智能制造工業技術生產線教學實訓系統方案
一、 平臺整體概述
1.1整體概述
智能制造工業技術生產線教學實訓系統既能夠獨立使用、自成系統，可分別讓學生在每種設備上進行課程訓練、畢業設計，并且可根據生產現代工藝流程完成組合功能，能夠組合成流水線使用，組合后可完成貨物的供給、檢測、分類、加工、傳輸、搬運、加熱、倉儲等過程。系統可滿足《PLC原理及應用》《PLC網絡技術》《機電一體化系統設計與應用》《運動控制》《傳感器檢測技術》《機械傳動與控制》《氣動技術》《變頻調速技術》《人機界面技術》《機器人控制技術》《機械視覺》和《智能控制》等課程的訓練教學要求，能夠反映出典型的實際工業生產線現場，能清楚地反映工廠生產線中的供料環節、檢測環節、加工環節、搬運環節、加熱環節、倉儲環節等部分，能綜合采用多種工廠典型應用的電氣設備和機械結構。
智能制造工業技術生產線教學實訓系統可涵蓋PLC控制技術、傳感器檢測與裝調技術、氣動技術、伺服電機驅動技術、步進電機驅動技術、交流電機驅動技術、直流電機驅動技術、工業機器人控制技術、機械結構與系統安裝技術、工業視覺技術、工業網絡技術、變頻調速技術、人機界面及組態技術、執行元件及控制技術、PID控制技術、自動化生產線工作站安裝調試與運行技術等。
智能制造工業生產流水線教學實訓實訓室主要涉及在較為復雜環境下，運用所學的邏輯控制、順序控制等技能，實現小型自動化傳送系統的正常運行。通過對系統狀態分析，使學生在實訓環境中掌握 PLC程序編寫，觸摸屏編程，通訊和變頻器調試，系統診斷。同時還可進行高級語言編程、柔性生產、工廠數據分析、工藝優化、質量管理等智能制造相關的進階訓練科目內容。
智能制造工業技術生產線教學實訓系統
實訓室效果圖
1.2設計思路
系統采用模塊化設計理念，以自動化的物料傳輸、加工以及加熱為對象體現常用的控制、機械傳動原理的應用、裝置的選擇、調試和系統統調。每個教學實訓平臺可自成系統，可分別讓學生在每個單元上進行課程訓練、畢業設計，并且可根據生產現代工藝流程完成上述模塊化組合功能。1.3設計特點
① 模塊化設計系統采用模塊化設計理念，以自動化的物料傳輸、加工以及加熱為對象體現常用的控制、機械傳動原理的應用、裝置的選擇、調試和系統統調。每個教學實訓平臺可自成系統，可分別讓學生在每個單元上進行課程訓練、畢業設計，并且可根據生產現代工藝流程完成上述模塊化組合功能。
② 多種控制技術的綜合應用
系統集PLC控制技術、PID控制技術、傳感器檢測與裝調技術、氣動技術、伺服電機驅動技術、步進電機驅動技術、交流電機驅動技術、直流電機驅動技術、機械結構與系統安裝技術、變頻調速技術、工業視覺技術、人機界面及組態技術、執行元件及控制技術、自動化生產線工作站安裝調試與運行技術等多種現代工業控制技術于一體，能采用現場工業網絡技術將各個系統單元連成一套完整的工業生產系統，能實現生產物流系統中的供給、檢測、分類、裝配、傳輸、加熱、搬運、倉儲、管理等過程。
③ 多方位教學功能
系統是一套工業生產線的實驗平臺，既可滿足學校的常規的實驗教學目的，也可用于學校科研開發的平臺，同時還可為既將畢業的學生作為崗前教學實訓的小工業流水線；作為一臺實訓裝置，既可用于電氣專業、機電專業的基礎技能訓練平臺，也可用于該專業的技能考核設備。
④ 多種保護功能
系統設計多種保護功能，具有漏電保護、短路保護、急停保護、限位保護、智能保護等各種保護功能。
⑤ 多級網絡控制
系統每個教學實訓平臺也可實現獨立控制，整個系統由多個控制站組成，可進行多級網絡控制和管理實訓。設備在訓練時可分為三個層次進行：（1）通用網絡組網教學實訓；（2）網絡控制應用訓練；（3）工廠流水線多級網絡控制及管理軟件、高級語言訓練。
⑥ 可擴展性
系統具有可擴展性，具有開放接口，可在原有系統基礎上增添其他加工、檢測、裝配、配貨等設備模塊，全面兼容標準工業級設備且輕松進行集成。
平臺教學內容豐富，具有光、機、電、氣等高度集成，基礎設備中包含 PLC技術、光電傳感器、色標傳感器、磁性傳感器等多種類型傳感器；步進、直流電機等各類技術，教學內容豐富。工業標準化設計，按工業標準設計，完全符合相應的工業產品國家或國際標準，確保設備的高精度與可靠性。同時，具有漏電保護、短路保護、急停保護、限位保護等多種保護功能。具有可擴展性，具有開放接口，可在原有系統基礎上增添其他加工、檢測、裝配、配貨等設備模塊，全面兼容標準工業級設備且輕松進行集成。
1.4基本功能
