五组站工业机器人自动化生产线实训装置
一、系统概述
工业机器人自动化生产线实训装置是将电气控制、机电一体化、工业机器人编程调试等多种智能制造类先进技术进行有机地结合，并具有一定的实践操作价值。实训装置中学生可以学习到PLC、变频器、触摸屏、伺服系统、步进电机、气动控制、光纤检测、工业机器人编程与调试等学科技术。智能制造产业是制造业的核心，同时随着企业转型升级快速发展，机电一体化技术人才的需求量也因此大幅度增加，相关院校培养机电一体化类专业的毕业生就业范围很广，主要从事设备的安装、调试、维修、销售及管理，是社会需要的复合型高新技术人才。
该套设备是基于《国家中长期人才发展规划纲要》对经济社会发展重点领域急需紧缺专门人才及创新型科技人才的培养要求，依据国家相关职业工种培养及鉴定标准，结合中国当前制造业的岗位需求开发设计而成。该套系统以“工作站”(Working Station）形式综合体现智能制造“工作单元”（Working Unit）、电气装配台、机械装配台、工具资料柜及其他附属工作设施，操作者不但在工作中培养训练了智能制造专业技能，同时也提高了职业素养中的社会能力与方法能力。
工作站”的核心是“工作单元”，由MPS模块化生产线设备组成，共分为颗粒上料、加盖拧盖、检测分拣、6轴机器人和成品入仓五个基本工作单元和几个扩展单元组成，工作单元由工业机器人、PLC及特殊功能模块、变频器、伺服驱动、步进驱动、气动元件、触摸屏等工业控制器件构成。操作者必需具备机械装调、电气管路连接、程序设计、工业机器人应用、传感器装调、电气和机械系统的检修排故、触摸屏组态等现代制造业岗位必要的技能才能完成实训要求。设备技术涵盖面广，定位前瞻，是机电一体化、电气控制、自动化等专业教学实习、技能鉴定和技能竞赛的绝佳载体。
二、产品结构
每个独立的工作站是由实训桌、执行机构和电气控制部分构成，共分为五个工作站。
每个工作站采用冷轧钢板折弯焊接，表面静电喷塑，防火、防水、防腐蚀。实训桌下方装有四个万向轮和四个可调脚，万向轮移动时用，可调脚固定时用。实训桌台面是用铝型材拼接而成，方便学生将工件在其上任意位置、任意方式地安装，而不局限于在给定的孔位上按给定的方式安装。
电气控制部分斜装于实训桌正下方，可很方便地取、卸。挂板上装有PLC、变频器等电器元件，统一由电缆线及快速插头与实训桌上的执行机构连接。
三、产品特点
1.系统应用综合性
系统包括了智能装配系统、自动装箱系统、自动化立体仓库及智能物流系统、自动检测系统、生产过程控制系统等子系统。
2.知识技能全面性
设备涉及工业机器人应用、PLC及特殊功能模块、触摸屏应用、PLC与PLC通讯、PLC与机器人通讯、伺服系统、变频器、光纤检测、气动控制、机械装调等机电技术知识。
3. 组合灵活性
①设备按功能化分为5个单元，可灵活搭配；
②模块化的设计，可以模块装调，位置灵活调整，总装连接迅速方便；
③单元中自由组合模块连接进行实训；
四、实训项目
(一)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6轴机器人的基本动作控制
11.利用脉冲指令对步进电机控制
12.PLC对6轴工业机器人自动控制
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
(二)人机界面系统实训
16.软件安装 17.窗口组态
18.工程制作与下载
19.PLC寄存器连接
20.简单动画组态 21.报警组态
22.数据存储于PLC或HMI的用法
23.触摸屏监控各工作单元设备
24.触摸屏对整体实训流程监控与管理
25.通过触摸屏对整套系统参数设置
26.触摸屏对系统报警代码查询与处理
27.触摸屏实现故障设置于诊断排除
(三)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.多段速电机控制实训
