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一、概述

機(jī)器人光機(jī)電一體化分揀實訓(xùn)裝置是為了盡快的適應(yīng)各個領(lǐng)域的發(fā)展，能在最少的課時內(nèi)高質(zhì)量的完成內(nèi)容多、理論結(jié)合實際結(jié)合性強(qiáng)、技術(shù)涉及面廣的機(jī)電一體化教學(xué)課程。符合各院校的教學(xué)實驗需求。培養(yǎng)出大量的能熟練掌握及開發(fā)運(yùn)用機(jī)器人、PLC、變頻器、觸摸屏、傳感器檢測、氣動執(zhí)行控制、機(jī)械設(shè)計裝配調(diào)試等技術(shù)的技術(shù)工人、技術(shù)員、工程師、輸送到各條戰(zhàn)線。

高速分揀實訓(xùn)系統(tǒng)它實現(xiàn)了生產(chǎn)線的傳感檢測、傳輸處理、智能控制、與執(zhí)行驅(qū)動。它涉及到機(jī)器人技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、傳感測試技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等機(jī)電一體化專業(yè)的基礎(chǔ)專業(yè)知識和基本機(jī)電技能要求。

本系統(tǒng)在鋁合金導(dǎo)軌式實訓(xùn)臺上安裝有送料、機(jī)器人搬運(yùn)、材料分揀的三個基本工作機(jī)構(gòu)單元，構(gòu)成一個典型的自動生產(chǎn)線的機(jī)械平臺。系統(tǒng)機(jī)構(gòu)采用了氣缸驅(qū)動、變頻器調(diào)速驅(qū)動、直流電機(jī)驅(qū)動。系統(tǒng)的控制方式采用了PLC及觸摸屏控制等技術(shù)。采用模塊組合式的結(jié)構(gòu)，各工作單元是相對獨(dú)立的模塊，并采用了標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和抽屜式模塊，具有較強(qiáng)的互換性。

二、產(chǎn)品性能要求

1、高速分揀系統(tǒng)機(jī)器人系統(tǒng)

具有6個自由度，串聯(lián)關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人，最大的工作半徑為500mm，有效負(fù)載5kg，重復(fù)定位精度±0.02mm，機(jī)器人本體重量28kg，第1軸工作范圍為+170°/-170°，最大旋轉(zhuǎn)速度370°/s，第2軸工作范圍為+110°/-110°，最大旋轉(zhuǎn)速度370°/s，第3軸工作范圍為+40°/-220°，最大旋轉(zhuǎn)速度430°/s，第4軸工作范圍為+185°/-185°，最大旋轉(zhuǎn)速度300°/s，第5軸工作范圍為+125°/-125°，最大旋轉(zhuǎn)速度460°/s，第6軸工作范圍為+360°/-360°，最大旋轉(zhuǎn)速度600°/s。工業(yè)機(jī)器人示教器及驅(qū)控一體機(jī)。

2、分揀系統(tǒng)配備有多種類傳感器

3、理實一體化智能故障考核軟件

理實一體化智能故障考核軟件界面,可實現(xiàn)故障設(shè)置、故障模擬、學(xué)員考核與評份、故障排除等功能。故障設(shè)置和考核系統(tǒng)采用最新MCU技術(shù)RAM處理芯片的數(shù)字化集成電路板與配套無線故障設(shè)置控制系統(tǒng)，系統(tǒng)穩(wěn)定、不易感染病毒�？刂颇�塊(PC控制終端或手持移動控制終端)和驅(qū)動模塊(智能故障設(shè)置驅(qū)動盒)分離，避免復(fù)雜連線干擾控制器，系統(tǒng)更加可靠。

驅(qū)動模塊內(nèi)置智能故障設(shè)置控制系統(tǒng)，配有專用新型無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(可插拔型)和RS232串行通訊接口，可無線組網(wǎng)通訊和RS232有線通訊。

手持移動控制終端采用12.2英寸高清晰彩色液晶觸控屏，中文菜單式觸控操作界面，人機(jī)對話友好。手持移動控制終端可控制任意一臺帶驅(qū)動模塊的實訓(xùn)設(shè)備。

手持移動控制終端不聯(lián)網(wǎng)時可作單機(jī)操作，當(dāng)帶驅(qū)動模塊的實訓(xùn)設(shè)備無線組網(wǎng)時，手持移動控制終端可無線進(jìn)網(wǎng)作為聯(lián)網(wǎng)終端，可作學(xué)生機(jī)登錄實訓(xùn)與考核的操作終端，也可作教師機(jī)登錄出題設(shè)故的操作終端。