智能制造工業生產流水線教學實訓設備是通過采用一套能自動進行供料、檢測、組裝、裝卸運輸的機器設備，組成高度連續、完全自動化的生產線，來實現產品的生產。系統抽象自真實工業中的自動化生產線，將各分散的學習要素集中起來，組成一個能夠讓學生參與設計、構建和調試，讓更多老師參與研發、設計和學習，讓設備不斷更新、技術不斷前進的系統。系統為學生提供了一種嶄新的綜合實驗平臺，使他們能夠綜合運用所學知識設計、構建各種較大規模的自動化生產系統模型。1.5配置清單
| 序號 | 工藝單元 | 設備名稱 | 數量 | 單位 |
| 1 | 物料供給教學實訓平臺 | PLC控制器 | 1 | 套 |
| 2 | 移動型材工作臺 | 1 | 套 | |
| 3 | 不銹鋼網孔板 | 1 | 套 | |
| 4 | 多通道井式供料機 | 1 | 套 | |
| 5 | 帶式傳輸機構 | 1 | 套 | |
| 6 | 智能接口單元及控制面板 | 1 | 套 | |
| 7 | 氣路控制裝置 | 1 | 套 | |
| 8 | 物料檢測教學實訓平臺 | PLC控制器 | 1 | 套 |
| 9 | 移動型材工作臺 | 1 | 套 | |
| 10 | 不銹鋼網孔板 | 1 | 套 | |
| 11 | 智能傳感器檢測單元 | 1 | 套 | |
| 12 | 機器視覺檢測單元 | 1 | 套 | |
| 13 | 帶式傳輸機構 | 1 | 套 | |
| 14 | 廢品收回槽 | 1 | 套 | |
| 15 | 智能接口單元及控制面板 | 1 | 套 | |
| 16 | 氣路控制裝置 | 1 | 套 | |
| 17 | 多工位加工訓練平臺 | PLC控制器 | 1 | 套 |
| 18 | 移動型材工作臺 | 1 | 套 | |
| 19 | 不銹鋼網孔板 | 1 | 套 | |
| 20 | 沖壓裝置 | 1 | 套 | |
| 21 | 供料裝置 | 1 | 套 | |
| 22 | 多工位旋轉工作臺 | 1 | 套 | |
| 23 | 帶式傳輸機構 | 1 | 套 | |
| 24 | 智能接口單元及控制面板 | 1 | 套 | |
| 25 | 氣路控制裝置 | 1 | 套 | |
| 26 | 直線行走搬運倉儲教學實訓平臺 | PLC控制器 | 1 | 套 |
| 27 | 移動型材工作臺 | 1 | 套 | |
| 28 | 不銹鋼網孔板 | 1 | 套 | |
| 29 | 庫體工作臺 | 1 | 套 | |
| 30 | 直角坐標機器人搬運裝置 | 1 | 套 | |
| 31 | 帶式傳輸機構1 | 1 | 套 | |
| 32 | 帶式傳輸機構2 | 1 | 套 | |
| 33 | 推料裝置 | 1 | 套 | |
| 34 | 智能預診斷模塊 | 1 | 套 | |
| 35 | 智能接口單元及控制面板 | 1 | 套 | |
| 36 | 溫度控制教學實訓平臺 | PLC控制器 | 1 | 套 |
| 37 | 移動型材工作臺 | 1 | 套 | |
| 38 | 不銹鋼網孔板 | 1 | 套 | |
| 39 | 加熱爐 | 1 | 套 | |
| 40 | 帶式傳輸機構 | 1 | 套 | |
| 41 | 觸摸屏單元 | 1 | 套 | |
| 42 | 智能接口單元及控制面板 | 1 | 套 | |
| 43 | 自動化倉庫教學實訓平臺 | PLC控制器 | 1 | 套 |
| 44 | 移動型材工作臺 | 1 | 套 | |
| 45 | 不銹鋼網孔板 | 1 | 套 | |
| 46 | KUKA工業機器人單元 | 1 | 套 | |
| 47 | 機器人夾具 | 1 | 套 | |
| 48 | 立體倉庫主體 | 1 | 套 | |
| 49 | 平面軌跡單元 | 1 | 套 | |
| 50 | 氣路控制裝置 | 1 | 套 | |
| 51 | 交換機 | 1 | 套 | |
| 52 | 智能接口單元及控制面板 | 1 | 套 |
二、 平臺技術組成
2.1 物料供給教學實訓平臺
物料供給教學實訓平臺由PLC、移動型材工作臺、控制屏、多通道井式供料機、帶式傳輸機構、智能接口單元及控制面板、氣路控制裝置等組成。
2.1.1 PLC控制器
含1個西門子CPU 1215C DC/DC/DC，2個 PROFINET通訊口，集成輸入/輸出： 14 DI 24V直流輸入，10 DQ 晶體管輸出24 V 直流， 2 AI 模擬量輸入 0 - 10V DC ，2 AQ 模擬量輸出 0-20mA DC，供電：直流 DC 20.4 - 28.8 V ，可編程數據存儲區：125KB；
1套正版西門子博途V16編程軟件，單授權，軟件及其文檔，包含于DVD；
1根以太網電纜，長6米；
2.1.2移動型材工作臺
