工业机器人应用与维护实训设备

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上海方晨科教设备制造有限公司

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    FC-815Q机电一体化综合实训设备

    FC-815Q机电一体化综合实训设备
    一、产品概述:
    FC-815Q机电一体化综合实训设备是一种典型的机电一体化、自动化类产品,它是为职业院校、教育培训机构等而研制的,它适合机械制造及其自动化、机电一体化、电气工程及自动化、控制工程、测控技术、计算机控制、自动化控制等相关专业的教学和培训。它接近工业生产制造现场基础上双针对实训教学进行了专门设计,强化了各种控制和工程实践能力。
    系统包含了机电一体化专业中的气动、电机驱动与控制、PLC、变频器、触摸屏、传感器等多种控制技术,适合相关专业学生进行工程实践、课程设计及初上岗位的工程技术人员进行培训。
     
     
     
    二、技术参数:
    1、输入电源:单相三线AC220V ±10%  50Hz
    2、工作环境:环境温度范围为-5℃~+40℃ 相对湿度<85%(25℃)海拔<4000m
    3、装置容量:<1.5kVA
    4、设备外型尺寸:376cm×180cm×150cm
    5、单站工作台尺寸:860mm×470mm×1500mm
    三、系统组成:
    (一)上料检测单元
    由料斗、回转台、货台、螺旋导料机构、直流减速电机(10W/24V  5r/m)、光电开关、电气安装板等组成。主要完成将工件从回传上料台依次送到搬运工位。
    主要技术指标:
    名称 型号规格 数量
    工作台 860mm×470mm 1
    供电电源/工作电压 AC220V 50Hz /DC24V 2A 1
    工作气压 0.5MPa  
    PLC模块 FX2N-48MR +FX2N-485BD通信模块 1
    直流减速电机 10W/24V    5r/m 1
    检测传感器 光电漫反射 检测距离50-300mm、磁感式 4
    实训内容:
    1、第一站传感器实验
    2、第一站机械安装调试实验
    3、电气回路实验(一)
    4、PLC基本指令学习和实际应用实验(一)
    5、第一站上料程序控制实验
    6、第一站系统故障检测实验
    7、第一、二站联网程序控制实验(一)
    (二)搬运站
    由机械手、横臂、回转台、机械手爪、旋转气缸等组成,主要完成对工件的搬运。
    主要技术指标:
    名称 型号规格 数量
    工作台 860mm×470mm 1
    供电电源/工作电压 AC220V 50Hz /DC24V 2A 1
    工作气压 0.5MPa  
    PLC模块 FX2N-48MR +FX2N-485BD通信模块 1
    旋转气缸 0~180° 1
    双联气缸 行程:100mm 1
    平行气夹 缸径:16mm 1
    不回转气缸 行程:100mm 1
    检测传感器 磁感式 7
    实训内容:
    1、第二站气动回路学习
    2、第二站传感器实验
    3、第二站机械安装调试实验
    4、电气回路实验(二)
    5、PLC基本指令学习和实际应用实验(二)
    6、第二站搬运程序控制实验
    7、第二站系统故障检测实验
    8、第二、一站联网程序控制实验(二)
    (三)加工单元
    由旋转工作台、平面推力轴承、直流减速电机(10W/24V  5r/m)、刀具库(3种刀具)、升降式加工系统、加工组件、检测组件、光电传感器、转台到位传感器、步进电机、步进电机驱动器、电气挂板等组成。主要完成物料加工和深度的检测。工件在旋转平台上被检测及加工。旋转平台由直流电机驱动。平台的定位由继电器回路完成,通过电感式传感器检测平台的位置。工件在平台并行完成检测及钻孔的加工。在进行钻孔加工时,夹紧执行件夹紧工件。加工完的工件,通过电气分支送到下一个工作站。
    主要技术指标:
    名称 型号规格 数量
    工作台面 860mm×470mm 1
    供电电源/工作电压 AC220V 50Hz/DC24V 2A 1
    工作气压 0.5Mpa  
    PLC模块 FX2N-48 MT +FX2N-485BD通信模块 1
    直流减速电机 10W/24V    5r/m 1
