ZNGZ-RF05型工业机器人罐装生产流水线实训系统

一、总体要求

       ZNGZ-RF05型 工业机器人罐装生产流水线实训系统由颗粒上料工作站、加盖拧盖工作站、检测分拣工作站、工业机器人包装工作站、成品自动入库工作站组成，包括了智能装配生产系统、自动包装系统、自动化立体仓库及智能入库系统、自动检测机质量控制系统、生产过程数据采集及控制系统等，是一个完整的智能工厂模拟装置，应用了工业机器人技术、PLC控制技术、步进控制技术、伺服控制技术、工业传感器技术、电机驱动技术等工业自动化相关技术，可实现空瓶自动上料、颗粒物料多样上料、物料自动分拣、颗粒可选填装、自动加盖、自动拧盖、成品检测、成品分拣、机器人抓取入盒、盒盖包装、自动入库等智能生产全过程。

二、技术参数要求

1.输入电源：三相四线～380V±10% 50Hz

2.工作环境：温度-10℃～+40℃  相对湿度≤85%（25℃） 海拔＜4000m

3.装置容量：≤3.5kVA

4.外形尺寸：≥5050mm×720mm×1500mm

三、主要配置要求

序号	名称	数量	单位
1	颗粒上料单元	1	套
2	加盖拧盖单元	1	套
3	检测分拣单元	1	套
4	六轴机器人单元	1	套
5	成品入仓单元	1	套
6	电源盒模块	1	套
7	智能制造生产线虚拟仿真系统软件	1	套
8	云智能实验室安全管理系统	1	套
9	产品配件包	1	包
10	装配桌	1	台
11	工具柜	1	个
12	电脑桌	1	台
13	触模屏组件	1	件

四、主要系统功能要求

1、颗粒上料单元

（1）单元配置要求：主要由挂板控制板、瓶上料单元、主输送模块、循环选料模块、上料填装模块、实训桌组成，可进行PLC控制、变频器控制、直流电机控制、传感器设置、气动元件原理等多项实训项目；PLC模块H2U-3624MR、变频器FR-D720S。

（2）控制流程要求：瓶上料单元逐个将空瓶输送到主输送带；同时循环选料对颗粒物料根据颜色进行分拣；当空瓶到达填装位后，顶瓶装置将空瓶固定，主皮带停止；上料填装模块将分拣到位的颗粒物料吸取放到空瓶内；瓶子内物料到达设定的颗粒数量后，顶瓶装置松开，主皮带启动，将瓶子输送到下一个工位。此单元可以设定多样化的填装方式，可从物料颜色（2种）、颗粒数量（最多4粒）进行不同的组合，产生8种填装方式。

2、加盖拧盖单元

（1）单元配置要求：主要由挂板控制板、输送模块、加盖模块、拧盖模块、实训桌组成，可进行PLC控制、传感器设置、气动元件原理、机械装调等多项实训项目；PLC模块H2U-2614MT。

（2）控制流程如下：瓶子被输送到加盖模块下，加盖位顶瓶装置将瓶子固定，加盖机构启动加盖流程，将盖子（白色或黑色）加到瓶子上；加上盖子的瓶子继续被送往拧盖机构，到拧盖模块下方，拧盖位顶瓶装置将瓶子固定，拧盖机构启动，将瓶盖拧紧。

3、检测分拣单元

（1）单元配置要求：主要由挂板控制板、主输送模块、龙门检测模块、辅输送带组件、分拣机构、实训桌组成，可进行PLC控制、传感器设置、传感器组合检测、气动元件原理、机械装调等多项实训项目；PLC模块H2U-3624MR。

（3）控制流程要求：拧盖完成的瓶子经过此单元进行检测：回归反射传感器检测瓶盖是否拧紧；龙门机构检测瓶子内部颗粒是否符合要求；对拧盖与颗粒均合格的瓶子进行瓶盖颜色判别区分；拧盖或颗粒不合格的瓶子被分拣机构推送到废品皮带上（辅皮带）；拧盖与颗粒均合格的瓶子被输送到皮带末端，等待机器人搬运。