可通過PC控制終端進(jìn)行實訓(xùn)考核，也可通過手持移動控制終端進(jìn)行實訓(xùn)考核，教師與學(xué)員界面分開，教師通過密碼進(jìn)入教師界面出題，學(xué)員在普通界面答題。(注：教師與學(xué)員設(shè)故與排故界面原理圖與設(shè)備面板原理圖完全一致)可自由設(shè)定任意一處與電控模塊引腳有關(guān)的各種常見故障，故障類型包括：線路斷路、對地短路、接觸不良，偶發(fā)等故障現(xiàn)象。每套驅(qū)動模塊可以設(shè)置8路大電流5A的開路故障、16路小電流2A的信號通路的開路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共24路故障設(shè)置�？筛鶕�(jù)需求擴(kuò)展設(shè)置64路大電流5A的開路故障、128路小電流2A的信號通路的開路、不良、偶發(fā)、短路等故障，共192路故障設(shè)置�？筛鶕�(jù)用戶使用要求調(diào)整故障設(shè)置點(diǎn)的數(shù)量和故障設(shè)置類型。

所有配備驅(qū)動模塊的實訓(xùn)設(shè)備，均可通過內(nèi)置的專用新型無線數(shù)據(jù)傳輸模塊無線組網(wǎng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程集中管理。

用戶可選擇通過無線或RS-232串口通訊與其它實訓(xùn)設(shè)備配套的無線故障設(shè)置控制系統(tǒng)組成一個網(wǎng)絡(luò)，通過主控計算機(jī)控制每一臺實訓(xùn)設(shè)備的故障設(shè)置、故障排除、參數(shù)設(shè)定、遠(yuǎn)程起動、信息反饋、考核評分等功能。

三、技術(shù)參數(shù)

1、外形尺寸：1500（長）×800（寬）×1300（高）mm

2、凈重量/毛重：112Kg/162Kg

3、最高分揀速度：24次/分鐘

4、連續(xù)自動分揀運(yùn)行時間：24小時連續(xù)分揀次數(shù)：34000次/日

5、額定工作電源：AC：220V50Hz總功率：1.2Kw

6、額定工作氣壓：0.3-0.4MPa

7、工作環(huán)境：溫度-10℃～35℃相對濕度≤85%(25℃)

8、PLC控制器型號：西門子S7-200CPU226AC/DC/RELAY控制器（附編程數(shù)據(jù)線和編程軟件）

9、標(biāo)配變頻器：MM420功率：0.37Kw

10、觸摸屏：MCGS7”7062

11、上海STEP品牌SD500型工業(yè)機(jī)器人

12、三相減速電動機(jī)：80YS25GY22額定電壓：3×220V功率：25W減速比：1：15

13、靜音空壓機(jī)：MB-550W-9額定電壓：220V功率：550W排氣量：110L/min壓力：0.75MPa

14、標(biāo)配傳感器：電容式接近開關(guān)、電感式接近開關(guān)、光纖傳感器(放大器)、磁性開關(guān)、漫反射光電傳感器

15、配備機(jī)械手機(jī)構(gòu)硬件保護(hù)電路，防止程序控制錯誤，造成機(jī)械損壞。

16、電工電子虛擬仿真實訓(xùn)與考核軟件

采用三維仿真技術(shù)的大型仿真實訓(xùn)軟件。涵蓋模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)的主要實訓(xùn)項目。每個項目可根據(jù)需要設(shè)有實訓(xùn)目的、實訓(xùn)器件、實訓(xùn)電路、電路原理、通電測試、故障檢測等多種訓(xùn)練任務(wù)。

具有三維可視化、智能化、全交互的特點(diǎn)，集職業(yè)性、情境性、過程性、交互性于一身。適用范圍電子技術(shù)仿真實驗、應(yīng)用電子技術(shù)仿真實驗實訓(xùn)、維修電工仿真實訓(xùn)、電子技能仿真實訓(xùn)等。

17、工業(yè)4.0仿真實訓(xùn)軟件

軟件采用三維建模基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的計算機(jī)仿真模擬技術(shù)，可以進(jìn)行PLC電氣控制仿真、電工電子仿真、氣動仿真、液壓仿真、傳感器仿真等工業(yè)常用技術(shù)仿真

