工業機器人機電自動化實驗平臺

一、設備描述
5站模型塊式柔性自動化生產線實驗系統是為提升學生動手能力和實踐能力而設計生產的一套實用性實驗設備。給學生提供了既能適用專業需要又符合實際工業現象的教學環境，使學生將所學的諸多單科專業知識得到全面認識、綜合實訓和相互提升。每個單元設定有一套plc控制，可"單機/聯機"運行，設定有良好的柔性。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的控制、編程、裝配和調節測試技術。

二、功能要求
系統含有了FANUC機器人、機電一體化專業中的氣動、電機驅動與控制、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、系統包括
系統分成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到下一個作業單元。
第五站：傳送帶站；
職能：完成對工件的輸送及分揀。
五、各單元技術功能數值
（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	規格	備注
1	實驗桌
2	上料機構	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	調節速度閥		SMC或亞德客
6	氣源過濾器
7	光電傳感器	多種規格
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
由發那科Mate 200iD 4S、柔性流水線模型塊、PLC控制器、觸摸屏、氣爪等構成，主要完成對工件的搬運。
1、主要技術功能數值參考規格：

名稱	型號規格	數量
作業臺	860mm ×470mm	1
供電電源/作業電壓（V）	AC220V 50Hz/DC24V 2A	1
作業氣壓	0.5MPa	共用
PLC模型塊	PLC選用FX3U-60MR	1
6自由度工業機器人	發那科Mate 200iD 4S	1
觸摸屏	三菱GOT2000系列，7英寸構成；	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。	1
氣夾	缸徑：16mm	2
檢驗測試傳感器	磁感式	4

2、工業機器人技術功能數值 （發那科Mate 200iD 4S）
軸數量：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	調節速度閥		SMC或亞德客
7	氣源過濾器
8	光電傳感器	多種規格
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氣缸、標準氣缸、伸縮氣缸及氣爪等多種氣動執行元件構成。
配備：

序號	名稱	規格	備注
1	實驗桌
2	旋轉氣缸		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	調節速度閥		SMC或亞德客
7	氣源過濾器
8	光電傳感器	多種規格
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過導向機構，將它們分別輸送至對應的滑道中。
配備：

序號	名稱	規格	備注
1	實驗桌
2	三相異步電機
3	皮帶傳送機構
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	調節速度閥		SMC或亞德客
9	氣源過濾器
10	光電傳感器	多種規格
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、實驗內容：（必達項須配備裝備實驗項目圖紙）
（一）氣動系統的裝配與調節測試項目：
選用該裝置配備的單出桿氣缸、單出雙桿氣缸、旋轉氣缸等氣動執行元件和單控電磁換向閥、雙控電磁換向閥和磁性開關等氣動控制元件，可完成下列氣動技術的作業任務：
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、氣動系統裝配與調節測試；
（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、傳感器等，可完成下列PLC應用技術作業任務：
1、電機正反轉控制電子回路的連接與控制程序語言編寫；
2、電機調節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、機電一體化設備控制程序語言編寫；
8、自動生產線控制程序語言編寫。
（三）機電設備裝配與調節測試項目
選用該裝置配備的機電一體化設備部位件、PLC模型塊、變頻器模型塊和指令開關、傳感器等，可完成下列機電設備裝配和機電一體化技術的作業任務：
1、傳動裝置同軸度的調節；
2、皮帶輸送機的裝配與調節；
3、搬運機械手設備裝配與調節測試；
4、物件分揀設備的裝配與調節測試；
5、送料設備的裝配與調節測試；
6、自動生產線設備裝配與調節測試。
（四）自動控制系統裝配與調節測試項目
選用該裝置配備的機電一體化設備部位件、PLC模型塊、變頻器模型塊和指令開關、傳感器等，可完成下列機電設備裝配和機電一體化技術的作業任務：
1、多種傳感器的裝配與調節測試；
2、機械手的自動控制；
3、皮帶輸送機的自動控制；
4、機電一體化設備的自動控制；
5、PLC控制系統的裝配與調節測試；
6、自動生產線的裝配與調節測試。
（五）PLC工業通訊互聯網的裝配及調節測試
系統選用三菱PLC主控制器，協作FX3U-485BD互聯網模型塊，基于本互聯網通信功能，可完成下列工業現場總線通信技術實訓任務：
1、N:N互聯網的硬件連接、調節測試
2、N:N互聯網功能數值設定、調節測試
3、基于多臺PLC的復雜互聯網數值讀寫程序語言編寫與調節測試

• 工業機器人的調節測試與應用

1、工業機器人的應用；
2、PLC 的電氣設計和應用；
3、傳感器的技術和應用；
4、氣動技術應用；
5、觸摸屏基礎控制與設定；
6、工業機器人本體與控制器的裝配接線，工業機器人初始化與功能數值恢復；
7、工業機器人應用夾具選用與設計工業機器人碼垛應用編程與調節測試；
8、工業機器人外圍單元的電氣連接與調節測試技術；
9、整機系統和監控系統的數值交換電氣連接與調節測試。
（七）流水線綜合實驗
模型塊式柔性自動化生產線實驗系統5個作業站各自全部有一套PLC主機，可分成8個完全單單獨的作業站實行實驗，在對各單元生產工序技藝和電氣控制系統的包括熟悉后，經過PLC編程可完成：
1、傳感器的應用；
2、氣動元件的應用；
3、掌控把握PLC控制技術應用；
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、多作業工位程序、作業單元聯網程序控制；
10、機械手搬運控制、成廢品分揀控制；
11、成廢品分揀控制；
12、變頻調節速度、傳輸帶控制。