋯直至多站連接在一起，學習掌控把握復雜系統(tǒng)的控制、編程、裝配和調(diào)節(jié)測試技術(shù)。

二、功能要求
系統(tǒng)含有了FANUC機器人、機電一體化專業(yè)中的氣動、電機驅(qū)動與控制、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個單單獨模型塊，分別是：
第一站:上料檢驗測試單元；
職能：完成將工件從上料臺依次送到檢驗測試工位。
第二站：FANUC機械手搬運站；
職能：完成對工件的搬運。
第三站：分揀單元（氣動元件、檢驗測試元件、PLC初級綜合運用)
職能：完成物料加工屬性的檢驗測試，例如深度、高度、孔徑等屬性。
第四站：機械手搬運行移站；
職能：按照上一單元的屬性檢驗測試，工件可以被直接傳輸?shù)较乱粋€作業(yè)單元。
第五站：傳送帶站；
職能：完成對工件的輸送及分揀。
五、各單元技術(shù)功能數(shù)值
（一）上料檢驗測試單元
上料檢驗測試單元的主要功能是為系統(tǒng)提供加工工件。在管狀料倉中最多可放置8個工件。供料過程中，推料氣缸從料倉中逐一推出工件，真空吸盤將工件吸起，在擺臂氣缸的驅(qū)動完成將工件從上料臺依次送到檢驗測試工位。
配備

序號	名稱	規(guī)格	備注
1	實驗桌
2	上料機構(gòu)	上料基座，料筒
3	氣缸	擺動氣缸，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	FX3U-48MR
10	通訊模型塊	FX3U-485-BD

（二）FANUC機械手搬運站
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，主要完成對工件的搬運。
1、主要技術(shù)功能數(shù)值參考規(guī)格：

名稱	型號規(guī)格	數(shù)量
作業(yè)臺	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、三相減慢速度電機1臺、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的控制系統(tǒng)。	1
氣夾	缸徑：16mm	2
檢驗測試傳感器	磁感式	4

2、工業(yè)機器人技術(shù)功能數(shù)值 （發(fā)那科Mate 200iD 4S）
軸數(shù)量：6軸
功能：搬運
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測試，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測試成果分別傳送給分揀單元及機械手單元。
配備：

序號	名稱	規(guī)格	備注
1	實驗桌
2	直線DC減慢速度電機
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	FX3U-48MR
11	通訊模型塊	FX3U-485-BD

（四）機械手搬運行移站
機械手搬運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。整個搬運裝置由旋轉(zhuǎn)氣缸、標準氣缸、伸縮氣缸及氣爪等多種氣動執(zhí)行元件構(gòu)成。
配備：

序號	名稱	規(guī)格	備注
1	實驗桌
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	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)過導向機構(gòu)，將它們分別輸送至對應(yīng)的滑道中。
配備：

序號	名稱	規(guī)格	備注
1	實驗桌
2	三相異步電機
3	皮帶傳送機構(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	FX3U-48MR
13	通訊模型塊	FX3U-485-BD

七、實驗內(nèi)容：（必達項須配備裝備實驗項目圖紙）
（一）氣動系統(tǒng)的裝配與調(diào)節(jié)測試項目：
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)等氣動控制元件，可完成下列氣動技術(shù)的作業(yè)任務(wù)：
1、氣動方向控制線路的裝配；
2、氣動速度控制線路的裝配；
3、擺動控制線路的裝配；
4、氣動順序控制線路的裝配；
5、氣動機械手裝置的裝配；
6、氣動系統(tǒng)裝配與調(diào)節(jié)測試；
（二）電氣控制電子回路的裝配和PLC程序語言編寫項目：
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、氣動方向控制程序語言編寫；
4、氣動順序動作控制程序語言編寫；
5、氣動機械手控制程序語言編寫；
6、皮帶輸送機控制程序語言編寫；
7、機電一體化設(shè)備控制程序語言編寫；
8、自動生產(chǎn)線控制程序語言編寫。
（三）機電設(shè)備裝配與調(diào)節(jié)測試項目
選用該裝置配備的機電一體化設(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，可完成下列機電設(shè)備裝配和機電一體化技術(shù)的作業(yè)任務(wù)：
1、傳動裝置同軸度的調(diào)節(jié)；
2、皮帶輸送機的裝配與調(diào)節(jié)；
3、搬運機械手設(shè)備裝配與調(diào)節(jié)測試；
4、物件分揀設(shè)備的裝配與調(diào)節(jié)測試；
5、送料設(shè)備的裝配與調(diào)節(jié)測試；
6、自動生產(chǎn)線設(shè)備裝配與調(diào)節(jié)測試。
（四）自動控制系統(tǒng)裝配與調(diào)節(jié)測試項目
選用該裝置配備的機電一體化設(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，可完成下列機電設(shè)備裝配和機電一體化技術(shù)的作業(yè)任務(wù)：
1、多種傳感器的裝配與調(diào)節(jié)測試；
2、機械手的自動控制；
3、皮帶輸送機的自動控制；
4、機電一體化設(shè)備的自動控制；
5、PLC控制系統(tǒng)的裝配與調(diào)節(jié)測試；
6、自動生產(chǎn)線的裝配與調(diào)節(jié)測試。
（五）PLC工業(yè)通訊互聯(lián)網(wǎng)的裝配及調(diào)節(jié)測試
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)場總線通信技術(shù)實訓任務(wù)：
1、N:N互聯(lián)網(wǎng)的硬件連接、調(diào)節(jié)測試
2、N:N互聯(lián)網(wǎng)功能數(shù)值設(shè)定、調(diào)節(jié)測試
3、基于多臺PLC的復雜互聯(lián)網(wǎng)數(shù)值讀寫程序語言編寫與調(diào)節(jié)測試

• 工業(yè)機器人的調(diào)節(jié)測試與應(yīng)用

1、工業(yè)機器人的應(yīng)用；
2、PLC 的電氣設(shè)計和應(yīng)用；
3、傳感器的技術(shù)和應(yīng)用；
4、氣動技術(shù)應(yīng)用；
5、觸摸屏基礎(chǔ)控制與設(shè)定；
6、工業(yè)機器人本體與控制器的裝配接線，工業(yè)機器人初始化與功能數(shù)值恢復；
7、工業(yè)機器人應(yīng)用夾具選用與設(shè)計工業(yè)機器人碼垛應(yīng)用編程與調(diào)節(jié)測試；
8、工業(yè)機器人外圍單元的電氣連接與調(diào)節(jié)測試技術(shù)；
9、整機系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)值交換電氣連接與調(diào)節(jié)測試。
（七）流水線綜合實驗
模型塊式柔性自動化生產(chǎn)線實驗系統(tǒng)5個作業(yè)站各自全部有一套PLC主機，可分成8個完全單單獨的作業(yè)站實行實驗，在對各單元生產(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、工件搬運程序控制；
6、工件檢驗測試程序控制；
7、工件搬運裝配程序控制；
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、機械手搬運控制、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。