含型材桌面及支架、4個帶鎖萬向輪、型材端蓋等。支撐工作臺底車支架結構采用型材做框架支撐，周邊采用§1.5mm厚的優質鋼板做封板，表面靜電噴漆處理。正面柜門為半透有機玻璃門板。
所有型材均采用T形槽內凹高強度鋁合金型材（Ai Mg Si合金熱擠壓，采用陽極氧化處理），桌面型材規格：30×60mm。
移動型材工作臺占地尺寸：560mm×780mm，工作臺高度：750mm。
2.1.3不銹鋼網孔板
含不銹鋼網孔板（435×584mm）、西門子空氣開關1P10A （帶漏電保護）、西門子電源模塊（輸入：120/230V AC，輸出：24V DC/ 3A）、接線插排、線槽若干、電線若干。PLC安裝在控制屏上。
配有空氣開關安全隔離及電源模塊安全隔離，采用全透明安裝隔離板。
2.1.4多通道井式供料機
含2個井式供料塔、2套貨料檢測傳感裝置、1套供料塔移動裝置、1套貨物推出裝置以及型材基體等組成。
每個井式供料塔含6根光軸組成的圓柱型塔身和1個長方形塔座。供料塔整體高度為230mm，庫體內徑為38mm、外徑為58mm。
每套貨料檢測傳感裝置含1個回歸反射型（帶偏極濾光器）傳感器、1個專用反射鏡及1套傳感器支架。
每套供料塔移動裝置含1個移動底座、2根不銹鋼光軸、4個直線軸承、1個供料塔移動氣缸、2個調速快接頭、2個接近開關、2個接近開關支架。
每套貨物推出裝置含1個推料氣缸、2個磁性開關、2個磁性開關固定裝置、2個調速快接頭（90°彎頭）、1套推料氣缸支架、1個鋁制推出裝置。
2.1.5帶式傳輸機構
含1條同步帶（寬度≥30mm）、1條90XL 037同步帶、2個14XL 037（%6 帶扁）同步輪、1臺直流電機（DC24V）、1套直流電機連接架、1套動力驅動裝置、1套帶式傳輸裝置支架。
2.1.6智能接口單元及控制面板
含智能控制模塊、接線端子、綠色指示燈、紅色指示燈、25針連接電纜、金屬噴涂控制面板（含1個紅色指示燈、1個綠色指示燈、1個雙位旋鈕開關、1個急停開關、3個紅色按鈕、3個綠色按鈕等西門子低壓器件）。
2.1.7氣路控制裝置
含匯流排（二位）、匯流排消音器、匯流排快接頭、匯流排（二位）支架、電磁閥（單驅）、電磁閥（雙驅）、電磁閥快接頭、Φ4氣管。
2.2物料檢測教學實訓平臺
物料檢測教學實訓平臺由PLC、移動型材工作臺、控制屏、傳感器檢測單元、機器視覺檢測單元、帶式傳輸機構、廢品收回槽、智能接口單元及控制面板、氣路控制裝置等組成。
2.2.1 PLC控制器
含1個西門子CPU 1215C DC/DC/DC，2個 PROFINET通訊口，集成輸入/輸出： 14 DI 24V直流輸入，10 DQ 晶體管輸出24 V 直流， 2 AI 模擬量輸入 0 - 10V DC ，2 AQ 模擬量輸出 0-20mA DC，供電：直流 DC 20.4 - 28.8 V ，可編程數據存儲區：125KB；
1套正版西門子博途V16編程軟件，單授權，軟件及其文檔，包含于DVD；
1根以太網電纜，長6米。
2.2.2移動型材工作臺
含型材桌面及支架、4個帶鎖萬向輪、型材端蓋等。支撐工作臺底車支架結構采用型材做框架支撐，周邊采用§1.5mm厚的優質鋼板做封板，表面靜電噴漆處理。正面柜門為半透有機玻璃門板。
所有型材均采用T形槽內凹高強度鋁合金型材（Ai Mg Si合金熱擠壓，采用陽極氧化處理），桌面型材規格：30×60mm。
移動型材工作臺占地尺寸：560mm×780mm，工作臺高度：750mm。
2.2.3不銹鋼網孔板
含不銹鋼網孔板（435x584mm）、西門子空氣開關1P10A （帶漏電保護）、西門子電源模塊（輸入：120/230V AC，輸出：24V DC/ 3A）、接線插排、線槽若干、電線若干。PLC安裝在控制屏上。
配有空氣開關安全隔離及電源模塊安全隔離，采用全透明安裝隔離板。
2.2.4智能傳感器檢測單元
1套回歸反射型（帶偏極濾光器）傳感器、1個專用反射鏡、1套傳感器支架、1套反射鏡支架、門限型材。1個電感傳感器，1套智能色標傳感器、1套智能色標傳感器支架等。
2.2.5機器視覺檢測單元
智能視覺采用海康威視的機器視覺，可對各種對象進行識別與檢測，例如物品顏色、物品種類、物品位置，將識別檢測后的數據傳遞給PC或PLC控制系統，為控制系統的控制提供準確數據。主要組成如下：
（1）環形視覺光源
1）發光尺寸：65mm 環形；2）顏色：白色；
3）電壓：24V；
4）功率：5.9W；
5）色溫：6000-7000K；
6）照射角度：90度；
7）供電接口類型：SMR-03V-B 。
（2）光源控制器1）驅動方式：恒壓；
2）輸出電壓：24VDC；
3）總功率：24W；
4）輸出通道：2路；
