JG-17A型機器人光機電一體化分揀實訓系統

一、 機器人光電一體化實訓裝置概述

機器人光機電一體化分揀實訓裝置是為了盡快的適應各個領域的發展，能在最少的課時內高質量的完成內容多、理論結合實際結合性強、技術涉及面廣的機電一體化教學課程。符合各院校的教學實驗需求。培養出大量的能熟練掌握及開發運用機器人、 PLC 、變頻器、觸摸屏、傳感器檢測、氣動執行控制、機械設計裝配調試等技術的技術工人、技術員、工程師、輸送到各條戰線。

高速分揀實訓系統。以下簡稱：高速分揀系統。它實現了生產線的傳感檢測、傳輸處理、智能控制、與執行驅動。它涉及到機器人技術、機械技術、微電子技術、電工電子技術、傳感測試技術、接口技術、信息變換技術、網絡通信技術等機電一體化專業的基礎專業知識和基本機電技能要求。

本系統在鋁合金導軌式實訓臺上安裝有送料、機器人搬運、材料分揀的三個基本工作機構單元，構成一個典型的自動生產線的機械平臺。系統機構采用了氣缸驅動、變頻器調速驅動、直流電機驅動。系統的控制方式采用了 PLC 及觸摸屏控制等技術。采用模塊組合式的結構，各工作單元是相對獨立的模塊，并采用了標準結構和抽屜式模塊，具有較強的互換性。

二、產品性能要求

1、高速分揀系統機器人系統

具有 6 個自由度，串聯關節型工業機器人，最大的工作半徑為 500mm ，有效負載 5kg ，重復定位精度± 0.02mm ，機器人本體重量 28kg ，第 1 軸工作范圍為 +170 ° /-170 °，最大旋轉速度 370 ° /s ，第 2 軸工作范圍為 +110 ° /-110 °，最大旋轉速度 370 ° /s ，第 3 軸工作范圍為 +40 ° /-220 °，最大旋轉速度 430 ° /s ，第 4 軸工作范圍為 +185 ° /-185 °，最大旋轉速度 300 ° /s ，第 5 軸工作范圍為 +125 ° /-125 °，最大旋轉速度 460 ° /s ，第 6 軸工作范圍為 +360 ° /-360 °，最大旋轉速度 600 ° /s 。工業機器人示教器及驅控一體機。

2、分揀系統配備有多種類傳感器

★ 3 、理實一體化智能故障考核軟件

理實一體化智能故障考核軟件界面 , 可實現故障設置、故障模擬、學員考核與評份、故障排除等功能。

故障設置和考核系統采用最新 MCU 技術 RAM 處理芯片的數字化集成電路板與配套無線故障設置控制系統，系統穩定、不易感染病毒。

控制模塊 (PC 控制終端或手持移動控制終端 ) 和驅動模塊 ( 智能故障設置驅動盒 ) 分離， 避免復雜連線干擾控制器，系統更加可靠。

驅動模塊內置智能故障設置控制系統，配有專用新型無線數據傳輸模塊 ( 可插拔型 ) 和 RS232 串行通訊接口，可無線組網通訊和 RS232 有線通訊。

手持移動控制終端采用 12.2 英寸高清晰彩色液晶觸控屏，中文菜單式觸控操作界面，人機對 話友好。手持移動控制終端可控制任意一臺帶驅動模塊的實訓設備。

手持移動控制終端不聯網時可作單機操作，當帶驅動模塊的實訓設備無線組網時，手持 移動控制終端可無線進網作為聯網終端，可作學生機登錄實訓與考核的操作終端，也可作教師機登錄出題設故的操作終端。

可通過 PC 控制終端進行實訓考核，也可通過手持移動控制終端進行實訓考核，教師與學員界面分開，教師通過密碼進入教師界面出題，學員在普通界面答題。 ( 注：教師與 學員設故與排故界面原理圖與設備面板原理圖完全一致 ) 可自由設定任意一處與電控模塊引腳有關的各種常見故障，故障類型包括：線路斷 路、對地短路、接觸不良，偶發等故障現象。每套驅動模塊可以設置 8 路大電流 5A 的 開路故障、 16 路小電流 2A 的信號通路的開路、不良、偶發、短路等故障，共 24 路故 障設置。可根據需求擴展設置 64 路大電流 5A 的開路故障、 128 路小電流 2A 的信號通 路的開路、不良、偶發、短路等故障，共 192 路故障設置。可根據用戶使用要求調整故障設置點的數量和故障設置類型。

