ZNY-D02A型 工业机器人机电一体化装调训练工作站

一、设备概述
       工业机器人机电一体化装调训练工作站采用组合式结构分别由安装在铝合金导轨式的实训台上的送料单元、加工单元、装配单元、双层输送单元、分拣单元5个单元，加上由铝合金导轨式的实训台上工业机器人码垛单元两大部分组合成多种组合方式的工业机器人机电一体化装调实训装备。电气布局采用抽屉式，所有其电气控制器都安装在网孔板式的抽屉上，这种机电分离的格式更加符合了工业实际情况。
其中，每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时也都是一个机电一体化的系统。各个单元的执行机构基本上以气动执行机构为主，但输送单元的机械手装置整体运动则采取伺服电机驱动、精密定位的位置控制，该驱动系统具有长行程、多定位点的特点，是一个典型的一维位置控制系统。分拣单元的传送带驱动则采用了通用变频器驱动三相异步电动机的交流传动装置，对物料进行分拣。码垛单元使用的是工业机器人，对物料进行入库和拆分出库。机器人控制技术、伺服位置定位控制和变频器技术是现代工业企业应用最为广泛的自动化控制技术。
       工业机器人机电一体化装调训练工作站应用了多种类型的传感器，分别用于判断物体的运动位置、物体通过的状态、物体的颜色及材质等。传感器技术是机电一体化技术中的关键技术之一，是现代工业实现高度自动化的前提之一。
在控制方面，采用了基于RS485串行通信的PLC网络控制方案，即每一工作单元由一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。用户可根据需要选择不同厂家的PLC及其所支持的通信模式，组建成一个小型的PLC网络。小型PLC网络以其结构简单，价格低廉的特点在小型自动生产线仍然有着广泛的应用，在现代工业网络通信中仍占据相当的份额。另一方面，掌握基于RS485串行通信的PLC网络技术，将为进一步学习现场总线技术、工业以太网技术等打下了良好的基础。
二、技术参数
1. 交流电源：三相五线 AC 380V±10%  50 Hz或单相三线AC220V±5% 50Hz；
2. 温度：-10～40 ℃；环境湿度：≤90%（25℃）；
3. 外形尺寸：长×宽×高=2100×1000×840 mm；
4. 整机功耗：≤1.5 kW；   
5. 安全保护措施：具有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的国家标准。采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实验导线。
四、设备结构
       实训装置台架为铝合金导轨式，实训考核装置PLC模块的I/O 端子、变频器的接线端子、各常用模块与PLC的连接端子，均与安全插座连接，使用带安全插头的导线进行电路连接；各指令开关、光电开关、传感器和指示元件的电路，则通过端子排进行连接。插拔线连接电路与端子牌连接电路相结合，既保证学生基本技能的训练、形成和巩固，又保证电路连接的快速、安全和可靠。
1、工业机器人码垛单元
2、铝合金导轨式实训台：可以安装送料机构、机械手、传输分拣机构。实训模块及PLC主机等可以放置在拉出式的支架上。
3、触摸屏模块
4、机电一体化装调单元电气控制模块：PLC西门子S7-1200系列；变频器：西门子V20；模块材料要求：高强度塑料外壳、重量轻，面板是铝塑板，图案、文字符号采用进口油墨丝印。
5、电源模块：电源总开关（带漏电和短路保护）1个，单相电源插座2个，安全插座5个；
按钮模块：24 V/6 A、12 V/2 A各一组；急停按钮1只，转换开关2只，蜂鸣器1只，复位按钮黄、绿、红各1只，自锁按钮黄、绿、红各1只，24V指示灯黄、绿、红各2只；
6、一体化接线排
7、井式上料机构：井式工件库1件，物料推出机构1件，光电传感器2只，磁性开关2只，单缸气缸1只，单控电磁阀1只，警示灯1只，主要完成将工件库中的工件依次推出。气缸及附属传感器选用SMC或其他名牌厂家正规产品。
8、气动机械手装置
9、加工机构
10、物件包装机构
11、物料分拣装置
五、软件及管理系统
1、智能制造生产线虚拟仿真系统
2、云智能实验室安全管理系统
3、PLC控制编程仿真软件
4、实验室智能电源安全管理系统
5、教学课件资源
六、实训内容：
1、工业机器人实训项目
（1）工业机器人现场编程与实训操作
（2）PLC与工业机器人的通讯技术实训
（3）PLC对工业机器人的电气集成控制应用
（4）工业机器人搬运与码垛工艺的应用
2、气动系统的安装与调试项目：
选用该装置配置的单出杆气缸、单出双杆气缸、旋转气缸等气动执行元件和单控电磁换向阀、双控电磁换向阀和磁性开关等气动控制元件，可完成下列气动技术的工作任务：
（1）气动方向控制回路的安装； 
（2）气动速度控制回路的安装；
（3）摆动控制回路的安装；     
（4）气动顺序控制回路的安装；
（5）气动机械手装置的安装；  
（6）气动系统安装与调试；
2、电气控制电路的安装和PLC程序编写项目：
选用该装置配置的PLC模块、变频器模块和指令开关、传感器等，可完成下列PLC应用技术工作任务：
（1）电动机正反转控制电路的连接与控制程序编写；
（2）电动机调速控制电路的连接与控制程序编写；
（3）气动方向控制程序编写；   
（4）气动顺序动作控制程序编写；
（5）气动机械手控制程序编写；   
（6）皮带输送机控制程序编写；
（7）机电一体化设备控制程序编写； 
（8）自动生产线控制程序编写。
3、机电设备安装与调试项目
选用该装置配置的机电一体化设备部件、PLC模块、变频器模块和指令开关、传感器等，可完成下列机电设备安装和机电一体化技术的工作任务：
（1）传动装置同轴度的调整；  
（2）皮带输送机的安装与调整；
（3）搬运机械手设备安装与调试；
（4）物件分拣设备的安装与调试；
（5）送料设备的安装与调试；   
（6）自动生产线设备安装与调试。
4、 自动控制系统安装与调试项目
选用该装置配置的机电一体化设备部件、PLC模块、变频器模块和指令开关、传感器等，可完成下列机电设备安装和机电一体化技术的工作任务：
（1）多种传感器的安装与调试；  
（2）机械手的自动控制；
（3）皮带输送机的自动控制；  
（4）机电一体化设备的自动控制；
（5）PLC控制系统的安装与调试； 
（6）自动生产线的安装与调试。
5. PLC工业通讯网络的安装及调试
系统选用西门子PLC主控制器，基于本网络通信功能，可完成下列工业现场总线通信技术训练任务：
（1）PPI网络的硬件连接、调试
（2）PPI网络参数设置、调试
（3）基于多台西门子s7-1200PLC的复杂网络数据读写程序编写与调试