5）供電電壓：100V-240VAC 50/60Hz。
（3）FA鏡頭
FA鏡頭采用�？电R頭，鏡頭針對機器視覺光源和芯片進行優化設計，分辨率高，成像質量優秀，透過率高，穩定性好。固定焦距，手動光圈，外形緊湊�？蓾M足機器視覺行業應用，是工業相機的理想選擇。
1）功能特性：
①超高分辨率，畫面清晰度一致；
②低畸變，優異的相對照度；
③消色差設計，搭配彩色相機成像更佳；
④高低溫穩定性出色，適用于嚴苛環境；
⑤微距效果表現優秀，近距離下光學性能出色。
2）鏡頭主要參數（數量：1件）①靶面尺寸： 2/3″；
②焦距： 25mm；
③最短物距：0. 1m；
④光圈控制方式：手動調整；
⑤聚焦控制方式：手動調整；
⑥畸變：0.28%；
⑦接口類型：C-Mount；
⑧像素：800萬；
⑨外形尺寸：φ30×38.59mm。
（4）工業相機
工業相機采用海康MV-CS050-10GC-PRO二代工業面陣彩色相機，采用SONY的IMX264 CMOS芯片，動態范圍高，信噪比好，圖像質量優異。通過千兆以太網接口傳輸圖像，可快速實施傳輸數據，全分辨率下的幀率可達24.2fps，無損壓縮模式下可達35.6fps。1）功能特性：
①全新硬件平臺，優化邏輯資源，大幅降低功耗；
②支持自動或手動調節增益、曝光時間、白平衡、LUT、Gamma 校正等；
③相機植入無損壓縮、降噪、CCM 等功能；
④千兆網接口，無中繼情況下，最大傳輸距離可達100m；
⑤新一代外觀結構設計，支持四面安裝；
⑥兼容GigE Vision V2.0 協議及GenlCam 標準，無縫接入第三方軟件。
2）主要參數
①像素：500萬
②傳感器類型：2/3″CMOS；
③快門類型：全局快門；
④相機類型：彩色；
⑤GPIO：1 路光耦隔離輸入（Line0），1 路光耦隔離輸出（Line1），1 路雙向可配置非隔離I/O（Line2）；
⑥采集模式：連續性/軟觸發/硬觸發；
⑦鏡頭接口：C-Mount接口；
⑧鏡像：支持水平鏡像、垂直鏡像輸出；
⑨數據接口：Gigabit Ethernet（1000Mbit/s）兼容Fast Ethernet（100Mbit/s）
⑩典型功耗：2.9W；供電：9-24VDC，支持POE供電。
（5）標定板套件
標定板用于機器視覺的手眼標定，采用兩種標定板，分別是棋盤格標定板和圓點標定板。1）9×9棋盤格標定板
①外形尺寸：100×100mm
②方格邊長：8mm
③圖案尺寸：72×72mm
2）7×7實心圓點標定板
①外形尺寸：100×100mm
②直徑：φ5mm
③中心距：10mm
④圖案尺寸：80×80mm
（6）圖像處理軟件
1）功能包括：有無/正反檢測、顏色/位置判斷、定位、2D尺寸測量、ID識別、字符識別等；
2）提供定位功能：13個，包括快速特征匹配、高精度特征匹配、圓查找、Blob分析、卡尺工具、邊緣查找、邊緣交點、平行線查找等；
3）提供測量工具：12個，包括線圓測量、線線測量、圓擬合、直線擬合、像素統計、直方圖工具等；
4）標定工具：6個，包括標定板標定、N點標定、畸變標定；
5）對位工具：4個，包括相機映射、點集對位等；
6）圖像處理工具：14個，包括圖像組合、形態學處理、圖像濾波、圖像增強、清晰度評估、仿射變換、圓環展開等；
7）邏輯工具：12個，包括條件檢測、格式化、字符比較、點集、耗時統計等；
8）識別工具：4個，包括條碼識別、二維碼識別等；
9）支持Modbus通信、TCP通信、IO通信等；
（7）配件
①相機配套電源線1根，長度3米；
②相機配套網線1根，長度3米；
③視覺相機安裝支架1套，高度500mm；
④視覺光源安裝支架1套。
2.2.6帶式傳輸機構
含1條同步帶（寬度30mm）、1條90XL 037同步帶、2個14XL 037（6% 帶扁（同步輪、1臺直流電機（DC24V）、1套直流電機連接架、1套同步帶張緊裝置、1套動力驅動裝置、1套帶式傳輸機構支架。
2.2.7廢品收回槽
含推料氣缸、速快接頭、推料氣缸支架、鋁制推出裝置及不銹鋼回收庫。
不銹鋼回收庫配有角度可調支架，庫體可傳輸帶成水平擺放或傾斜擺放。
2.2.8智能接口單元及控制面板
含智能控制模塊、接線端子、綠色指示燈、紅色指示燈、25針連接電纜、金屬噴涂控制面板（含1個紅色指示燈、1個綠色指示燈、1個雙位旋鈕開關、1個急停開關、3個紅色按鈕、3個綠色按鈕等西門子低壓器件）。
2.2.9氣路控制裝置
含電磁閥（0.15-0.9MPa、單驅DC24V 2.5W）、電磁閥支架、電磁閥快接頭、快接頭、消音器、三通、Φ4氣管。
2.3多工位加工訓練平臺