所有配備驅動模塊的實訓設備，均可通過內置的專用新型無線數據傳輸模塊無線組網，實現遠程集中管理。

用戶可選擇通過無線或 RS-232 串口通訊與其它實訓設備配套的無線故障設置控制系統 組成一個網絡，通過主控計算機控制每一臺實訓設備的故障設置、故障排除、參數設定、 遠程起動、信息反饋、考核評分等功能。

三、 技術參數

1、外形尺寸： 1500 （長）× 800 （寬）× 1300 （高） mm

2、凈重量 / 毛重： 112 Kg / 162 Kg

3、最高分揀速度： 24 次 / 分鐘

4、連續自動分揀運行時間： 24 小時連續分揀次數： 34000 次 / 日

5、額定工作電源： AC ： 220V 50 Hz 總功率： 1.2 Kw

6、額定工作氣壓： 0.3-0.4 MPa

7、工作環境：溫度 -10 ℃～ 35 ℃相對濕度≤ 85%(25 ℃ )

8、 PLC 控制器型號：西門子 S7-200 CPU 226 AC/DC/RELAY 控制器（附編程數據線和編程軟件）

9、標配變頻器： MM420 功率： 0.37Kw

10、觸摸屏： MCGS 7 ” 7062

11、上海 STEP 品牌 SD500 型 工業機器人

12、三相減速電動機： 80YS25GY22 額定電壓： 3 × 220V 功率： 25W 減速比： 1 ： 15

13、靜音空壓機： MB-550W- 9 額定電壓： 220V 功率： 550W 排氣量： 110L/min 壓力： 0.75MPa

14、標配傳感器：電容式接近開關、電感式接近開關、光纖傳感器 ( 放大器 ) 、磁性開關、漫反射光電傳感器

15、配備機械手機構硬件保護電路，防止程序控制錯誤，造成機械損壞。

★ 16 、電工電子虛擬仿真實訓與考核軟件（需提供國家政府機構認可的自主知識產權的證明材料）

采用三維仿真技術的大型仿真實訓軟件。涵蓋模擬電子技術、數字電子技術的主要實訓項目。每個項目可根據需要設有實訓目的、實訓器件、實訓電路、電路原理、通電測試、故障檢測等多種訓練任務。

具有三維可視化、智能化、全交互的特點，集職業性、情境性、過程性、交互性于一身。適用范圍電子技術仿真實驗、應用電子技術仿真實驗實訓、維修電工仿真實訓、電子技能仿真實訓等。

★ 17 、維修電工職業資格考評軟件（需提供國家政府機構認可的自主知識產權的證明材料）

能進行維修電工職業資格模擬考試，題型有單選題，判斷題，操作題，軟件有記時打分的功能，有大量的模擬試題，針對某些新穎，靈活試題會相應的并提供專業級的解題思路。

★ 18 、電氣控制仿真軟件（需提供國家政府機構認可的自主知識產權的證明材料）

以三維仿真交互技術和三維動畫視覺表現及多媒體數字技術為核心，能進行三維電路分析、電氣電路模擬電路考核、綜合技能虛擬實訓、電氣基礎訓練、元器件識別檢測。

★ 19 、工業 4.0 仿真實訓軟件（需提供國家政府機構認可的自主知識產權的證明材料和現場演示）

軟件采用三維建模基于虛擬現實技術的計算機仿真模擬技術，可以進行 PLC 電氣控制仿真、電工電子仿真、氣動仿真、液壓仿真、傳感器仿真等工業常用技術仿真

1） PLC 仿真可以通過 PLC 編程控制模型的相應動作從而完成工序動作包含機械手仿真、自動門仿真、升降機仿真、分揀仿真、正反轉仿真、郵件分揀、流水線、自動分揀等。

2）電工電子仿真

（ 1 ）接線仿真

01具有過載保護的正轉控制接線仿真、 02 雙重互鎖的正反轉控制接線仿真、 05 接觸器星形、三角形控制接線仿真、 06 時間繼電器接線仿真、 07 三相電動機機械制動控制電路仿真

