一、產品概述
       機電一體化綜合實訓考核裝置是一種典型的機電一體化產品，所涉及的知識領域涵蓋維修電工技師、高級技師，自動化控制、運動控制等技術。設備綜合運用工業機器人應用技術、PLC及特殊功能模塊技術、觸摸屏應用技術、通信應用技術、交流伺服應用技術、交流變頻應用技術、傳感器應用技術、氣動控制技術、機械裝調技術機電一體化高新技術的綜合應用。通過模塊化的設計，每個單元可以單獨安裝、調試、運行、教學、實訓，學員可以從模塊化到整個單元、從單機到聯機、從簡單到復雜得學習各種機電一體化技術。整個設備共有多個單元，通過不同單元配置形式可以得到多種不同功能設備，從而實現不同的教學內容。適合于各類職業院校、技工院校用于機電一體化、工業自動化及維修電工高級技術的實訓考核。
       機電一體化綜合實訓考核裝置由智能裝配生產系統、自動包裝系統、自動化立體倉庫及智能物流系統、自動檢測機質量控制系統、生產過程數據采集及控制系統等子系統5個單元組成。該設備由開放式實訓平臺、顆粒上料單元、加蓋擰蓋單元、檢測分揀單元、6軸機器人單元、成品入倉單元等組成。系統采用PLC工業網絡通信技術實現系統聯動，再現工業自動生產線中的供料、搬運、輸送、分揀入庫等過程。學生根據學習需求按照實訓項目要求選擇需要的部件進行安裝，注冊各種不同的生產過程設備。能較好地滿足項目教學法。通過該實訓系統的工作任務訓練，能較好地充分鍛煉操作者團隊協作能力、調試能力、工程實施能力和安全意識。突出強調技術的綜合運用。

二、技術性能
1.交流電源：三相四線（或三相五線）～380 V±10% 50Hz
2.工作環境：溫度-10～50℃ 環境濕度≤90% 無水珠凝結
3.各模塊尺寸：600mm×860mm×1500mm
3.外形尺寸約：3500mm×800mm×1500mm（長×寬×高）
4.裝置容量：≤3.0kVA
5.安全保護功能：急停按鈕，漏電保護，過欠壓保護，過流保護，過熱保護。
三、各個單元配置及功能如下
1、    顆粒上料單元
主要由掛板控制板、上料輸送皮帶、主輸送模塊、循環選料模塊、上料填裝模塊、實訓桌組成，可進行PLC控制、變頻器控制、直流電機控制、傳感器設置、氣動元件原理等多項實訓項目。控制流程如下：
上料輸送皮帶逐個將空瓶輸送到主輸送帶；同時循環選料將料筒內的物料推出，對顆粒物料根據顏色進行分揀；當空瓶到達填裝位后，頂瓶裝置將空瓶固定，主皮帶停止；上料填裝模塊將分揀到位的顆粒物料吸取放到空瓶內；瓶子內物料到達設定的顆粒數量后，頂瓶裝置松開，主皮帶啟動，將瓶子輸送到下一個工位。此單元可以設定多樣化的填裝方式，可從物料顏色（2種以上）、顆粒數量（1～4粒）進行不同的組合，產生不低于8種填裝方式。
2、加蓋擰蓋單元
主要由掛板控制板、輸送模塊、加蓋模塊、擰蓋模塊、實訓桌組成，可進行PLC控制、傳感器設置、氣動元件原理、機械裝調等多項實訓項目。滿足控制流程如下：
瓶子被輸送到加蓋模塊下，加蓋位頂瓶裝置將瓶子固定，加蓋機構啟動加蓋流程，將蓋子（白色或藍色）加到瓶子上；加上蓋子的瓶子繼續被送往擰蓋機構，到擰蓋模塊下方，擰蓋位頂瓶裝置將瓶子固定，擰蓋機構啟動，將瓶蓋擰緊。
3、檢測分揀單元
主要由掛板控制板、主輸送模塊、龍門檢測模塊、輔輸送帶組件、分揀機構、實訓桌組成，可進行PLC控制、傳感器設置、傳感器組合檢測、氣動元件原理、機械裝調等多項實訓項目。滿足控制流程如下：
