·设备外观

·设计简述

    随着现代制造业和服务业的转型升级，工业机器人在测量检验、包装、分拣处理、搬运、码垛、填装、机器上下料、装配、金属切割、焊接、喷涂等领域得到了越来越多的应用。在不同领域的应用会对机器人的安装、编程、调试人员提出了不同的要求。
    根据这一工作的需要设计了多机器人制造系统实训装置，包括了6个工作站，12道生产工序。6个工作站分别是上料站、组装雕刻站、加盖站、自动锁螺丝站、搬运码垛站、仓储工作站、视觉检测工作站。12道工序分别是输送托盘上料、A工件上料、B工件上料、A1工件装配、B1工件装配、A1工件雕刻、B1工件雕刻、加盖、视觉检测、自动锁螺丝、成品码垛、仓储等。适合高等院校、职业院校、技工学校等机器人工程、工业机器人技术、机电技术应用（工业机器人方向）、工业机器人技术应用、工业机器人应用与维护等相关专业的《机器人与控制技术》、《运动控制》、《自动化技术》等课程实训教学。

·主要参数

    1.工作电源：单相三线AC220V±10%  50Hz；
    2.工作环境：温度：-10～50℃；环境湿度：≤90％无水珠凝结；
    3.气源压力：0.4Mpa～0.6Mpa；
    4.装置容量：≤10kW；
    5.外形尺寸：6000mm*1760mm*1500mm；
    6.安全保护措施：具有接地、漏电压、漏电流保护，安全指标符合国家标准。