    步进电机 三相2.8A 步距角1.2° 1
    步进电机驱动器 DM556 DC18-50V供电 ,10000脉冲/圈 1
    双导杆气缸 行程:40mm 1
    单杆气缸 行程:50mm 2
    检测传感器 光电、电感、磁感式 8
    实训内容:
    1、第三站气动元件学习
    2、第三站传感器实验
    3、第三站机械安装调试实验
    4、电气回路实验(三)
    5、PLC基本指令学习和实际应用实验(三)
    6、第三站多工位工作台程序控制实验
    7、第三站系统故障检测实验
    8、第三、五站联网程序控制实验(三)
    (四)搬运单元
    由机械手、直线移动机构、无杆气缸、薄型气缸、单杆气缸、平行气夹、工业导轨、电气安装板等组成,主要完成对工件的提取及搬运。提取装置上的气爪手将工件从前一站提起,并将工件根据前站的工件信息结果传送到下一单元。本工作单元可以与其他工作单元组合并定义其他的分类标准,工件可以被直接传输到下一个工作单元。
    主要技术指标:
    名称 型号规格 数量
    工作台 860mm×470mm 1
    供电电源/工作电压 AC220V 50Hz/DC24V 2A 1
    工作气压 0.5MPa  
    PLC模块 FX2N-48MR  +FX2N-485BD通信模块 1
    无杆气缸 行程:600mm 2
    单杆气缸 行程:30mm 1
    不回转气缸 行程:50mm 1
    平行气夹 缸径:16mm 1
    检测传感器 磁感式 8
    实训内容:
    1、第四站气动元件和回路学习
    2、第四站传感器实验
    3、第四站机械安装调试实验(四)
    4、电气回路实验(四)
    5、PLC基本指令学习和实际应用实验
    6、第四站机械手搬运程序控制实验
    7、第四站系统故障检测实验(四)
    8、第四、五站联网程序控制实验(四)
    (五)传送带站
    由输送带、检测机构、推料气缸、分拣料槽、交流电动机、变频器、同步带轮、光电传感器、色标传感器等组成,主要完成对工件的输送及分拣。
    主要技术指标:
    名称 型号规格 数量
    工作台 860mm×470mm 1
    供电电源/工作电压 AC220V 50Hz/DC24V 2A 1
    工作气压 0.5MPa  
    PLC模块 FX2N-48MR  +FX2N-485BD通信模块 1
    变频器 FR-D720-0.4KW  AC220  1
    不回转气缸 行程 100mm 1
    传送带 电机、皮带套件 1
    检测传感器 光电、光纤、磁感式、色标 7
    实训内容:
    1、第五站气动元件和回路学习
    2、第五站传感器实验
    3、第五站机械安装调试实验(五)
    4、电气回路实验(五)
    5、PLC基本指令学习和实际应用实验
    6、第五站工件传送程序控制实验
    7、第五站系统故障检测实验(五)
    8、第五、六站联网程序控制实验(五)
    (六)安装站
    由料筒、换料机构、推料机构、旋转气缸、真空吸盘、摇臂、电气安装板等组成,主要完成对两种不同工件的上料及安装。为系统逐一提供两色小工件。供料过程中,由双作用气缸从料仓中逐一推出小工件,接着,转换模块上的真空吸盘将工件吸起,转换模块的转臂在旋转缸的驱动下将工件移动至下一个工作单元的传输位置。
    主要技术指标:
    名称 型号规格 数量
    工作台 860mm ×470mm 1
    供电电源/工作电压 AC220V 50Hz/DC24V 2A 1
    工作气压 0.5MPa 1
    PLC模块 FX2N-48MR  +FX2N-485BD通信模块 1
    单杆气缸 行程:60mm 1
    无杆气缸 行程:100mm  
    旋转气缸 180° 1
    真空吸盘及发生器   1
    检测传感器 磁感式 6
    实训内容:
    1、第六站气动元件和回路学习
    2、第六站传感器实验
    3、第六站机械安装调试实验(六)
    4、电气回路实验(六)
    5、PLC基本指令学习和实际应用实验
    6、第六站工件安装程序控制实验
    7、第六站系统故障检测实验(六)
    8、第六、七站联网程序控制实验(六)
    (七)机器人安装单元
    由机器人、控制器、气爪等组成,主要完成对工件的搬运,装配。
    主要技术指标:
    名称 型号规格 数量