1）PLC仿真可以通過PLC編程控制模型的相應(yīng)動作從而完成工序動作包含機(jī)械手仿真、自動門仿真、升降機(jī)仿真、分揀仿真、正反轉(zhuǎn)仿真、郵件分揀、流水線、自動分揀等。

2）電工電子仿真

（1）接線仿真

01具有過載保護(hù)的正轉(zhuǎn)控制接線仿真、02雙重互鎖的正反轉(zhuǎn)控制接線仿真、05接觸器星形、三角形控制接線仿真、06時間繼電器接線仿真、07三相電動機(jī)機(jī)械制動控制電路仿真

（2）電路仿真

01具有過載保護(hù)的正轉(zhuǎn)控制仿真、02雙重互鎖的正反轉(zhuǎn)控制仿真、03生產(chǎn)機(jī)械行程控制電路仿真、04自耦降壓起動仿真、05接觸器星形、三角形控制仿真、06時間繼電器仿真、07三相電動機(jī)機(jī)械制動控制電路仿真、08電動機(jī)反接制動控制電路仿真、09有變壓器全波整流能耗制動控制電路仿真、10接觸器控制的雙速電動機(jī)調(diào)速電路仿真、12利用電流繼電器控制繞線式異步電動機(jī)起動控制線路仿真、c620車床電氣控制仿真，電動葫蘆仿真，z35搖臂鉆床仿真

（3）排故仿真

01具有過載保護(hù)的正轉(zhuǎn)控制排故、02雙重互鎖的正反轉(zhuǎn)控制排故、03生產(chǎn)機(jī)械行程控制電路排故、04自耦降壓起動排故、05接觸器星形、三角形控制排故、06時間繼電器排故、07三相電動機(jī)機(jī)械制動控制電路排故、08電動機(jī)反接制動控制電路排故、09有變壓器全波整流能耗制動控制電路排故、10接觸器控制的雙速電動機(jī)調(diào)速電路排故、12利用電流繼電器控制繞線式異步電動機(jī)起動控制線路排故、13c620車床電氣控制排故、兩地控制連線等

（4）原理仿真

變壓器工作原理、步進(jìn)電動機(jī)工作原理、單向異步電動機(jī)工作原理、電度表工作原理、兩地控制燈電路、鉗型電流表原理、熱繼電器工作原理、伺服電動機(jī)工作原理、兆歐表工作原理、塑殼式斷路器工作原理、交流接觸器原理等

（5）電機(jī)拆裝仿真，三相異步機(jī)拆分、單相異步機(jī)拆分等

（6）儀器儀表的使用仿真萬用表、雙蹤示波器、信號發(fā)生器、頻譜儀、鉗形表等

3）氣動回路仿真

（1）軟件以氣動經(jīng)典22回路為依據(jù)開發(fā)出28回路的在線及離線仿真

（2）軟件中設(shè)置的14路“考考你！”表現(xiàn)為典型氣路設(shè)備故障。

（3）軟件狀態(tài)含“模擬運(yùn)行”“聯(lián)機(jī)運(yùn)行”即離線仿真、在線仿真。兩種運(yùn)行狀態(tài)自動切換，當(dāng)連接外部設(shè)備時自動切換為在線仿真，無外部設(shè)備連接時為離線仿真即模擬運(yùn)行。

軟件中離線仿真13個回路包括：1、單作用氣缸的換向回路（a）2、雙作用氣缸的換向回路（a）3、單作用氣缸的速度控制回路（a）4、單作用氣缸的速度控制回路（b）5、雙作用氣缸單向調(diào)速回路（a）6、雙作用氣缸單向調(diào)速回路（b）7、雙作用氣缸的速度控制回路一8、雙作用氣缸的速度控制回路二9、壓力控制回路10、計數(shù)回路11、延時回路12、用機(jī)械行程閥的單往復(fù)控制回路13、過載保護(hù)回路。

離線、在線自動切換的15個回路包括：1、單作用氣缸的換向回路（b）2、雙作用氣缸的換向回路（b）3、速度換接回路4、緩沖回路5、互鎖回路6、用行程開關(guān)的單缸往復(fù)運(yùn)動回路7、單缸連續(xù)往復(fù)動作回路8、直線缸、旋轉(zhuǎn)缸順序動作回路9、多缸順序動作回路10、雙缸同步動作回路11、四缸聯(lián)動回路12、卸荷回路13、或門型梭閥的應(yīng)用回路14、快速排氣閥的應(yīng)用回路15、高低壓切換控制回路。