（ 2 ）電路仿真

01具有過載保護的正轉控制仿真、 02 雙重互鎖的正反轉控制仿真、 03 生產機械行程控制電路仿真、 04 自耦降壓起動仿真、 05 接觸器星形、三角形控制仿真、 06 時間繼電器仿真、 07 三相電動機機械制動控制電路仿真、 08 電動機反接制動控制電路仿真、 09 有變壓器全波整流能耗制動控制電路仿真、 10 接觸器控制的雙速電動機調速電路仿真、 12 利用電流繼電器控制繞線式異步電動機起動控制線路仿真、 c620 車床電氣控制仿真，電動葫蘆仿真， z35 搖臂鉆床仿真

（ 3 ）排故仿真

01具有過載保護的正轉控制排故、 02 雙重互鎖的正反轉控制排故、 03 生產機械行程控制電路排故、 04 自耦降壓起動排故、 05 接觸器星形、三角形控制排故、 06 時間繼電器排故、 07 三相電動機機械制動控制電路排故、 08 電動機反接制動控制電路排故、 09 有變壓器全波整流能耗制動控制電路排故、 10 接觸器控制的雙速電動機調速電路排故、 12 利用電流繼電器控制繞線式異步電動機起動控制線路排故、 13c620 車床電氣控制排故、兩地控制連線等

（ 4 ）原理仿真

變壓器工作原理、步進電動機工作原理、單向異步電動機工作原理、電度表工作原理、兩地控制燈電路、鉗型電流表原理、熱繼電器工作原理、伺服電動機工作原理、兆歐表工作原理、塑殼式斷路器工作原理、交流接觸器原理等

（ 5 ）電機拆裝仿真，三相異步機拆分、單相異步機拆分等

（ 6 ）儀器儀表的使用仿真萬用表、雙蹤示波器、信號發生器、頻譜儀、鉗形表等

3）氣動回路仿真

（ 1 ）軟件以氣動經典 22 回路為依據開發出 28 回路的在線及離線仿真

（ 2 ）軟件中設置的 14 路“考考你！”表現為典型氣路設備故障。

（ 3 ）軟件狀態含“模擬運行”“聯機運行”即離線仿真、在線仿真。兩種運行狀態自動切換，當連接外部設備時自動切換為在線仿真，無外部設備連接時為離線仿真即模擬運行。

軟件中離線仿真 13 個回路包括： 1 、單作用氣缸的換向回路（ a ） 2 、雙作用氣缸的換向回路（ a ） 3 、單作用氣缸的速度控制回路（ a ） 4 、單作用氣缸的速度控制回路（ b ） 5 、雙作用氣缸單向調速回路（ a ） 6 、雙作用氣缸單向調速回路（ b ） 7 、雙作用氣缸的速度控制回路一 8 、雙作用氣缸的速度控制回路二 9 、壓力控制回路 10 、計數回路 11 、延時回路 12 、用機械行程閥的單往復控制回路 13 、過載保護回路。

離線、在線自動切換的 15 個回路包括： 1 、單作用氣缸的換向回路（ b ） 2 、雙作用氣缸的換向回路（ b ） 3 、速度換接回路 4 、緩沖回路 5 、互鎖回路 6 、用行程開關的單缸往復運動回路 7 、單缸連續往復動作回路 8 、直線缸、旋轉缸順序動作回路 9 、多缸順序動作回路 10 、雙缸同步動作回路 11 、四缸聯動回路 12 、卸荷回路 13 、或門型梭閥的應用回路 14 、快速排氣閥的應用回路 15 、高低壓切換控制回路。

（ 4 ）設置 14 路“考考你！”當點開了“考考你”對話框回路自動設置故障，當回答正確或關閉“考考你”對話框，故障自動接觸，回路正常仿真。 14 路“考考你”包括模擬故障有： 1 單作用氣缸故障 2 、電磁閥故障 3 、雙作用氣缸故障 4 、調節閥故障 5 、節流閥故障 6 、手動換向閥異常 7 、節流閥堵死故障 8 、行程開關故障 9 過濾三聯件故障 10 、氣容故障 11 、行程閥故障 12 、順序閥故障 13 、行程開關失靈 14 、負載阻力過小