擰蓋完成的瓶子經過此單元進行檢測：回歸反射傳感器檢測瓶蓋是否擰緊；龍門機構檢測瓶子內部顆粒是否符合要求；對擰蓋與顆粒均合格的瓶子進行瓶蓋顏色判別區分；擰蓋或顆粒不合格的瓶子被分揀機構推送到廢品皮帶上（輔皮帶）；擰蓋與顆粒均合格的瓶子被輸送到皮帶末端，等待機器人搬運。
4、六軸機器人單元
主要由掛板控制板、升降臺A模塊、升降臺B模塊、有效負載不低于3KG的六軸機器人及控制器、實訓桌組成，可進行PLC控制、六軸機器人控制、步進驅動器系統控制、氣動元件原理、機械裝調等多項實訓項目。滿足控制流程如下：
兩個升降臺模塊存儲包裝盒和包裝盒蓋；A升降臺將包裝盒推向物料臺上；六軸機器人將瓶子抓取放入物料臺上的包裝盒內；包裝盒4個工位放滿瓶子后，六軸機器人從B升降臺上吸取盒蓋，蓋在包裝盒上；六軸機器人根據瓶蓋的顏色對盒蓋上標簽位分別進行貼標，貼完4個標簽等待成品入倉單元入庫；
5、成品入倉單元
主要由掛板控制板、堆垛機模塊、成品倉庫模塊、實訓桌組成，可進行PLC控制、伺服系統控制、傳感器智能系統控制、氣動元件原理、機械裝調等多項實訓項目。滿足控制流程如下：
堆垛機模塊把機器人單元物料臺上的包裝盒體吸取出來，然后按要求依次放入倉儲相應倉位。2×3的倉庫每個倉位均安裝一個檢測傳感器，堆垛機構水平軸為一個精密轉盤機構，垂直機構為渦輪絲桿升降機構，均由精密伺服電機進行高精度控制。
四、設備可完成的實訓項目
1、有機融合了機械技術、傳感器技術、交流電動機變頻調速和步進電機驅動控制、觸摸屏技術、PLC控制及通信網絡等技術，體現了現代制造業生產過程的特征。
顆粒上料單元的安裝與調試的實訓；
加蓋擰蓋單元的安裝與調試的實訓；
檢測分揀單元的安裝與調試的實訓；
六軸機器人單元的安裝與調試的實訓；
成品入倉單元的安裝與調試的實訓；
機電一體化項目的安裝與調試的實訓；
2、整體結構采用開放式和拆裝式，能方便地更換模塊，按具有生產性功能和整合學習功能的原則確定模塊內容，使教學或競賽時可方便的選擇需要的模塊。設備的擴展性和升級性強。
3、用于教學，可按工作過程導向，工學結合的模式規劃教學活動，完成以下工作任務：
PLC部分：
（1）PLC編程軟件應用
（2）PLC基本指令的應用
（3）PLC功能指令的應用
（4）PLC步進指令的應用
（5）PLC控制傳輸帶啟停
（6）PLC判斷多種物料屬性
（7）PLC判斷物料放置位
（8）PLC對傳輸帶運行的定位控制
（9）PLC對傳輸帶的混合定位控制
（10）PLC對六軸機器人的基本動作控制
（11）利用脈沖指令對步進電機控制
（12）PLC對六軸工業機器人自動控制
（13）PLC對堆垛機模塊升降控制
（14）PLC對倉庫出庫入庫自動控制
（15）PLC對倉庫間倉位調配的控制
人機界面系統實訓：
（1）軟件安裝
（2）窗口組態
（3）工程制作與下載
（4）PLC寄存器連接
（5）簡單動畫組態
（6）報警組態
（7）數據存儲于PLC或HMI的用法
（8）觸摸屏監控各工作單元設備
（9）觸摸屏對整體實訓流程監控與管理
（10）通過觸摸屏對整套系統參數設置
（11）觸摸屏對系統報警代碼查詢與處理
（12）觸摸屏實現故障設置于診斷排除
變頻器系統實訓：
（1）變頻器基本接線操作
（2）變頻器功能參數設置與操作
（3）PU操作及外部操作