    工作台 860mm ×470mm 1
    供电电源/工作电压 AC220V 50Hz/DC24V 2A 1
    工作气压 0.5MPa 1
    PLC模块 FX2N-48MR  +FX2N-485BD通信模块 1
    6自由度工业机器人 SD500 1
    气夹 缸径:16mm 2
    检测传感器 磁感式 4
     
    6自由度工业机器人指标
    项目规格 规格
    自由度 6
    额定/手腕负载 3 kg/5kg
    工作半径 500mm
    本体重量 28kg
    位置精度 ±0.02mm
    关节速度 J1 370°/s
    J2 370°/s
    J3 430°/s
    J4 300°/s
    J5 460°/s
    J6 600°/s
    关节角度 J1 ±170°
    J2 ±110°
    J3 +40°~-220°
    J4 ±185°
    J5 ±125°
    J6 ±360°
    实训内容:
    1、第七站气动元件和回路学习
    2、第七站机械安装调试实验
    3、电气回路实验(七)
    4、PLC基本指令学习和实际应用实验(七)
    5、第七站工件搬运程序控制实验
    6、第七站系统故障检测实验
    7、第七、六站联网程序控制实验(七)
    8、第七、八站联网程序控制实验(七)
    9、工业机器人实训
    1)工业机器人示教单元使用
    2)工业机器人基本指令操作与位置点设置
    3)工业机器人软件使用
    4)工业机器人工件的跟踪抓取
    5)工业机器人成品组装
    (八)分类单元
    由步进电机、步进电机驱动器、滚株丝杆、立体库、推料气缸、电感传感器、电磁阀、电气安装板等组成。主要完成对成品工件分类存储。
    主要技术指标:
    名称 型号规格 数量
    工作台面 860mm× 470mm 1
    供电电源/工作电压 AC220V 50Hz/DC24V 2A 1
    工作气压 0.5MPa  
    PLC模块 FX2N-48 MT +FX2N-485BD通信模块 1
    步进电机驱动器 64细分  DM556 2
    步进电机 1.5A 角距:1.8度 2
    单杆气缸 行程:50mm 1
    滚珠丝杆 行程≥370mm 2
    实训内容:
    1、第八站气动元件和回路学习
    2、第八站机械安装调试实验
    3、电气回路实验
    4、PLC基本指令学习和实际应用实验
    5、第八站工件分类程序控制实验
    6、第八站系统故障检测实验
    7、第八、七站联网程序控制实验
    8、全部八站联网程序控制实验
    9、步进电机驱动控制实验
    (九)触摸屏监控单元:
    采用昆仑通态EPC7062TD ,7英寸   STN256色等组成,主要完成监视各分站的工作状态并协调各站运行,完成工业控制网络的集成。总线结构采用RS485网络通信,使各站之间的控制信息和状态数据能够实时相互交换。每站均配编程电缆一根。
    (十)MCGS工业组态监控软件:
    当8个单元全部进入联网状态时,管理员能够通过组态监控机中各种组态按钮方便的控制整个系统的运行、停止等。每个单元的工作状态以及工件的材质、颜色等在监控画面上也能够清楚
    (十一)工业4.0仿真实训软件软件采用三维建模基于虚拟现实技术的计算机仿真模拟技术,可以进行PLC电气控制仿真、电工电子仿真、气动仿真、液压仿真、传感器仿真等工业常用技术仿真
    1)PLC仿真可以通过PLC编程控制模型的相应动作从而完成工序动作包含机械手仿真、自动门仿真、升降机仿真、分拣仿真、正反转仿真、邮件分拣、流水线、自动分拣等。
    2)电工电子仿真
    (1)接线仿真
    01具有过载保护的正转控制接线仿真、02双重互锁的正反转控制接线仿真、05接触器星形、三角形控制接线仿真、06时间继电器接线仿真、07三相电动机机械制动控制电路仿真
    (2)电路仿真
    01具有过载保护的正转控制仿真、02双重互锁的正反转控制仿真、03生产机械行程控制电路仿真、04自耦降压起动仿真、05接触器星形、三角形控制仿真、06时间继电器仿真、07三相电动机机械制动控制电路仿真、08电动机反接制动控制电路仿真、09有变压器全波整流能耗制动控制电路仿真、10接触器控制的双速电动机调速电路仿真、12利用电流继电器控制绕线式异步电动机起动控制线路仿真、c620车床电气控制仿真,电动葫芦仿真,z35摇臂钻床仿真