4、六轴机器人单元

（1）单元配置要求：主要由挂板控制板、升降台A模块、升降台B模块、六轴机器人及控制器（最大负载≥3 kg； 最大臂展半径≥580mm； 轴数：≥6轴；位置重复精度：≦0.01mm； 防护等级： ≥IP30； 轴运动范围：1）1轴：≥±165°、2）2轴：≥±110°

、3）3轴：≥+70°至 -110°、4）4轴：≥±160°、5）5轴：≥±120°、6）6轴：≥±400°；机器人本体重量：≤25kg； 最大噪音：≤70dB(A)。）、实训桌组成，可进行PLC控制、六轴机器人控制、机器人扩展模块、步进驱动器系统控制、气动元件原理、机械装调等多项实训项目；PLC模块H2U-3232MT。

（2）控制流程要求：两个升降台模块存储包装盒和包装盒盖；A升降台将包装盒提升到位，由六轴工业机器人将包装盒搬运到物料台上；六轴机器人将瓶子抓取放入物料台上的包装盒内；包装盒4个工位放满瓶子后，六轴机器人从B升降台上吸取盒盖，盖在包装盒上；6轴机器人根据瓶盖的颜色对盒盖上标签位分别进行贴标，贴完4个标签等待成品入仓单元入库。

5、成品入仓单元

（1）单元配置要求：主要由挂板控制板、堆垛机模块、成品仓库模块、实训桌组成，可进行PLC控制、伺服系统控制、传感器智能系统控制、气动元件原理、机械装调等多项实训项目；PLC模块H2U-2614MT、伺服系统MR-JE-10A。

（2）控制流程要求：堆垛机模块把机器人单元物料台上的包装盒体吸取出来，然后按要求依次放入仓储相应仓位。2×3的仓库每个仓位均安装一个检测传感器，堆垛机构水平轴为一个精密丝杆机构，垂直机构为涡轮丝杆升降机构，均由精密伺服电机进行高精度控制。

6、电源盒模块

具有6个单元交流电源提供，其中有1路为三相四线电源，5路为单相3线电源；同时还具有漏电保护、过流保护等用电安全保护功能。

7、智能制造生产线虚拟仿真系统软件

（1）仿真系统支持ABB、KUKA，Fanuc、安川、新松、埃夫特、广州数控、熊猫、斯陶比尔、UR（优傲）、傲博等多种机器人，提供50种以上的各品牌机器人模型和大量生产线组件库；

（2）支持多种格式的三维CAD模型，可导入扩展名为step、igs、stl等格式；

（3）可通过导入CAD模型快速生成运动组件，并对组件特征树进行操作和修改;

（4）支持关节型机器人、Delta（空间三自由度并联机构机器人）、SCARA（平面关节型机器人）、直角坐标等各种结构的机器人；

（5）允许通过专用的模板和程序语言定制各种机器人和自动化工具的运动控制。算法支持包含3-5轴的通用机床、3-6个旋转轴的串联，并联，双臂，AGV小车，等机器人及生产线上对应的工装夹具，传送带，变位机，导轨等辅助设备；

（6）提供工业机器人虚拟教学模块，能够通过虚拟示教器对机器人的手动操作以及程序代码的自动运行，也能直连客户指定的实际示教器；

（7）提供强大的API功能支持，允许开展大量机器人机构的自动化应用。可进行仿真和应用于程序机器人取放物体和应用于复杂的多机器人同步运动等；

（8）包含丰富的轨迹调整优化工具包，如碰撞检查、工业机器人可达性、姿态奇异点、轴超限等；

（9）支持多机器人同步运动仿真，能够实现5个及以上机器人与外部轴的同步   运动；

（10）具有自动化生产线仿真功能，包含码垛机、AGV小车、串联机器人在内的功能模块；

（11）真实的模拟效果（如焊接火花效果、喷漆上色效果、雕刻效果）；

（12）提供多视角的观察，并可实现运动视角镜头追踪；

（13）支持虚拟传感器的建模与仿真，支持视觉，激光距离，力传感等传感器的仿真，效果接近真实传感器的效果；

（14）场景中的物理实体具有真实世界中的物体的物理效果，可以进行碰撞检测并具备刚体运动的效果，具备设置重力，摩擦系数等参数能力，并能根据这些参数模拟物体的真实运动效果，用户可以按照真实世界中的逻辑对场景进行建模，减少了建模的复杂性。