（4）多檔轉速的PLC控制
（5）電機正反轉運動控制
（6）速度定位系統實訓
（7）變頻器的外部運行、組合運行實訓
（8）多段速電機控制實訓
（9）瞬時停電啟動控制實訓
（10）面板參數復制實訓
（11）多位置定位參數調節
機器人系統實訓：
（1）六軸機器人軟件操作
（2）六軸機器人程序編寫
（3）六軸機器人原點與復位
（4）六軸機器人點示教實訓
（5）六軸機器人與PLC I/O通訊實訓
（6）網絡IO監控機器人工作狀態
（7）六軸機器人位置變量使用實訓
（8）六軸機器人抓手控制實訓
（9）六軸機器人位置運算實訓
步進電機應用實訓：
（1）步進電機接線操作
（2）步進驅動器參數設置修改
（3）升降臺模塊升降定位實訓
（4）步進系統控制實訓
交流伺服系統實訓：
（1）交流伺服系統基本接線操作
（2）放大器參數設置
（3）反饋與脈沖數觀察
（4）脈沖輸入控制正反轉
（5）帶速度反饋的脈沖控制正反轉
（6）故障代碼的熟悉與排除
傳感器部分實訓：
（1）數字光纖傳感器對單一顏色分揀實訓
（2）光電傳感器實訓
（3）磁性開關實訓
（4）對射型與反射型傳感器的應用
網絡部分實訓：
（1）RS485網絡實訓
（2）觸摸屏通過PU控制變頻器實訓
（3）PLC通過RS指令控制變頻器實訓
（4）PLC、觸摸屏與變頻器通訊控制
（5）N：N網絡搭建與調整實訓
（6）現場總線網絡操作與設置
（7）現場總線網絡搭建入門
機械部分：
（1）循環選料模塊的裝調
（2）顆粒上料模塊的裝調
（3）輸送帶模塊的裝調
（4）加蓋模塊的裝調
（5）擰蓋模塊的裝調
（6）檢測模塊的裝調
（7）升降臺A模塊的裝調
（8）升降臺B模塊的裝調
（9）堆垛機模塊的裝調
（10）成品倉庫模塊的裝調
系統調試：
（1）掛板控制板安裝接線實訓任務
（2）單元模型接線與氣路連接調試工作
（3）工藝要求實訓
五、配置清單

附表一  工具配置

附表二  耗材配置

六、技術指標
1、額定電壓：AC380V ±10%
2、額定功率：≥3.3KW
3、環境濕度：≤90%
4、安全保護功能：急停按鈕，漏電保護，過流保護等用電安全保護功能
5、PLC: FX3GA-60MR/ES-A
普通輸入：36 點 普通輸出：24 點
高速輸入：2 路 100K
輸入電源：DC24V
輸出方式：繼電器
外形尺寸不小于：220*90*88mm
溫度：低溫：-40～-5°C，高溫：55～70°C
濕度：95%
氣壓：70～106kPa
正弦振動：
位移：3.5（5-9Hz）mm
加速度：10（9-150Hz）m/s^2 隨機振動；
頻率范圍：5-200Hz
振動方向：X/Y/Z
運算控制方式：循環掃描方式、中斷命令
輸入輸出控制方式：批處理方式（執行 END 指令時），有 I/O 立即刷新命令
程序語言：梯形圖、指令列表、順序功能圖
大存儲容量：24k 步（含注釋文件寄存器大 24K）
指令種類：基本順控/步進梯形圖：順控指令 27 條，步進梯形圖指令 2 條
應用指令：128 種、298 種
運算處理速度：
基本指令：0.26us/指令
應用指令：1～數百 us/指令
輸入輸出點數：
擴展時輸入總點數：X000～X377(8 進制編號)，256點
擴展時輸出總點數：Y000～Y377(8 進制編號)，256 點
擴展時輸入輸出總點數：8 進制編號，256 點