4）液壓回路仿真其界面可清楚的展示液壓元器件的內部結構以及液壓回路的工作過程。液壓傳動原理的動態演示并不少于 18 種動態演示。

a) 多級高壓回路 b) 減壓回路 c) 先導式溢流閥缷荷回路 d) 順序平衡回路 e) 回油節流調速回路 f) 旁路節流調速回路 g) 液壓缸差動連接回路

h) 三位四通電磁換向閥換向回路 i) 液控單向閥鎖緊回路 j) 順序閥控制順序動作回路 k) 壓力繼電器控制順序動作回路 l) 行程開關控制順序同步回路 m) 調速閥控制同步回路 n) 液壓馬達回油節流調速回路 o) 二位四通電磁閥換向回路 p) 手動閥換向回路 q) 速度換接回路 r) 二位二通缷荷

★ 20 、在線課程教育學習系統軟件（需提供國家政府機構認可的自主知識產權的證明材料）

1.在線課程教育學習系統“教、學、做、管、考”等功能的在線教育學習系統，提供遠程 PLC 培訓 , 伺服 , 步進 , 觸摸屏 , 變頻器 , 單片機，數控，機器人，工業組態及網絡通信等全系列自動化技術培訓，不少于造業專業課程 20 門， 2700 個課時。

2、學院教師登錄 : 學院微課發布、學院班級管理、學院學生管理、學院數據中心等模塊。

3、學院登陸窗口：包括學院院系管理、學校老師管理、全校班級管理（可以看到整個班級的學習、考試情況 ）、全校學生管理（可以看到所有學生的學習、考試情況）、微課發布、數據中心（可以看到整個院系的學生學習時長、考試情況、學習記錄和登錄記錄）等模塊

★ 21 、自動化創新物聯網應用云平臺模塊（投標現場演示）

本平臺將物聯網技術運用于電氣自動化信息技術并將數據上傳至云平臺，進行海量數據存儲，并提供豐富的數據分析工具方便更加準確的掌握數據與分析數據。

1）數據云系統上傳 2 ）手機 app 數據查詢 3 ）歷史數據查詢 4 ）數據分析統計 5 ）短信報警 6 ）微信報警 7 ）微信反向控制 8 ）二次開發

★（ 1 ）物聯網自動化應用軟件（需提供國家政府機構認可的自主知識產權的證明材料）

1）數據顯示顯示輸入電壓監控，輸出電壓監控，輸入開關監控，輸出開關控制以及輸入電壓模擬量實時數據，可根據實際需求添加 128 路。

2）控制：控制啟動停止開關的開和關，輸出電壓值的給定，可根據實際需求添加 128 路。

3）歷史數據：顯示輸入輸出電壓值的歷史數據，可按時、天、月進行查詢歷史數據曲線，以及歷史數據表格，可表格數據導出處理。

4）設備報警：對設備急停按鍵做的模擬設備故障報警進行微信報警，同時可以實現短信及郵箱報警。報警范圍包括模擬量，開關量的上下線、閥值等狀態進行設置報警。

（ 2 ）終端包含： 1 ）數據顯示畫面：畫面顯示輸入電壓數值，輸出電壓監控，開關狀態輸入，開關控制輸出，以及云端連接二維碼。 2 ）聯網設置界面：設置現場數據連接云平臺后臺數據庫管理