（15）具有离线编程功能，支持ABB，三菱，Fanuc，安川，川崎等品牌机器人的代码；

（16）可生成仿真运动视频（AVI或者Mp4格式）并导出。

★正版软件，需提供智能制造生产线虚拟仿真系统软件著作权证书原件备查，并提供（1）-（10）项内容不少于十张的软件截图。

8、云智能实验室安全管理系统

本平台将无线传输、信息处理等物联网技术应用用于自动化远程控制。设备端运行状态、数据参数等上传至云平台。物联网系统的传感层、传输层和应用层关联掌握数据与分析数据。

(1)电压、电流等模拟量数据显示。

(2)输入开关监控，输出开关等数字量控制。

(3)远程控制启停状态，给定输出电压值的。

(4)显示输入输出电压值的历史数据

(5)可按照日期、日间进行查询历史数进行查询。

(6)报警信号为PLC主机模拟量采集数值或者开关量可以自由设定，如当模拟量输入超过设定电压时产生报警，通过物联网自动化应用软件将报警信号上传到云平台，通过云平台向设置的终端推送报警信号，每台设备可对应多个终端设备。

(7)通过手机端可以实现远程控制PLC的输出及监视PLC的输入状态变化。

(8)数据显示画面：画面显示输入电压数值，输出电压监控，开关状态输入，开关控制输出，以及云端连接二维码。

(9)联网设置界面：设置现场数据连接云平台后台数据库管理。

★需提供云智能实验室安全管理系统软件著作权证书原件备查，并现场演示（1）-（6）项的功能。

9、产品配件包

包含了PLC编程线、机器人USB下载线、触摸屏USB下载线、485通讯线、空气压缩机、排插座、物料瓶身、黑色/白色瓶盖、黑色/白色物料块、黑色/白色标签、发货光盘、设备使用说明书、安装螺丝螺母等。

10、装配工作台

用于机械装配和电气装配各。均由台身和台面两大部分组成。台身用优质Q235冷轧钢板折弯焊接，喷塑后组装连接，台面用高密度中纤板，表面贴压防火板，耐腐蚀、防静电。

11、工具柜

用优质Q235冷轧钢板折弯焊接，表面静电喷塑。工具柜有多个抽屉，可储藏工具，放置于装配桌底部一侧。

12、仪器模块

技术参数：

（1）直流电压 600mV/6V/60V/600V ±(0.5%+2)、1000V ±(0.8%+10)
（2）交流电压 6V/60V/600V ±(0.8%+3)、750V ±(1.0%+10)
（3）直流电流 60uA/6mA/60mA ±(0.8%+8)、600mA ±(1.2%+5)、20A ±(2.0%+5)
（4）交流电流6mA/60mA ±(1.0%+12)、600mA ±(1.2%+5)、 20A ±(2.0%+5)
（5）电阻 600Ω ±(0.8%+5)、 6kΩ/60kΩ/600kΩ/6MΩ ±(0.8%+3)、 60MΩ ±(1.0%+25)
（6）电容 6nF ±(5.0%+35)、60nF/600nF/600uF ±(2.5%+20)、         99mF ±(5.0%+10)

（7）频率10Hz---10MHz  ±(0.1%+5)

（8）最大值/最小值测量

（9）全保护电路，电流档20A，毫安档全FUSE保护

（10）自动关机

（11）带背光

（12）三极管放大倍数测量

（13）极管、通断蜂鸣,全符号显示

13、测试仪

（1）额定电压： 500V / 1000V  /2500V  ±10%

（2）绝缘电阻测量范围：0.00MΩ～20000MΩ   ±(5%+5字)

