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LGJD-CZ02A型 機(jī)電一體化協(xié)作機(jī)器人生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

一、概述

協(xié)作機(jī)器人開發(fā)與應(yīng)用平臺(tái)是一種最為典型的機(jī)電一體化與自動(dòng)化產(chǎn)品,是為職業(yè)院校、職業(yè)教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)而研制的,裝置適合機(jī)電一體化、電氣自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)。裝置在接近工業(yè)生產(chǎn)制造現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)上又針對(duì)教學(xué)及實(shí)訓(xùn)目的進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備,強(qiáng)化了自動(dòng)化生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試能力。

機(jī)電一體化裝調(diào)實(shí)訓(xùn)裝置由六部分組成,分別為:供料機(jī)構(gòu)、協(xié)作機(jī)器人搬運(yùn)機(jī)構(gòu)、加工與檢測(cè)機(jī)構(gòu)、搬運(yùn)分揀機(jī)構(gòu)、裝配機(jī)構(gòu)、成品分揀機(jī)構(gòu),完成工件上料、搬運(yùn)、加工、檢測(cè)、輸送、裝配、分揀等功能。裝置涵蓋了自動(dòng)化類中機(jī)電一體化和電氣自動(dòng)化專業(yè)中所涉及的PLC控制、變頻調(diào)速、傳感檢測(cè)、氣動(dòng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與調(diào)速、機(jī)械結(jié)構(gòu)安裝與系統(tǒng)調(diào)試等內(nèi)容。通過基于該實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的使用、訓(xùn)練和培訓(xùn),能充分鍛煉操作者團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、計(jì)劃組織能力、自動(dòng)線安裝與調(diào)試能力、工程實(shí)施能力、職業(yè)素養(yǎng)、交流溝通能力、效率、成本和安全意識(shí),引導(dǎo)高職院校自動(dòng)控制類專業(yè)教學(xué)改革發(fā)展方向,促進(jìn)工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式改革與創(chuàng)新,培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的滿足企業(yè)需求的自動(dòng)化控制高技能人才。

二、裝置的構(gòu)成:

協(xié)作機(jī)器人開發(fā)與應(yīng)用平臺(tái)由由鋁合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺(tái)、典型的機(jī)電一體化設(shè)備的機(jī)械部件、PLC模塊、變頻器模塊、按鈕模塊、電源模塊、模擬生產(chǎn)設(shè)備實(shí)訓(xùn)模塊、接線端子排和各種傳感器、計(jì)算機(jī)等組成。整體結(jié)構(gòu)采用開放式和拆裝式,實(shí)訓(xùn)裝置用于機(jī)械部件組裝,可根據(jù)現(xiàn)有的機(jī)械部件組裝生產(chǎn)設(shè)備,也可添加機(jī)械部件組裝其他生產(chǎn)設(shè)備,使整個(gè)裝置能夠靈活的按教學(xué)或競(jìng)賽要求組裝具有生產(chǎn)功能的機(jī)電一體化設(shè)備。模塊采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和抽屜式模塊放置架,互換性強(qiáng);按具有生產(chǎn)性功能和整合學(xué)習(xí)功能的原則確定模塊內(nèi)容,使教學(xué)或競(jìng)賽時(shí)可方便的選擇需要的模塊。設(shè)備需完全符合電工電子全國(guó)職業(yè)技能大賽所要求,同時(shí)還要求具有可拓展功能,可以組成更加大型的生產(chǎn)模擬系統(tǒng),以配合各個(gè)用戶學(xué)校不同層次,不同專業(yè)的教學(xué)及培訓(xùn)要求。

三、技術(shù)參數(shù) :

1. 交流電源:三相五線 AC 380V±10%  50 Hz或單相三線AC220V±5% 50Hz;

2. 溫度:-10~40 ℃;環(huán)境濕度:≤90%(25℃);

3. 外形尺寸:長(zhǎng)×寬×高=2100×1000×840 mm;

4. 整機(jī)功耗:≤1.5 kW;   

5. 安全保護(hù)措施:具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)功能,安全性符合相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護(hù)套的高強(qiáng)度安全型實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線。

四、設(shè)備結(jié)構(gòu):

實(shí)訓(xùn)裝置臺(tái)架為鋁合金導(dǎo)軌式,實(shí)訓(xùn)考核裝置PLC模塊的I/O 端子、變頻器的接線端子、各常用模塊與PLC的連接端子,均與安全插座連接,使用帶安全插頭的導(dǎo)線進(jìn)行電路連接;各指令開關(guān)、光電開關(guān)、傳感器和指示元件的電路,則通過端子排進(jìn)行連接。插拔線連接電路與端子牌連接電路相結(jié)合,既保證學(xué)生基本技能的訓(xùn)練、形成和鞏固,又保證電路連接的快速、安全和可靠。

1、鋁合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺(tái):可以安裝送料機(jī)構(gòu)、機(jī)械手、傳輸分揀機(jī)構(gòu)。實(shí)訓(xùn)模塊及PLC主機(jī)等可以放置在拉出式的支架上。