9.瞬时停电启动控制实训
10.面板参数复制实训
11.多位置定位参数调节
(四)机器人系统实训
1.6轴机器人软件操作
2. 程序编写 3. 原点与复位
4. 点示教实训 5. 与PLCI/O通讯实训
6.网络IO监控机器人工作状态
7.6轴机器人位置变量使用实训
8. 抓手控制实训 9. 位置运算实训
(五)步进电机应用实训
步进电机接线操作
步进驱动器参数设置修改
升降台模块升降定位实训
步进系统控制实训
(六)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
(七)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
(八)网络部分实训
1.RS485网络实训
2.触摸屏通过PU控制变频器实训
3.PLC通过RS指令控制变频器实训
4.PLC、触摸屏与变频器通讯控制
5.N：N网络搭建与调整实训
6.现场总线网络操作与设置
7.现场总线网络搭建入门
(九)机械部分
1.循环选料模块的装调
2.颗粒上料模块的装调
3.输送带模块的装调 4.加盖模块的装调
5.拧盖模块的装调 6.检测模块的装调
7.升降台A模块装调 8. B模块装调
9.堆垛机模块装调 10.成品仓库模块装调
(十)系统调试
1.挂板控制板安装接线实训任务
2.单元模型接线与气路连接调试工作
3.工艺要求实训
1、颗粒上料
空瓶被人工摆放在上料皮带（短皮带由直流电机驱动）上，启动运行后，瓶子被逐个运送到填装颗粒的输送皮带上（长皮带由直流电机驱动）；
同时循环选料输送带（由变频电机驱动）启动，多个颗粒在输送带上循环移动，通过色标传感器对颗粒的颜色进行分辨，当出现被选颜色颗粒时，待该颗粒进入下一条输送带后，电机反转将该物料停放于颗粒搬运机构的正下方；
当空瓶经过填装机构下方时，通过定位气缸对瓶子定位，然后颗粒搬运机构启动搬运流程对空瓶填装颗粒，空瓶被加入三个颗粒，继续随长皮带前进
2、加盖拧盖
被加满液体（或填装颗粒后）的瓶子通过输送带（带由直流电机驱动）被输送到加盖机构后，通过定位气缸对瓶子定位，加盖机构启动加盖流程，完成加盖动作；加上盖的瓶子继续被送往拧盖机构，到了拧盖机构下方后，通过定位气缸对瓶子定位，拧盖机构启动，将瓶盖拧紧，继续随长皮带前进。
3、检测分拣
拧盖后的瓶子经过此单元进行检测，在检测皮带
（长皮带由直流电机驱动）上前进，检测内容；
1）回归反射传感器检测瓶盖是否拧紧；
2）龙门机构水对射传感器检测瓶子内部液位是否符合
要求（配合液体灌装流程）；龙门机构对射光纤传感
器检测瓶子内部颗粒数量是否符合要求（配合颗粒上
料流程）；龙门机构上方的颜色光纤传感器对拧盖颜
色进行识别；瓶子通过龙门后即检测完毕，继续随长
皮带前进；
拧盖、液位（或颗粒数量）不合格的瓶子被分拣
机构推送到废品皮带上（短皮带带由直流电机驱动）；
拧盖与液位均合格的瓶子被输送到皮带末端，等待机
器人搬运。
4、搬运包装
通过六轴机器人对经过检测分拣单元检测合格的灌装瓶进行搬运装箱，在箱子中装入4个瓶子后；
机器人用双吸盘进行加盖；
机器人用一个或两个吸盘在盒盖上贴上和箱子中瓶子的盖子颜色相对应的标签以显示箱子内的摆放情况；
2个箱体升降台存储箱子和箱盖，并由步进电机晚上升降台的升降；
机器人拾取视觉单元输送的标签贴到箱盖上。
第6点是只有选配了视觉检测单元才能实现的功能。
5、成品入仓单元
两轴伺服电机控制堆垛机的位置；
堆垛机上有双吸盘和气缸组成用于抓取六轴机器人单元所完成的箱子；
通过脉冲定位控制和仓位传感器的配合，成品箱子被堆垛机依次放入仓库的仓位中，直到仓库被堆满。
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