多工位加工教學實訓平臺由PLC、移動型材工作臺、控制屏、沖壓裝置、供料裝置、多工位旋轉工作臺、帶式傳輸機構、智能接口單元及控制面板、氣路控制裝置等組成。
2.3.1 PLC控制器
含1個西門子CPU 1215C DC/DC/DC，2個 PROFINET通訊口，集成輸入/輸出： 14 DI 24V直流輸入，10 DQ 晶體管輸出24 V 直流， 2 AI 模擬量輸入 0 - 10V DC ，2 AQ 模擬量輸出 0-20mA DC，供電：直流 DC 20.4 - 28.8 V ，可編程數據存儲區：125KB；
1套正版西門子博途V16編程軟件，單授權，軟件及其文檔，包含于DVD；
1根以太網電纜，長6米；
1個西門子數字量輸入模塊SM1221，8輸入24V DC。
2.3.2移動型材工作臺
含型材桌面及支架、4個帶鎖萬向輪、型材端蓋等。支撐工作臺底車支架結構采用型材做框架支撐，周邊采用§1.5mm厚的優質鋼板做封板，表面靜電噴漆處理。正面柜門為半透有機玻璃門板。
所有型材均采用T形槽內凹高強度鋁合金型材（Ai Mg Si合金熱擠壓，采用陽極氧化處理），桌面型材規格：30×60mm。
移動型材工作臺占地尺寸：560mm×780mm，工作臺高度：750mm。
2.3.3不銹鋼網孔板
含不銹鋼網孔板（435×584mm）、西門子空氣開關1P10A （帶漏電保護）、西門子電源模塊（輸入：120/230V AC，輸出：24V DC/ 3A）、接線插排、線槽若干、電線若干。PLC安裝在控制屏上。
配有空氣開關安全隔離及電源模塊安全隔離，采用全透明安裝隔離板。
2.3.4沖壓裝置
含1個沖壓氣缸、1個磁性開關、2個調速快接頭（90°彎頭）、1套沖壓氣缸（治具缸）支架、1個鋁制沖壓裝置（直徑為13mm）、沖壓平臺（90*60*20mm、沖壓孔直徑為18mm、含可調限位裝置）。
2.3.5供料裝置
含有井式供料塔、貨料檢測傳感機構、推料裝置、加緊裝置、供料及加緊裝置支架。
井式供料塔含圓柱型塔身、長方形塔座、貨料托盤、供料塔支架。
貨料檢測傳感機構含有對射式傳感器及傳感器支架。
推料裝置含推料氣缸、調速快接頭、推料氣缸支架、鋁制推出裝置。
加緊裝置含加緊氣缸、磁性開關、磁性開關固定裝置、速快接頭及鋁制加緊裝置。
2.3.6多工位旋轉工作臺
含多工位旋轉平臺、檢測機構、1套西門子V90伺服電機驅動機構等。
多工位旋轉平臺含4個鋁制庫位、1個鋁制旋轉盤（帶定位孔）、1個接近開關、1個接近開關支架、1個平面推力球軸承、1個齒輪傳動裝置及型材支架。
檢測機構含漫反射光電傳感器、傳感器支架。
西門子V90伺服電機驅動機構含伺服電機（0.05KW）及其驅動器。
2.3.7帶式傳輸機構
帶式傳輸機構含1條同步帶（寬度30mm）、1條90XL 037同步帶、2個14XL 037（6% 帶扁）同步輪、1臺直流電機（DC24V）、1套直流電機連接架、1套同步帶張緊裝置、1套動力驅動裝置、1套帶式傳輸機構支架。
配套推料裝置含1套推料氣缸、2個調速快接頭（90°彎頭）、1套推料氣缸支架、1個推出裝置。
2.3.8智能接口單元及控制面板
含智能控制模塊、接線端子、綠色指示燈、紅色指示燈、25針連接電纜、金屬噴涂控制面板（含1個紅色指示燈、1個綠色指示燈、1個雙位旋鈕開關、1個急停開關、3個紅色按鈕、3個綠色按鈕等西門子低壓器件）。
2.3.9氣路控制裝置
含匯流排（四位）、匯流排消音器、匯流排快接頭、匯流排（四位）支架、電磁閥、電磁閥快接頭、Φ4氣管。
2.4直線行走搬運倉儲教學實訓平臺
直線行走搬運倉儲教學實訓平臺由PLC、移動型材工作臺、控制屏、庫體工作臺、直角坐標機器人搬運裝置、帶式傳輸機構1、帶式傳輸機構2、推料裝置、智能預診斷系統、智能接口單元及控制面板、氣路控制裝置等組成。
2.4.1 PLC控制器
含1個西門子CPU 1215C DC/DC/DC，2個 PROFINET通訊口，集成輸入/輸出： 14 DI 24V直流輸入，10 DQ 晶體管輸出24 V 直流， 2 AI 模擬量輸入 0 - 10V DC ，2 AQ 模擬量輸出 0-20mA DC，供電：直流 DC 20.4 - 28.8 V ，可編程數據存儲區：125KB；
1套正版西門子博途V16編程軟件，單授權，軟件及其文檔，包含于DVD；
1根以太網電纜，長6米；
1個西門子數字量輸入模塊SM1221，8輸入24V DC，
1個西門子S7-1200 PLC通訊模塊CB1241，通訊模塊采用RS485通信，通過點到點連接，可進行快速、高性能的串行數據交換。執行的協議：ASCII、USS 驅動協議、Modbus RTU，隨后可加載附加協議；使用PLC編程軟件可實現簡單的參數化過程 ，可直接插入CPU。