2、觸摸屏模塊:昆侖通態(tài)TPC7062,模塊材料要求:高強(qiáng)度塑料外殼、重量輕,面板是鋁塑板,圖案、文字符號(hào)采用進(jìn)口油墨絲印。

3、PLC模塊及變頻器模塊:PLC西門子S7-1200系列;變頻器:西門子V20;模塊材料要求:高強(qiáng)度塑料外殼、重量輕,面板是鋁塑板,圖案、文字符號(hào)采用進(jìn)口油墨絲印。

4、電源模塊:電源總開關(guān)(帶漏電和短路保護(hù))1個(gè),單相電源插座2個(gè),安全插座5個(gè);

按鈕模塊:24 V/6 A、12 V/2 A各一組;急停按鈕1只,轉(zhuǎn)換開關(guān)2只,蜂鳴器1只,復(fù)位按鈕黃、綠、紅各1只,自鎖按鈕黃、綠、紅各1只,24V指示燈黃、綠、紅各2只;

5、一體化接線排:接線排殼體上兩側(cè)相對(duì)設(shè)置有一初級(jí)接線區(qū)(接線端子)和一次級(jí)接線區(qū)(安全插座);接線端子與對(duì)應(yīng)的安全插座通過導(dǎo)電彈性件連接;接線排殼體邊緣卷折,設(shè)有固定用的螺孔,可以固定在實(shí)訓(xùn)桌上。

6、井式上料機(jī)構(gòu):井式工件庫(kù)1件,物料推出機(jī)構(gòu)1件,光電傳感器2只,磁性開關(guān)2只,單缸氣缸1只,單控電磁閥1只,警示燈1只,主要完成將工件庫(kù)中的工件依次推出。氣缸及附屬傳感器選用SMC或其他名牌廠家正規(guī)產(chǎn)品。

7、協(xié)作機(jī)器人搬運(yùn)裝置:

8、加工機(jī)構(gòu):主要由物料臺(tái)、物料夾緊裝置、龍門式二維運(yùn)動(dòng)裝置、主軸電機(jī)、刀具以及相應(yīng)的傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、主軸電機(jī)、滾珠絲桿副、支架、機(jī)械零部件構(gòu)成。

9、物件包裝機(jī)構(gòu):主要由井式供料單元、三工位旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、平面軸承、沖壓裝配單元、光電傳感器磁性開關(guān)、電磁閥(日本SMC)、直流減速電機(jī)、支架、機(jī)械零部件構(gòu)成。

10、物料分揀裝置:傳送帶通過三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),在傳送帶端點(diǎn)處設(shè)計(jì)有落料口,通過光電傳感器檢測(cè)物料;傳送帶上裝有三個(gè)出料槽,對(duì)應(yīng)位置有電感傳感器、光纖傳感器等,同時(shí)正對(duì)料槽位置裝有推料氣缸,共計(jì)三個(gè)氣缸。傳送帶采用可拆卸的鋁合金支架。氣缸及附屬傳感器選用SMCSMC或其他名牌廠家正規(guī)產(chǎn)品。

五、軟件及管理系統(tǒng)

1、智能制造生產(chǎn)線虛擬仿真系統(tǒng)

通過本系統(tǒng)軟件了解組成智能制造生產(chǎn)線的電氣、氣動(dòng)、PLC等元件的工作原理并對(duì)機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析進(jìn)行虛擬仿真。通過選擇元件利用符合繪制二維回路圖或利用三維模型在系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)智能制造的動(dòng)作而進(jìn)行虛擬仿真。本系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)工廠的三維仿真使虛擬現(xiàn)實(shí)仿真更加逼真,而且把通過仿真驗(yàn)證的控制邏輯單元可用作監(jiān)視及控制模塊,使能夠?qū)崿F(xiàn)并行工程及軟件、硬件的并行設(shè)計(jì)。

2、云智能實(shí)驗(yàn)室安全管理系統(tǒng)

本平臺(tái)將無線傳輸、信息處理等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用用于自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制。設(shè)備端運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)參數(shù)等上傳至云平臺(tái)。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的傳感層、傳輸層和應(yīng)用層關(guān)聯(lián)掌握數(shù)據(jù)與分析數(shù)據(jù)。

★3、PLC控制編程仿真軟件

提供一個(gè)本設(shè)備專用的工件裝配流程編輯軟件,通過PLC下載口與PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,可以將工件的裝配流程進(jìn)行隨意編輯,并下發(fā)給PLC。每組的三個(gè)工件盒,每個(gè)工件盒的四個(gè)工位都可以設(shè)置成需要的工件,可選編號(hào)、顏色、高度,不同位置可選相同工件。軟件配合PLC和機(jī)器人程序,實(shí)現(xiàn)工件裝配流程的多樣化。

4、實(shí)驗(yàn)室智能電源安全管理系統(tǒng)

實(shí)訓(xùn)室總體智能電源管理系統(tǒng)由主電路、控制電路、檢測(cè)保護(hù)電路、顯示電路、語音報(bào)警電路等組成,整個(gè)實(shí)驗(yàn)室配置一套管理系統(tǒng)。