    (3)排故仿真
    01具有过载保护的正转控制排故、02双重互锁的正反转控制排故、03生产机械行程控制电路排故、04自耦降压起动排故、05接触器星形、三角形控制排故、06时间继电器排故、07三相电动机机械制动控制电路排故、08电动机反接制动控制电路排故、09有变压器全波整流能耗制动控制电路排故、10接触器控制的双速电动机调速电路排故、12利用电流继电器控制绕线式异步电动机起动控制线路排故、13c620车床电气控制排故、两地控制连线等
    (4)原理仿真
    变压器工作原理、步进电动机工作原理、单向异步电动机工作原理、电度表工作原理、两地控制灯电路、钳型电流表原理、热继电器工作原理、伺服电动机工作原理、兆欧表工作原理、塑壳式断路器工作原理、交流接触器原理等
    (5)电机拆装仿真,三相异步机拆分、单相异步机拆分等
    (6)仪器仪表的使用仿真万用表、双踪示波器、信号发生器、频谱仪、钳形表等
    3)气动回路仿真
    (1)软件以气动经典22回路为依据开发出28回路的在线及离线仿真
    (2)软件中设置的14路“考考你!”表现为典型气路设备故障。
    (3)软件状态含“模拟运行”“联机运行”即离线仿真、在线仿真。两种运行状态自动切换,当连接外部设备时自动切换为在线仿真,无外部设备连接时为离线仿真即模拟运行。
    软件中离线仿真13个回路包括:1、单作用气缸的换向回路(a)2、双作用气缸的换向回路(a)3、单作用气缸的速度控制回路(a)4、单作用气缸的速度控制回路(b)5、双作用气缸单向调速回路(a)6、双作用气缸单向调速回路(b)7、双作用气缸的速度控制回路一 8、双作用气缸的速度控制回路二 9、压力控制回路 10、计数回路 11、延时回路 12、用机械行程阀的单往复控制回路 13、过载保护回路。
    离线、在线自动切换的15个回路包括:1、单作用气缸的换向回路(b)2、双作用气缸的换向回路(b)3、速度换接回路4、缓冲回路5、互锁回路6、用行程开关的单缸往复运动回路7、单缸连续往复动作回路8、直线缸、旋转缸顺序动作回路9、多缸顺序动作回路10、双缸同步动作回路11、四缸联动回路12、卸荷回路13、或门型梭阀的应用回路14、快速排气阀的应用回路15、高低压切换控制回路。
    (4)设置14路“考考你!”当点开了“考考你”对话框回路自动设置故障,当回答正确或关闭“考考你”对话框,故障自动接触,回路正常仿真。14路“考考你”包括模拟故障有:1单作用气缸故障2、电磁阀故障3、双作用气缸故障4、调节阀故障5、节流阀故障6、手动换向阀异常7、节流阀堵死故障8、行程开关故障9过滤三联件故障10、气容故障11、行程阀故障12、顺序阀故障13、行程开关失灵14、负载阻力过小
    4)液压回路仿真其界面可清楚的展示液压元器件的内部结构以及液压回路的工作过程。液压传动原理的动态演示并不少于18种动态演示。
    a)多级高压回路b) 减压回路c)先导式溢流阀缷荷回路d)顺序平衡回路e)     回油节流调速回路 f)旁路节流调速回路 g)液压缸差动连接回路 h)   三位四通电磁换向阀换向回路 i)液控单向阀锁紧回路 j)顺序阀控制顺序动作回路k)压力继电器控制顺序动作回路 l)行程开关控制顺序同步回路 m)调速阀控制同步回路 n)液压马达回油节流调速回路 o)二位四通电磁阀换向回路 p)手动阀换向回路 q)速度换接回路 r)        二位二通缷荷
    5)传感器仿真
    (1)温度变送传感器器仿真包含温度变送传感器模拟拆装;温度变送传感器模拟接线;温度变送传感器模拟运行仿真
    (2)液位传感器仿真包含液位传感器模拟拆装;液位传感器模拟接线;液位传感器模拟运行仿真
    (3)流量传感器仿真包含流量传感器模拟拆装;流量传感器模拟接线;流量传感器模拟运行仿真
    (十二)自动化创新物联网应用云平台模块
    本平台将物联网技术运用于电气自动化信息技术并将数据上传至云平台,进行海量数据存储,并提供丰富的数据分析工具方便更加准确的掌握数据与分析数据。  
    1)数据云系统上传2)手机app数据查询3)历史数据查询4)数据分析统计5)短信报警6)微信报警7)微信反向控制8)二次开发
    (1)物联网自动化应用软件
    1)数据显示显示输入电压监控,输出电压监控,输入开关监控,输出开关控制以及输入电压模拟量实时数据,可根据实际需求添加128路。
    2)控制:控制启动停止开关的开和关,输出电压值的给定,可根据实际需求添加128路。
    3)历史数据:显示输入输出电压值的历史数据,可按时、天、月进行查询历史数据曲线,以及历史数据表格,可表格数据导出处理。