（4）設(shè)置14路“考考你！”當(dāng)點(diǎn)開了“考考你”對話框回路自動設(shè)置故障，當(dāng)回答正確或關(guān)閉“考考你”對話框，故障自動接觸，回路正常仿真。14路“考考你”包括模擬故障有：1單作用氣缸故障2、電磁閥故障3、雙作用氣缸故障4、調(diào)節(jié)閥故障5、節(jié)流閥故障6、手動換向閥異常7、節(jié)流閥堵死故障8、行程開關(guān)故障9過濾三聯(lián)件故障10、氣容故障11、行程閥故障12、順序閥故障13、行程開關(guān)失靈14、負(fù)載阻力過小

4）液壓回路仿真其界面可清楚的展示液壓元器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及液壓回路的工作過程。液壓傳動原理的動態(tài)演示并不少于18種動態(tài)演示。

a)多級高壓回路b)減壓回路c)先導(dǎo)式溢流閥缷荷回路d)順序平衡回路e)回油節(jié)流調(diào)速回路f)旁路節(jié)流調(diào)速回路g)液壓缸差動連接回路

h)三位四通電磁換向閥換向回路i)液控單向閥鎖緊回路j)順序閥控制順序動作回路k)壓力繼電器控制順序動作回路l)行程開關(guān)控制順序同步回路m)調(diào)速閥控制同步回路n)液壓馬達(dá)回油節(jié)流調(diào)速回路o)二位四通電磁閥換向回路p)手動閥換向回路q)速度換接回路r)二位二通缷荷

四、實訓(xùn)項目

A、氣動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試

（1）氣動方向控制回路的安裝

（2）氣動速度控制回路的安裝

（3）氣動順序控制回路的安裝

（4）氣動機(jī)械手的安裝

（5）氣動系統(tǒng)氣路的連接

（6）磁性開關(guān)的位置調(diào)整

（7）氣動系統(tǒng)調(diào)試

（8）擺動控制回路的安裝

B、變頻器的安裝與調(diào)試

（1）變頻器與交流電機(jī)主電路的連接

（2）變頻器面板的參數(shù)設(shè)置與操作

（3）變頻器面板控制交流電機(jī)調(diào)速

（4）通過變頻器外部端子控制電機(jī)啟停

C、機(jī)電設(shè)備的安裝與調(diào)試

（1）傳動裝置同軸度的調(diào)整

（2）皮帶輸送機(jī)的安裝與調(diào)整

（3）搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)備安裝與調(diào)試

（4）物件分揀設(shè)備的安裝與調(diào)試

（5）送料設(shè)備的安裝與調(diào)試

（6）自動生產(chǎn)線設(shè)備安裝與調(diào)試

D、電氣控制電路的安裝與PLC編程

（1）電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的連接與程序編寫

（2）電動機(jī)調(diào)速控制電路的連接與程序編寫

（3）皮帶輸送檢測程序編寫

（4）氣動順序動作控制程序編寫

（5）氣動機(jī)械手控制程序編寫

（6）機(jī)電一體化設(shè)備控制程序編寫

（7）自動生產(chǎn)線控制程序編寫

E、自動控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試

（1）多種傳感器的安裝與調(diào)試

（2）皮帶輸送檢測的自動控制

（3）機(jī)械手的自動控制

（4）機(jī)電一體化的自動控制

（5）PLC控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試

（6）自動生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試

F、觸摸屏基本控制及設(shè)置

（1）觸摸屏的接線和基本參數(shù)設(shè)置；

（2）基于觸摸屏控制方式的基本指令編程

（3）PLC、觸摸屏與變頻器通信控制。

G、工業(yè)機(jī)器人實訓(xùn)

（1）工業(yè)機(jī)器人示教單元使用

（2）工業(yè)機(jī)器人基本指令操作與位置點(diǎn)設(shè)置

（3）工業(yè)機(jī)器人軟件使用

（4）工業(yè)機(jī)器人工件的跟蹤抓取

（5）工業(yè)機(jī)器人成品組裝與入庫

五、機(jī)器人光機(jī)電一體化分揀實訓(xùn)系統(tǒng)基本配置