嵌套：主控，N0~N7，8 點
常數：
10 進制（K），16 位：-32768～+32767，32 位：
-2147483648～+2147483467
16 進制（K），16 位：0～FFFF，32 位：0～FFFFFFF
6、伺服：伺服驅動器MR-JE-10A/電機HF-KN13J-S100
額定電壓：220V
額定電流：0.9A
控制方式：正弦波 PWM 控制、
速度響應頻率：100KHZ
7、變頻器：FR-D720-0.4K
額定電壓：220V
應用范圍：通用
頻率：工頻
輸出類型：單相
主電路工作方式：電壓型
開關方式：PWM 控制變頻器
控制方式：V/F 閉環
輸出電壓調節方式：PWM 控制
濾波器：不帶濾波器
電源相數：單相
供電電壓：中壓
適配電機功率：0.4KW
額定電流：2.5A
外形參考尺寸：45*150*150mm
重量：0.9Kg
防護等級：封閉式 IP20
8、步進驅動器：
功率：0.3KW
額定電壓：12～40V
速度響應頻率：200KHz
適用電機：57型以上
驅動電壓：DC20V～80V
適配電流：3A 以下
9、步進電機：
步距角：1.8°
額定電壓：3.0V
額定電流：2.0A
電機長度：49mm
保持轉矩：0.48nm
相電阻：1.35Ω
相電感：2.9mH
轉子慣量：77gcm² 電機重量：0.35kg
10、機器人：IRB 120 ABB
工作范圍：0~580mm
有效荷重：3KG
手臂荷重：0.3KG
集成信號源：手腕設 10 路信號
集成氣源：手腕設 4 路空氣
重復定位精度：0.01mm
機器人安裝：任意角度
防護等級：IP30
控制器：IRC5 緊湊型
機器人底座參考尺寸：180*180mm
機器人參考高度：700mm
重量：約 25KG
11、設備重量：≥330kg
12、單站尺寸：≥L600mm×W720mm×H1500mm
13、設備尺寸：≥L4800mm×W720mm×H1500mm
14、工作站尺寸：≥L4800mm×W2500mm×H1500mm
15、安全保護措施：實訓臺桌面采用高絕緣、高強度、耐高溫的高密度板。具有接地保護、漏電保護功能，安全性符合相關的國標標準。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護套的高強度安全型實驗導線
七、機電一體化教學資源庫建設
1、建設內容要求
開發可用于自動化專業學生課堂教學與拓展學習使用的數字化教學資源，包括提供供料單元等圖片、動畫、視頻、程序等系列課程素材資源。

2、素材資源技術指標
2.1圖片
圖片內容包括各單元的外觀圖、結構圖、I/O接線電路圖、氣動圖、各組件圖。圖片像素為72分辨率（800px*600px），對于過大的圖片需要進行優化且必須保證圖片清晰，使用相關的優化圖片工具進行優化；后綴名全部為小寫，文件的格式為jpg。
2.2視頻
采用視頻壓縮工具對原始視頻進行壓縮轉換，保證試聽效果前提下盡量壓縮文件，所有視頻（vob.ifo.（DVD）.mpg.mepg.dat.mp4.3gp.mov.rm.ram.rmvb.
wmv.asf.avi）都轉換成flv格式。
視頻內容：顆粒上料單元結構安裝視頻；顆粒上料單元工作視頻；加蓋擰蓋單元結構安裝視頻；加蓋擰蓋單元工作視頻；。
2.3程序
提供各單元控制程序。