    4)设备报警:对设备急停按键做的模拟设备故障报警进行微信报警,同时可以实现短信及邮箱报警。报警范围包括模拟量,开关量的上下线、阀值等状态进行设置报警。
    (2)终端包含:1)数据显示画面:画面显示输入电压数值,输出电压监控,开关状态输入,开关控制输出,以及云端连接二维码。2)联网设置界面:设置现场数据连接云平台后台数据库管理
    (十三)实验室远程管理系统软件
    1)该系统集成远程实验台电源管理系统,通过手机或其他移动终端系统监控查询学生实验台的电源开关状态;单独开启关闭学生实验台电源;全部开启或全部关闭实验台电源功能;定时开启关闭电源功能。
    2)该系统还可通过 PC 控制终端进行实训考核,也可通过手持移动控制终端进行实训考核,可自由设定任意一处与电控模块引脚有关的各种常见故障,故障类型包括:线路断 路、对地短路、接触不良,偶发等故障现象。每套驱动模块可以设置 8 路大电流 5A 的 开路故障、16 路小电流 2A 的信号通路的开路、不良、偶发、短路等故障,共 24 路故 障设置。可根据需求扩展设置 64 路大电流 5A 的开路故障、128 路小电流 2A 的信号通 路的开路、不良、偶发、短路等故障,共192 路故障设置。可根据用户使用要求调整故障设置点的数量和故障设置类型。
    3)所有配备驱动模块的实训设备,均可通过内置的专用新型无线数据传输模块无线组网, 实现远程集中管理。
    4)用户可选择通过无线或 RS-232 串口通讯与其它实训设备配套的无线故障设置控制系统组成一个网络,系统可以联机考核也可以脱机考核,通过主控计算机控制每一台实训设备的故障设置、故障排除、参数设定、 远程起动、信息反馈、考核评分等功能。
    5)集成无线多功能数据采集、分析、控制系统可实时长时间记录电压、电流等,并生成趋势曲线。
    6)用户可以实现单机操作考核和联网考核。
    (十四)维修电工职业资格考评软件
    能进行维修电工职业资格模拟考试,题型有单选题,判断题,操作题,软件有记时打分的功能,有大量的模拟试题,针对某些新颖,灵活试题会相应的并提供专业级的解题思路。
    1)直流电与电磁的基本知识。2)交流电路的基本知识。3)常用变压器与异步电动机。4)常用低压电器。5)半导体二极管、晶体三级管和整流稳压电路。       6)晶闸管基础知识。7)电工读图的基本知识。8)一般生产设备的基本电气控制线路。9)供电和用电的一般知识等考核
    (十一)配件
    序号 名称 规格 数量 单位 备注
    1 工件 白色工件 12  
    2 蓝色、红色工件 8  
    3 黑色工件 12  
    4 小工件 白色、黑色 24  
    5 PLC编程
    电缆
      1  
    6 PLC编程
    软件
    gxdeveloper8.86
    MCGS
    1  
    7 配套工具 工具箱:十字长柄螺丝刀,大、中、小号一字螺丝刀,中、小号十字螺丝刀,剥线钳,尖嘴钳,剪刀,电烙铁,镊子,活动扳手,内六角扳手(9把) 1  
    8 配套光盘 使用手册、程序等 1  
    9 空气压缩机 静音空气压缩机 1 静音
     
    四、实训项目:
    1、了解传感器的应用
    2、观察气动元件的应用
    3、掌握PLC控制技术
    模块式柔性自动化生产线实训系统八个工作站各自都有一套PLC主机,可分成八个完全独立的工作站进行实训,在对各单元生产工艺和电气控制系统的构成熟悉后,通过PLC编程可完成:
    1)系统故障检测
    2)工件上料程序控制
    3)工件搬运程序控制
    4)工件检测程序控制
    5)工件搬运安装程序控制
    6)工件安装程序控制
    7)工件分类程序控制
    8)多工作工位程序控制
    9)工作单元联网程序控制
    10)步进电机驱动控制
    11)机械手搬运控制
    12)成废品分拣控制
    13)变频调速控制
    14)传输带控制等
    4、电气控制系统安装调试
    5、机械系统安装调试
    6、电机驱动调试
    7、系统维护和故障检测技术
    8、工业机器人实训
    1)工业机器人示教单元使用
    2)工业机器人基本指令操作与位置点设置
    3)工业机器人软件使用
    4)工业机器人工件的跟踪抓取
    5)工业机器人成品组装

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