2.4.2 移動型材工作臺
含型材桌面及支架、4個帶鎖萬向輪、型材端蓋等。支撐工作臺底車支架結構采用型材做框架支撐，周邊采用§1.5mm厚的優質鋼板做封板，表面靜電噴漆處理。正面柜門為半透有機玻璃門板。
所有型材均采用T形槽內凹高強度鋁合金型材（Ai Mg Si合金熱擠壓，采用陽極氧化處理），桌面型材規格：30×60mm。
移動型材工作臺占地尺寸：560mm×780mm，工作臺高度：750mm。
2.4.3 不銹鋼網孔板
含不銹鋼網孔板（（435x584mm））、西門子空氣開關4P20A （帶漏電保護）、西門子電源模塊（輸入：120/230V AC，輸出：24V DC/ 3A）、接線插排、線槽若干、電線若干。PLC安裝在控制屏上。
配有空氣開關安全隔離及電源模塊安全隔離，采用全透明安裝隔離板。
2.4.4 庫體工作臺
由庫體底盤、庫體支架以及庫位槽等組成。
2.4.5 直角坐標機器人搬運裝置
由直角坐標機器人、抓取機構等組成。
直角坐標機器人重復定位精度±0.1mm。
直角坐標機器人配套伺服電機：含2套西門子V90伺服電機（0.1KW）及驅動器（0.1KW帶PROFINET通訊）。
抓取機構由抓手氣缸、升降氣缸等組成，可完成貨物的抓取、上下移動等功能。
2.4.6帶式傳輸機構1
由平行帶、交流電機、G120 PN標準變頻驅動控制系統、同步帶張緊裝置、動力驅動裝置、型材基體等組成。
西門子G120 PN標準變頻驅動控制系統具體包括：
SINAMICS G120 控制單元 CU250-2 PN，內置ProfiNET通訊口，支持矢量控制，可通過 EPos 功能執行定位任務，4個可組態的IO點，6 DI（可作3 F-DI），5 DI，3 DO（可作1 F-DO），2 AI，2 AO 安全集成 STO，SBC、SS1安全功能可通過安全授權擴展，編碼器：D - CLIQ + HTL/TTL/SSI，旋轉變壓器/HTL通過端子接入保護等級 IP20，提供USB及SD/MMC接口；
SINAMICS G120 智能操作面板；
SINAMICS G120 0.75KW 功率單元 PM240-2 帶制動斬波器, 3AC 380-480V +10%/-10% 47-63 HZ。
2.4.7帶式傳輸機構2
帶式傳輸機構2含1條同步帶（寬度30mm）、1條90XL 037同步帶、2個14XL 037（%6 帶扁）同步輪、1臺直流電機（DC24V）、1套直流電機連接架、1套同步帶張緊裝置、1套動力驅動裝置、1套帶式傳輸機構支架。
2.4.8推料裝置
推料裝置含1套SMC推料氣缸、2個調速快接頭（90°彎頭）、1套推料氣缸支架、1個推出裝置。
推料裝置能夠把物料從帶式傳輸機構1推送至帶式傳輸機構2。
推料裝置配備1套物料檢測傳感器、1個傳感器支架。
2.4.9智能預診斷模塊
通過傳感器對電機的振動與溫度的動態檢測，經過計算分析得出電機使用壽命和異常情況識別，可提前預知電機故障，提示進行設備保養與維護，實現故障的預診斷。主要參數如下：
① 外形尺寸：長方形；② 設備類型傳感器；
③ 輸入輸出串行（Modbus）；
④ 輸入詳細信息振動/溫度；
⑤ 電源直流10至30 V；
⑥ 環境等級（IP）IP67；
⑦ 環境評級（NEMA）NEMA 6P；
⑧ zui高溫度工作條件105；
⑨ 最低溫度運行條件-40；
⑩ 特點：危險區域沒有；
⑪ 應用：溫度輸入是；
⑫ 應用：振動傳感器輸入是；
⑬ Modbus RTU：是；
⑭ RS-485：是。
2.4.10智能接口單元及控制面板
含智能控制模塊、接線端子、綠色指示燈、紅色指示燈、25針連接電纜、金屬噴涂控制面板（含1個紅色指示燈、1個綠色指示燈、1個雙位旋鈕開關、1個急停開關、3個紅色按鈕、3個綠色按鈕等西門子低壓器件）。
2.4.11氣路控制裝置
含電磁閥、電磁閥快接頭。
2.5溫度控制教學實訓平臺
溫度控制教學實訓平臺由PLC、移動型材工作臺、控制屏、加熱爐、帶式傳輸機構、智能接口單元及控制面板等組成。
2.5.1 PLC控制器
1個西門子CPU 1215C DC/DC/DC，2個 PROFINET通訊口，集成輸入/輸出： 14 DI 24V直流輸入，10 DQ 晶體管輸出24 V 直流， 2 AI 模擬量輸入 0 - 10V DC ，2 AQ 模擬量輸出 0-20mA DC，供電：直流 DC 20.4 - 28.8 V ，可編程數據存儲區：125KB；
1套正版西門子博途V16編程軟件，單授權，軟件及其文檔，包含于DVD；
1根以太網電纜，長6米。
2.5.2移動型材工作臺