（3）输出电压实时显示

（4）测试结果自动保持

（5）测量极化指数和吸收比

14、实验室智能电源管理系统

实训室总体智能电源管理系统由主电路、控制电路、检测保护电路、显示电路、语音报警电路等组成，整个实验室配置一套管理系统。

主要功能：

14.1上电系统自测

（1）主电路及控制电路上电后对线路系统进行输入电压的过压、欠压；线路对地漏电；输出负载过流的检测，任一故障存在电源输出断开。

（2）故障内容有相应文字显示。

（3）对故障进行语音报警。

14.2运行检测保护

（1）输入过压、欠压、输出过流、漏电，任一故障出现将自动跳闸，实施保护。

（2）对故障进行语音报警。

（3）保护阀值可进行现场设置。

14.3漏电功能测试

（1）按下漏电测试按钮，装置会自动提供一个漏电测试信号，使保护器跳闸。

（2）重新进行上电进入自己检测状态，文字显示“开机检测中....”，无故障情况下，实训室智能电源管理系统恢复供电。

14.4过压保护

（1）运行中，出现输入过压，实训室智能电源管理系统将跳闸。

（2）对应的“过压相”进行文字显示。

（3）语音播报“线路过压，请注意”。

14.5过流保护

（1）运行中，三相电源中任一相出现过流，实训室智能电源管理系统将跳闸。

（2）对应的“过流相”进行文字提示。

（3）语音播报“线路过流，请注意”

14.6漏电保护

（1）运行中，三相中任一相出现漏电，实训室智能电源管理系统将跳闸。

（2）对“漏电”进行文字显示。

（3）语音播报“线路漏电，请注意”。

14.7电源监控

（1）可对各相电压进行数值显示及曲线显示，显示精度±5V

（2）可对各相电流进行数值显示及曲线显示，显示精度±0.1A

（3）高压保护电压设置：

①设置范围<300V，输入1A;

②动作时间：2-5S，输入单位0.1S

（4）欠压保护电压设置：

①设置范围：>154V，输入单位1V

②动作时间：2-5S，输入单位0.1S

(5)过流保护电流设置：

①设置范围：<20A,输入单位0.01A;

②动作时间：0.5-2S，输入单位0.1S

★投标时提供实验室管理系统软件著作权证书并现场提供14.1-14.5项功能的视频演示。

五、教学课件资源要求

1、工业机器人课程资源

1. 工业机器人的概述：工业机器人的定义、发展与应用、基本组成及技术参数、工业机器人的分类；
2. 工业机器人的机械系统：工业机器人的1轴结构、工业机器人的2轴结构、工业机器人的3轴结构、工业机器人的4轴结构、工业机器人的5轴结构、工业机器人的6轴结构、工业机器人的机身结构、工业机器人的行走结构、工业机器人的驱动装置和传动单元；
3. 工业机器人的运动学与动力学：工业机器人的连杆参数和齐次坐标变换矩阵。
4. 工业机器人的控制系统：工业机器人控制装置、工业机器人驱动装置、工业机器人检测装置；
5. 工业机器人的编程：工业机器人的编程方式、工业机器人的示教编程、工业机器人的编程语言、工业机器人的语言系统结构和基本功能、常用工业机器人编程语言、工业机器人的离线编程、工业机器人的离线编程仿真软件及编程示例；
6. 工业机器人的典型应用：焊接机器人的应用、搬运机器人的应用、码垛机器人的应用、涂装机器人的应用、装配机器人的应用；
7. 提供汽车生产线工业机器人应用的高清视频。

★提供（1）-（7）项内容不少于十张的截图。

★2、PLC编程教学课件资源

（1）S7-1200PLC的认知：S7-1200PLC简介、S7-1200PLC工作原理及运行模式、S7-1200PLC特点、S7-1200PLC扩展功能、PLC应用技术人才培养；

（2）TIA博图软件的使用：TIA 博图集成软件开发平台、TIA 博图集成软件简介、入门实例；

（3）控制单元的程序设计、指令编写、硬件选型和设计、课后思考与练习等内容。模块至少包括：八路抢答器、三相异步电机的星三角降压启动、运料小车往返控制、十字路口交通灯的控制、电动机组的启停控制、HMI控制液体混合、G120变频器的电机控制。