·组成及功能

    装置主要由6个工作站组成、每个工作站都配有输送单元、输送定位装置、工业机器人、各自工作站的功能结构等。
    整个装置的工艺流程是对四种不同的工件通过输送单元到达各个工作站进行组装、雕刻、装配、码垛等工作。
(一) 工业机器人 
    1.工业机器人本体
    ER3A-C60，机器人负载3kg，工作半径628mm，工作范围轴1 ±167°速度230°/s轴2 +90°～ -130°速度230°/s轴3 +101°～-71°速度250°/s轴4 ±180°速度320°/s轴5 ±113°速度320°/s轴6 ±360°速度420°/s ；重复定位精度0.02mm。机器人可地面安装、支架安装、倒置安装。
    2.机器人控制器
    配有电源开关、急停按钮和手自动切换钥匙开关和运行指示灯、报警指示灯和电源指示；内置数字量不少于12DI/12DO，4AI/4AO，精度12位；配套USB、LAN、RS232、Ethernet通讯组件；具有急停异常、伺服异常、安全维护、起弧异常、用户坐标异常、工具坐标异常等异常检出功能；电源电压单相220V，频率50Hz-60Hz；工作环境温度范围0℃/+45℃；工作环境相对湿度最高95%（无凝露）。
    3.机器人示教器
    采用图形化彩色触摸屏，至少有16个薄膜键盘、1个急停按钮，能够进行热插拔，运行时可插拔；支持和机器人本体配套，示教盒控制电路的主要功能是对操作键进行扫描并将按键信息送至控制器,同时将控制器产生的各种信息在显示屏上进行显示。
(二) 上料站
    主要功能是将输送料盘搬到输送带上，再分别将工件A或工件B搬到料盘上输送到一个工作站。该工作站主要包含了输送单元、工业机器人、两套搬运夹具、输送定位装置、输送传动单元、PLC等电气控制系统。
(三) 组装雕刻站
    主要的功能是把本站的小工件装配到输送线过来的大工件内并对小工件根据工业机器人预先设计的图案进行雕刻。该工作站主要包括了输送单元、工业机器人、小工件搬运夹具、雕刻系统、工件库、输送定位装置、输送传动单元、PLC等电气控制系统。
(四) 加盖站
    主要功能是将前面组装和雕刻好的工件进行加盖。该工作站主要包括了输送单元、工业机器人、工件库、夹具套件、输送定位装置、输送传动单元、PLC等电气控制系统。
(五) 自动锁螺丝站
    主要功能是将前面装配好的工件对其四个角落锁上螺丝，该锁螺丝机构为全自动。该工作站主要包括了输送单元、工业机器人、自动锁螺丝机、输送定位装置、PLC等电气控制系统。
(六) 搬运码垛站
    主要功能是将前面装配好的工件进行堆垛，堆垛完成后并送入立体仓库内。该工作站主要包括了输送单元、工业机器人、码垛周转台、立体仓库、工件搬运夹具、堆垛夹具、输送定位装置、PLC等电气控制系统。
(七) 视觉检测站
    视觉检测采用 CCD 拍照检测，有效像素数 640*480，彩色检测，摄像面 积 4.8mm*3.6mm，场景数 128 个，可存储图像数 270 张，可利用流程编辑功能制 作处理流程，支持串行 RS-232C 和网络 Ethernet 通讯，提供高速输入 1 点、高速 输出 4 点、通用输入 9 点和通用输出 23 点的并行通信，提供 DVI-I 监控输出 2) 提供环形光源，内圆直径 40mm，外圆直径70mm，供电电压 24V，供电电流 440mA
(八) 输送单元
    主体框架采用工业标准4040型材拼装而成，输送带采用PVC材质，选用高强力优质全棉、尼龙、聚酯帆布作带芯，色泽适度，轻巧耐用。配有交流电机、传感器等器件，用于传输箱体，可进行机器人跟踪抓取工件。
(九) 可编程控制器和变频器
      选项一：
    采用三菱第3代小型可编程控制器FX3U-32MR/ES-A，供电电压AC100～240V，集成16路数字量输入（DC24V,5～7mA，漏型・源型可切换）/16路数字量输出（继电器输出），内置64000步RAM存储器、7680点辅助继电器、512点定时器、2点模拟量电位器、高速计数器，集成RS422接口，支持RS232、RS422、RS485、N:N网络、MODBUS、CC-Lin通讯，配有通信编程电缆。
    采用三菱第3代小型可编程控制器FX3U-48MT/ES-A，供电电压AC100～240V，集成24路数字量输入（DC24V,5～7mA，漏型・源型可切换）/24路数字量输出（晶体管输出），内置64000步RAM存储器、7680点辅助继电器、512点定时器、2点模拟量电位器、高速计数器，集成RS422接口，支持RS232、RS422、RS485、N:N网络、MODBUS、CC-Lin通讯，配有通信编程电缆。
    采用三菱D700系列变频器D720S，功率0.4kW，供电电压1AC～220V，输出频率0.2～400Hz，精度0.01%。集成5路数字量输入，1路继电器输出，1路集电极开路输出，2路模拟量输入（0～5V，0～10V，4～20mA），1路模拟量输出（0～10V）；支持Modbus RTU通讯。具有通用磁通矢量控制、V/F控制、最佳励磁控制；具备欠电压、过电压、过载、接地故障、短路、堵转、缺相、电机过温、变频器过温、参数错误等保护功能。
    选项二：
    采用西门子高性价比小型PLC产品S7-200 Smart CPU SR30，供电电压AC85～264V，集成18路数字量输入（DC24V 4mA，漏型・源型可切换）/12路数字量输出（继电器输出），内置18KB程序存储器、12KB数据存储器、10KB保持性存储器、6个高速计数器（最大200KHz），集成RS485接口、以太网接口，支持RS232、RS485、MODBUS、USS、自由口通讯、S7协议通讯、PROFIBUS等通信，配有通信编程电缆。
    采用西门子高性价比小型PLC产品S7-200 Smart CPU SR40，供电电压AC85～264V，配有集成24路数字量输入（DC24V 4mA，漏型・源型可切换）/16路数字量输出（继电器输出），内置24KB程序存储器、16KB数据存储器、10KB保持性存储器、6个高速计数器（最大200KHz），集成RS485接口、以太网接口，支持RS232、RS485、MODBUS、USS、自由口通讯、S7协议通讯、PROFIBUS等通信，配有通信编程电缆。
    采用西门子基本型变频器V20，功率0.37kW，供电电压1AC～230V，输出频率0～550Hz，精度0.01Hz。带有RS485通信接口，集成4路数字量输入，2路继电器输出，2路模拟量输入（±10V，0～10V，0～20mA，12位分辨率），1路模拟量输出（0～20mA）；具有线性V/F控制、平方V/F控制、可编程多点设定V/F控制，磁通电流控制、电压/频率控制等工作模式；可进行PID控制、BICO功能、多脉冲高转矩启动模式、单脉冲高转矩启动模式、防堵模式、多泵控制、弹性电压提升控制、摆频功能、滑差补偿、双斜坡、PWM调制；具备霜冻保护、冷凝保护、气穴保护、动能缓冲、负载故障检测功能。
（十）气动系统
    气动系统主要由空气压缩机、气源处理件、气动控制系统、气动执行机构、气动附件组成。
    采用奥突斯空气压缩机，供电电压AC220V，功率550W，工作压力0.2-0.8MPa可调。
（十一）电脑桌
    主体部分采用工业标准铝型材（规格30*30）组装而成，封板采用1.5mm冷轧钢板喷塑处理；
    桌面上方设置有显示器围栏，采用1.5mm冷轧钢板冲φ6.5mm工艺孔，既美观又实用，防止显示器坠落；
    键盘架采用ABS塑料一次性压制而成，个性化圆角R设计避免撞伤，带有储物笔盒，通过加重型轴承导轨吊装在桌面板下方，抽出缩回自如，尺寸480mm*230mm*40mm。
    桌体配有4个带刹车万向轮，方便电脑桌移动和固定。2寸双轴承结构，直径50mm，轮宽25mm，高度75mm，螺杆M10*25。
    尺寸：600mm*560mm*1000mm（桌面离地800mm)。

·实训项目

    1.工业机器人底座的安装与调试技术
    2.工业机器人安装与调试技术
    3.工业机器人夹具安装与调试技术
    4.工业机器人本体与控制器之间的电气连接与调试技术
    5.工业机器人示教调试
    6.工业机器人基本指令操作与位置点设置；
    7.通过I/0板对机器人运作的控制
    8.机器人控制数据库的建立和应用
    9.工业机器人装配运行的编写
    10.可编程控制器程序的编写和设计
    11.能够按照机器人操作规程对机器人进行安全检查
    12.根据系统的异常，机械故障进行简单的维修和保养
    13.工业机器人的日、周、月检查与维护
    14.供料站技术应用实训
    15.装配加工站技术应用实训
    16.螺丝装配站技术应用实训
    17.搬运码垛站技术应用实训
    18.视觉检测站技术应用实训
    19.气动夹具技术应用实训
    20.气动控制回路的安装及调试
    21.电控气动阀的工作原理及应用
    22.气源组件的工作原理及应用
    23.气缸的工作原理及应用
    24.机械夹具应用技术实训
    25.电动夹具应用技术实训
    26.传送带传动技术应用实训
    27.基本编程指令练习
    28.数据传输功能实验
    29.定时、计数、移位功能实验
    20.比较功能实验
    31.跳转功能的应用实验
    32.子程序调用功能的应用实验
    33.中断控制功能的应用实验
    34.PLC程序编程与调试

·配置清单