含型材桌面及支架、4個帶鎖萬向輪、型材端蓋等。支撐工作臺底車支架結構采用型材做框架支撐，周邊采用§1.5mm厚的優質鋼板做封板，表面靜電噴漆處理。正面柜門為半透有機玻璃門板。
所有型材均采用T形槽內凹高強度鋁合金型材（Ai Mg Si合金熱擠壓，采用陽極氧化處理），桌面型材規格：30×60mm。
移動型材工作臺占地尺寸：560mm×780mm，工作臺高度：750mm。
2.5.3不銹鋼網孔板
含不銹鋼網孔板（（435x584mm））、西門子空氣開關1P10A （帶漏電保護）、西門子電源模塊（輸入：120/230V AC，輸出：24V DC/ 3A）、接線插排、線槽若干、電線若干。PLC安裝在控制屏上。
配有空氣開關安全隔離及電源模塊安全隔離，采用全透明安裝隔離板。
2.5.4加熱爐
由爐體、溫度控制模塊、型材支架等組成。
爐體（帶通風孔）外形尺寸：340*270*370mm。
溫度控制模塊由1個變送器（輸出：DC 0-10V、電源：DC 24V、精度：0.2%FS、量程：0-100℃）、1個功率模塊、1個散熱片、1個PT100溫度傳感器（溫度系數：TCR=3850ppm/K；溫度范圍：0～150°C測量電流：PT100 0.3-最大1.0mA）、1個加熱器、1個線路板組成。
2.5.5帶式傳輸機構
含1條同步帶（寬度30mm）、1條90XL 037同步帶、2個14XL 037（6% 帶扁）同步輪、1臺直流電機（DC24V）、1套直流電機連接架、1套動力驅動裝置、1套帶式傳輸裝置支架。
2.5.6觸摸屏單元
采用西門子KTP700工業彩色觸摸屏。
KTP700基本型彩色觸摸屏，帶鍵盤和觸摸操作，7寸液晶顯示，65536色，PROFINET通訊接口。
2.5.7智能接口單元及控制面板
含智能控制模塊、接線端子、綠色指示燈、紅色指示燈、25針連接電纜、金屬噴涂控制面板（含1個紅色指示燈、1個綠色指示燈、1個雙位旋鈕開關、1個急停開關、3個紅色按鈕、3個綠色按鈕等西門子低壓器件）。
2.6自動化倉庫教學實訓平臺
自動化倉庫教學實訓平臺由PLC、移動型材工作臺、控制屏、KUKA工業機器人單元、立體倉庫主體、交換機、智能接口單元及控制面板、氣路控制裝置等組成。
2.6.1 PLC控制器
1個西門子CPU 1215C DC/DC/DC，2個 PROFINET通訊口，集成輸入/輸出： 14 DI 24V直流輸入，10 DQ 晶體管輸出24 V 直流， 2 AI 模擬量輸入 0 - 10V DC ，2 AQ 模擬量輸出 0-20mA DC，供電：直流 DC 20.4 - 28.8 V ，可編程數據存儲區：125KB；
1套正版西門子博途V16編程軟件，單授權，軟件及其文檔，包含于DVD；
1根以太網電纜，長6米。
2.6.2移動型材工作臺
含型材桌面及支架、4個帶鎖萬向輪、型材端蓋等。支撐工作臺底車支架結構采用型材做框架支撐，周邊采用§1.5mm厚的優質鋼板做封板，表面靜電噴漆處理。正面柜門為半透有機玻璃門板。
所有型材均采用T形槽內凹高強度鋁合金型材（Ai Mg Si合金熱擠壓，采用陽極氧化處理），桌面型材規格：30×60mm。
移動型材工作臺占地尺寸：860mm×780mm，工作臺高度：750mm。
2.6.3不銹鋼網孔板
含不銹鋼網孔板（435x584mm）、西門子空氣開關1P10A （帶漏電保護）、西門子電源模塊（輸入：120/230V AC，輸出：24V DC/ 3A）、接線插排、線槽若干、電線若干。PLC安裝在控制屏上。
配有空氣開關安全隔離及電源模塊安全隔離，采用全透明安裝隔離板。
2.6.4 KUKA工業機器人單元
工業機器人單元由KUKA工業六軸機器人本體、KRC4 Compact緊湊型控制柜和smart PAD示教器、機器人安裝底座、機器人夾具等組成。（1）工業機器人本體
①軸數6軸；
②最大工作范圍706.7mm；
③最大負載6kg；
④重復定位精度：±0.03 mm；
⑤機器人本體防護等級：IP 54；
⑥各個軸的運動范圍（軟件限位）：軸1：+/-170°、軸2：+45° to -190°、軸3：+156° to -120°、軸4：+/-185°、軸5：+/-120°、軸6：+/-350°；
⑦各軸運動速度：軸1：360 °/s、軸2：300 °/s、軸3：360 °/s、軸4：381 °/s、軸5：388 °/s、軸6：615 °/s。
（2）KUKA KRC4 Compact機器人控制柜
①安裝的伺服軸數量：1-6個；
②防護等級：IP 20；③額定供電電壓：1×208 to 230V AC；
④頻率：49…61 Hz；