（4）小型自动化生产线的设计

课件资源具有产品的搬运、检测和传输分拣功能，整个系统由送料单元、机械手搬运单元、步进电机多点定位输送单元和传送带输送分拣单元等组成。具体的项目设计要求如下：

1）本设计的要求使用通过触摸屏与控制台按钮操作，控制生产线的自动运行。生产线通电以后，系统自行检测初始状态是否满足运行条件，如不满足则自行复位或手动调整，若满足则触摸屏显示准备就绪；

2）在准备就绪的情况下，按下启动按钮，生产线开始按顺序运行，供料单元开始工作，电机驱动转盘将工件送到物料台上；电机运行10秒后，若物料台光电开关没有检测到物料，说明已没有物料，开始报警；若检测到物料，则一号搬运机械手开始动作；

3）物料台有料，一号机械手臂伸出并下降夹取工件，夹取到工件后机械手上升缩回并旋转到右侧限位；然后机械手伸出下降将工件放到步进电机输送单元的供料台上，一号搬运机械手恢复到初始状态，等待下一次运行；

4）当步进电机输送单元传感器检测到供料台工件后，步进电机前往高度检测单元进行检测；到达后通过超声波传感器进行高度检测，检测完毕后；步进电机运行到二号搬运机械手位置；   

5）到达二号搬运机械手位置后；二号搬运机械手伸出、爪夹取工件，机架台上升，旋转到右限位，伸出手臂，机架台下降，手爪放松，将工件放到传送带上，同时二号搬运机械手复位；

6）当传送带单元传感器检测到工件时，传送带开始工作，根据工件的颜色、材料进行分拣；分拣结束后，供料台回到供料位置，等待下一次运行。

（5）用户手册：包括与S7-1200、有关硬件、软件和通信的手册，数量不少于二十多种。

★投标时提供（1）-（4）项内容不少于十张的截图。。

六、实训项目要求

1、PLC部分

(1)PLC编程软件应用

(2)PLC基本指令的应用

(3)PLC功能指令的应用

(4)PLC步进指令的应用

(5)PLC控制传输带启停

(6)PLC判断多种物料属性

(7)PLC判断物料放置位

(8)PLC对传输带运行的绝对定位控制

(9)PLC对传输带的混合定位控制

(10)PLC对六轴机器人的基本动作控制

(11)PLC对六轴工业机器人自动控制

(12)利用脉冲指令对步进电机控制

(13)PLC对堆垛机模块升降控制

(14)PLC对仓库出库入库自动控制

(15)PLC对仓库间仓位调配的控制

2、人机界面系统实训

(1)软件安装

(2)窗口组态

(3)PLC寄存器连接

(4)简单动画组态

(5)报警组态

(6)数据存储于PLC或HMI的用法

(7)触摸屏监控各工作单元设备

(8)触摸屏对整体实训流程监控与管理

(9)通过触摸屏对整套系统参数设置

(10)触摸屏对系统报警代码查询与处理

(11)触摸屏实现故障设置于诊断排除

(12)工程制作与下载

3、变频器系统实训

(1)变频器基本接线操作

(2)变频器功能参数设置与操作

(3)PU操作及外部操作

(4)多档转速的PLC控制

(5)电机正反转运动控制

(6)速度定位系统实训

(7)变频器的外部运行、组合运行实训

(8)多面板参数复制实训段速电机控制实训

(9)瞬时停电启动控制实训

4、工业机器人系统实训

(1)六轴机器人软件操作

(2)六轴机器人原点与复位

(3)六轴机器人程序编写

(4)六轴机器人点示教实训

(5)六轴机器人抓手控制实训

(6)六轴机器人位置运算实训

(7)六轴机器人位置变量使用实训

(8)六轴机器人与PLC I/O通讯实训

(9)网络IO监控机器人工作状态

5、步进电机应用实训

(1)步进电机接线操作

(2)步进驱动器参数设置修改

(3)升降台模块升降定位实训

6、交流伺服系统实训

(1)交流伺服系统基本接线操作

(2)放大器参数设置

(3)反馈与脉冲数观察

(4)脉冲输入控制正反转

(5)带速度反馈的脉冲控制正反转

(6)故障代码的熟悉与排除

7、传感器部分实训

(1)数字光纤传感器对单一颜色分拣实训

(2)光电传感器实训

(3)磁性开关实训

(4)对射型与反射型传感器的应用。