5、教學(xué)課件資源

(1)小型自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)

(2)S7-1200PLC的認(rèn)知:S7-1200PLC簡(jiǎn)介、S7-1200PLC工作原理及運(yùn)行模式、S7-1200PLC特點(diǎn)、S7-1200PLC擴(kuò)展功能、PLC應(yīng)用技術(shù)人才培養(yǎng);

(3)TIA博圖軟件的使用:TIA 博圖集成軟件開發(fā)平臺(tái)、TIA 博圖集成軟件簡(jiǎn)介、入門實(shí)例;

(4)控制單元的程序設(shè)計(jì)、指令編寫、硬件選型和設(shè)計(jì)、課后思考與練習(xí)等內(nèi)容。模塊至少包括:八路搶答器、三相異步電機(jī)的星三角降壓?jiǎn)?dòng)、運(yùn)料小車往返控制、十字路口交通燈的控制、電動(dòng)機(jī)組的啟停控制、HMI控制液體混合、G120變頻器的電機(jī)控制。

(5)用戶手冊(cè):包括與S7-1200、有關(guān)硬件、軟件和通信的手冊(cè),數(shù)量不少于二十多種。

六、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容:

1、協(xié)作機(jī)器人實(shí)訓(xùn)

(1)機(jī)器人硬件結(jié)構(gòu)認(rèn)知

(2)機(jī)器人安裝與調(diào)試實(shí)訓(xùn)

(3)機(jī)器人示教控制實(shí)訓(xùn)

(4)機(jī)器人 IO 信號(hào)控制實(shí)訓(xùn)

(5)機(jī)器人在線指令編程

(6)機(jī)器人拖動(dòng)示教控制

(7)機(jī)器人腳本編程開發(fā)

(8)編程與機(jī)器人控制

(9)編程機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制

(10)機(jī)器人狀態(tài)信息遠(yuǎn)程采集與運(yùn)維監(jiān)控

(11)第七軸直線導(dǎo)軌調(diào)試

2、氣動(dòng)系統(tǒng)的安裝與調(diào)試項(xiàng)目:

選用該裝置配置的單出桿氣缸、單出雙桿氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸等氣動(dòng)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(dòng)控制元件,可完成下列氣動(dòng)技術(shù)的工作任務(wù):

(1)氣動(dòng)方向控制回路的安裝; 

(2)氣動(dòng)速度控制回路的安裝;

(3)擺動(dòng)控制回路的安裝;     

(4)氣動(dòng)順序控制回路的安裝;

(5)氣動(dòng)機(jī)械手裝置的安裝;  

(6)氣動(dòng)系統(tǒng)安裝與調(diào)試;

3、電氣控制電路的安裝和PLC程序編寫項(xiàng)目:

選用該裝置配置的PLC模塊、變頻器模塊和指令開關(guān)、傳感器等,可完成下列PLC應(yīng)用技術(shù)工作任務(wù):

(1)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的連接與控制程序編寫;

(2)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制電路的連接與控制程序編寫;

(3)氣動(dòng)方向控制程序編寫;   

(4)氣動(dòng)順序動(dòng)作控制程序編寫;

(5)氣動(dòng)機(jī)械手控制程序編寫;   

(6)皮帶輸送機(jī)控制程序編寫;

(7)機(jī)電一體化設(shè)備控制程序編寫; 

(8)自動(dòng)生產(chǎn)線控制程序編寫。

4、機(jī)電設(shè)備安裝與調(diào)試項(xiàng)目

選用該裝置配置的機(jī)電一體化設(shè)備部件、PLC模塊、變頻器模塊和指令開關(guān)、傳感器等,可完成下列機(jī)電設(shè)備安裝和機(jī)電一體化技術(shù)的工作任務(wù):

(1)傳動(dòng)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(dòng)生產(chǎn)線設(shè)備安裝與調(diào)試。

5、自動(dòng)控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試項(xiàng)目

選用該裝置配置的機(jī)電一體化設(shè)備部件、PLC模塊、變頻器模塊和指令開關(guān)、傳感器等,可完成下列機(jī)電設(shè)備安裝和機(jī)電一體化技術(shù)的工作任務(wù):

(1)多種傳感器的安裝與調(diào)試;  

(2)機(jī)械手的自動(dòng)控制;

(3)皮帶輸送機(jī)的自動(dòng)控制;  

(4)機(jī)電一體化設(shè)備的自動(dòng)控制;

(5)PLC控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試; 

(6)自動(dòng)生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試。

6、PLC工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)的安裝及調(diào)試

系統(tǒng)選用西門子PLC主控制器,基于本網(wǎng)絡(luò)通信功能,可完成下列工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線通信技術(shù)訓(xùn)練任務(wù):

(1)PPI網(wǎng)絡(luò)的硬件連接、調(diào)試

(2)PPI網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置、調(diào)試

(3)基于多臺(tái)西門子s7-1200PLC的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)讀寫程序編寫與調(diào)試

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