四、高速分揀實訓系統實訓項目

A、氣動系統的安裝與調試

（ 1 ）氣動方向控制回路的安裝

（ 2 ）氣動速度控制回路的安裝

（ 3 ）氣動順序控制回路的安裝

（ 4 ）氣動機械手的安裝

（ 5 ）氣動系統氣路的連接

（ 6 ）磁性開關的位置調整

（ 7 ）氣動系統調試

（ 8 ）擺動控制回路的安裝

B、變頻器的安裝與調試

（ 1 ）變頻器與交流電機主電路的連接

（ 2 ）變頻器面板的參數設置與操作

（ 3 ）變頻器面板控制交流電機調速

（ 4 ）通過變頻器外部端子控制電機啟停

C、機電設備的安裝與調試

（ 1 ）傳動裝置同軸度的調整

（ 2 ）皮帶輸送機的安裝與調整

（ 3 ）搬運機械手設備安裝與調試

（ 4 ）物件分揀設備的安裝與調試

（ 5 ）送料設備的安裝與調試

（ 6 ）自動生產線設備安裝與調試

D、電氣控制電路的安裝與 PLC 編程

（ 1 ）電動機正反轉控制電路的連接與程序編寫

（ 2 ）電動機調速控制電路的連接與程序編寫

（ 3 ）皮帶輸送檢測程序編寫

（ 4 ）氣動順序動作控制程序編寫

（ 5 ）氣動機械手控制程序編寫

（ 6 ）機電一體化設備控制程序編寫

（ 7 ）自動生產線控制程序編寫

E、自動控制系統的安裝與調試

（ 1 ）多種傳感器的安裝與調試

（ 2 ）皮帶輸送檢測的自動控制

（ 3 ）機械手的自動控制

（ 4 ）機電一體化的自動控制

（ 5 ） PLC 控制系統的安裝與調試

（ 6 ）自動生產線的安裝與調試

F、觸摸屏基本控制及設置

（ 1 ）觸摸屏的接線和基本參數設置；

（ 2 ）基于觸摸屏控制方式的基本指令編程

（ 3 ） PLC 、觸摸屏與變頻器通信控制。

G、工業機器人實訓

工業機器人示教單元使用

工業機器人基本指令操作與位置點設置

工業機器人軟件使用

工業機器人工件的跟蹤抓取

工業機器人成品組裝與入庫

五、基本配置

實訓桌 鋁型材

序號	名稱	主要元件或型號、規格	數量
1	實訓桌	1500 mm（長）× 800 mm （寬）× 810 mm （高）	1張
2	觸摸屏模塊	7英寸；含觸摸屏 -PLC 通訊線	1塊
3	PLC控制器	S7-200 CPU 226 AC/DC/RELAY繼電器輸出	1只
4	變頻器模塊	MM420功率： 0.37KW	1只
5	電源模塊	單相電源總開關 1 只； 熔斷器 2 只； 單相電源插座 2 個； 直流電源 DC:24V 2.7A 1 只	1組
6	按鈕模塊	按鈕黃、綠、紅各 2 只； 指示燈黃、綠、紅各 2 只； 急停按鈕 1 只；轉換開關 2 只，蜂鳴器 1 只，	1套
7	送料機構	支架 1 套；電容傳感器 1 只；三相減速電機（ 220 V ，減速比： 1 ： 15 ） 1 臺，傳送帶 1 根。	1套
8	6自由度工業機器人	SD500工業機器人本體， SRPT1000 型示教器， SRC3.1 - SD500 型驅控一體機。	1套
9	分揀機構及物料暫存橋架	單出桿氣缸 3 只，金屬傳感器 1 只，光傳感器 1 只，電容傳感器 1 只，磁性開關 3 只，物件導槽 3 個，單控電磁換向閥 3 只，光電傳感器 1 只支架 1 套； 平皮帶 1400 × 100 × 1.5 mm 1 條；三相減速電機（ 220 V ，減速比： 1 ： 15 ） 1 臺	1套
10	接線端子模塊	接線端子和回型安全插座	1塊
11	分揀物料	金屬，白色塑料、黑色塑料	各 7 個
12	回型插頭連接線	紅 1m 、綠 1m ； 紅 0.6m 、綠 0.6m 、蘭 0.6m ；黑 0.4m 、綠 0.4m	各 10 根
13	靜音空氣壓縮機	MB-550W- 9 額定電壓： 220V 功率： 550W 排氣量： 110L/min 壓力： 0.75MPa	1臺
14	熔斷器	RT28（ 5A ） 2 只；保險管（ 2A ） 2 只	1套
15	氣管	Φ 4 氣管，氣管為顏色隨機，每臺配有足量氣管	1套
16	PLC編程線纜	PC-PPI編程線	1條
17	觸摸屏 USB 編程線	迷你型 USB 端口轉換線（下載線）	1條
18	配套工具	內六角扳手 1 套、螺絲刀 1 套、萬用表 1 只	1套
19	編程軟件及參考程序（光盤）	PLC編程軟件 V4.0 STEP 7 MicroWIN SP9 、 PLC 參考程序 觸摸屏編程軟件觸摸屏參考程序	1套

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