⑤控制柜尺寸（高、寬、長）：460×483×271mm；
⑥支持PROFINET通信。
（3）KUKA smart PAD示教器①顯示屏：觸摸彩色顯示屏，600 x 800像素；
②顯示屏尺寸8.4"。
（4）1套機器人隨機配套資料
（5）機器人安裝底座
機器人底座采用Q235碳鋼板材固定，底座整體拼焊而成；表面特殊處理；上下表面平行度滿足機器人安裝精度要求。
機器人底座支持機器人任意位置安裝。
2.6.5機器人夾具
機器人夾具主要由機器人本體法蘭安裝母體工裝、工具側工裝、平行夾、夾爪工具等組成，用于物料的搬運抓取工作。
2.6.6立體倉庫主體
由倉位庫體、氣動夾手等部分組成，立體倉庫為3層倉庫（15庫位）。
2.6.7平面軌跡單元
由鋁材質安裝底座、鋁材質支撐立板、鋁材質平板以及鏤空模塊組成，軌跡平臺可自由調整傾斜角度，鏤空模塊應包含長方形及三角形等平面直線、圓形及橢圓形等圓弧、二次曲線等組成。可在水平面輔助機器人完成直線、曲線等軌跡的行走運動。
2.6.8氣路控制裝置
由帶有可調壓的二聯體以及電磁閥組等組成。
2.6.9交換機
采用8口工業以太網千兆交換機。
2.6.10智能接口單元及控制面板
含智能控制模塊、接線端子、綠色指示燈、紅色指示燈、25針連接電纜、金屬噴涂控制面板（含1個紅色指示燈、1個綠色指示燈、1個雙位旋鈕開關、1個急停開關、3個紅色按鈕、3個綠色按鈕等西門子低壓器件）。
三、 平臺實訓內容
3.1 PLC程序設計訓練（1） S71200PLC控制技術
（2） 博圖軟件應用
（3） PLC指令訓練
（4） PLC數字量、模擬量控制訓練
（5） PLC控制多種電機訓練
（6） PLC控制變頻器訓練
（7） PLC采集多種傳感器信號訓練
（8） PLC控制氣動裝置訓練
（9） PLC網絡訓練
3.2氣動控制系統
（1） 了解氣壓傳動系統的組成
（2） 氣源裝置以及氣缸、閥門的使用和學習
（3） PLC程序控制氣動裝置自動啟動和停止
3.3傳感器技術及應用
（1） 光電傳感器應用
（2） 霍爾傳感器應用
（3） 顏色傳感器應用
（4） 電容傳感器應用
（5） 電感傳感器應用
（6） 溫度傳感器應用
（7） 接近開關應用
3.4直流電機控制技術
（1） 直流電機啟停控制訓練
（2） 直流電機正反轉控制訓練
3.5步進電機控制技術
（1） 步進電機細分的參數設置訓練
（2） 步進電機的電流參數設置訓練
（3） 步進電機往復運行控制訓練
（4） 步進電機的位置控制訓練
（5） 步進電機的速度控制訓練
（6） 步進電機的啟停控制訓練
3.6伺服電機控制技術
（1） 伺服電機參數設置訓練
（2） 伺服電機硬件連接訓練
（3） 伺服電機位置控制往復運行訓練
（4） 伺服電機位置控制速度改變訓練
（5） 伺服電機位置控制精準定位訓練
（6） 伺服電機速度控制往復運行訓練
（7） 伺服電機速度控制速度控制訓練
（8） 伺服電機轉矩控制訓練
（9） 伺服電機反饋信號采集訓練
（10） 伺服電機回原點模式訓練
3.7交流電機變頻調速訓練
（1） PLC控制變頻器訓練
（2） 變頻器的參數設置訓練
（3） 變頻器的多級速運行訓練
（4） 觸摸屏的組態方法
（5） 觸摸屏變量的添加
（6） 觸摸屏連接方式的組態
（7） 觸摸屏報警的組態
（8） 觸摸屏開關按鈕的組態
（9） 觸摸屏指示燈的組態
（10） 觸摸屏I/O域的組態
3.8 PID控制技術
3.9二軸運動控制技術
3.10工業網絡訓練技術
3.11機器人基本功能實訓
（1） 機器人在工業領域中的應用
（2） 機器人機械結構及工作原理認知
（3） 機器人的配線連接設置
（4） 機器人手動控制及基本參數設置
（5） 機器人本體與控制器之間的電氣連接與調試技術
（6） 機器人控制柜功能學習
（7） 機器人基本控制指令實訓
（8） 機器人示教器功能學習
（9） 機器人工件坐標系參數標定及多坐標系切換
（10） 編程控制機器人的簡單動作實訓
（11） 編程控制機器人多軸聯動實訓
（12） 機器人復雜運動編程指令實訓：
1) 轉軸運動指令實訓
2) 輸入輸出群指令實訓
3) 輸入信號指令實訓
4) 通訊指令實訓
5) 程序流程指令實訓
6) 程序運行停止指令實訓
7) 速度控制指令實訓
8) 等待指令實訓
9) 賦值指令實訓
10) 負載定義指令實訓
四、 平臺整體規格參數
（1）電源：三相（380V±10％ 50Hz）（2）功率：≤3kVA
（3）工作溫度：5℃～45℃
（4）工作濕度：30%～85%（無冷凝）
（5）氣源氣壓：0.4-0.6Mpa
（6）系統外形尺寸：3660×780×1400mm（L×W×H）
