1.1系統概述
   工業機器人罐裝生產流水線實訓系統緊密結合《中國制造2025》和《國家中長期人才發展規劃綱要》對“智能制造”和經濟社會發展重點領域急需緊缺專門人才及創新型科技人才的培養要求，依據國家相關職業工種培養及鑒定標準，結合中國當前制造業的崗位需求，接軌世界技能競賽（Worldskills）相關標準及規程開發設計而成。該套系統以“工作站”(Working Station）形式綜合體現機電一體化自動生產、工業機器人自動化“工作單元”、及其他附屬工作設施，操作者可以在學習中培養訓練自動化專業技能、機器人自動化技能、世界級競賽要求等，同時也可以提高職業素養中的社會能力與方法能力。
工業機器人罐裝生產流水線實訓系統由灌裝上料工作站、加蓋擰蓋工作站、檢測分揀工作站、工業機器人包裝工作站、成品自動入庫工作站組成，包括了智能裝配生產系統、自動包裝系統、自動化立體倉庫及智能入庫系統、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，是一個完整的智能工廠模擬裝置，應用了工業機器人技術、PLC控制技術、步進控制技術、伺服控制技術、工業傳感器技術、電機驅動技術等工業自動化相關技術，可實現空瓶自動上料、顆粒物料多樣上料、物料自動分揀、顆粒可選填裝、自動加蓋、自動擰蓋、成品檢測、成品分揀、機器人抓取入盒、盒蓋包裝、自動入庫等智能生產全過程。

1.2灌裝自動化生產線技術參數
系統電源： 220V
設備重量：360kg
額定電壓：AC220V ±5%
額定功率：3.6KW
環境濕度：≤90%
設備尺寸：420cm×72cm×150cm(長×寬×高)
安全保護功能：急停按鈕，漏電保護，過流保護。
PLC:西門子S7-1200
伺服：西門子V90/電機SIMOTICS S-1FL6
觸摸屏：MT8101IE+MT-FX3M
步進電機：驅動器SR2/電機AM17HD6426-06N
機器人：ABB IRB120機器人
1.3灌裝上料工作站
1.3.1 工作站介紹
上料皮帶逐個將空瓶輸送到主輸送皮帶；同時顆粒上料機構將料筒內的物料推出；顆粒分揀機構對顆粒物料根據顏色進行分揀；當空瓶到達填裝位后，皮帶停止，定位夾緊機構將空瓶固定；吸取機構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，定位夾緊機構松開，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）、顆粒數量（最多4粒）進行不同的組合，產生8種填裝方式。


1.3.2主要技術參數
CPU（1214C DCDCDC）：品牌西門子，14 點集成 24 V 直流數字量輸入，10 點集成數字量輸出，2 點集成模擬量輸入，0 至 10 V，2 點脈沖輸出 (PTO)，頻率高達 100 kHz，脈沖寬度調制輸出 (PWM)，頻率高達 100 kHz，集成以太網接口（TCP/IP native、ISO-on-TCP），所有模塊上均為可拆卸的端子。
直流減速電機（Z2D1024GN-18S-2GN75K）：24VDC；減速比1/75；1800Rpm；0.45Kg.cm；0.69A；GN齒輪軸型。
旋轉氣缸（HRQ10）：品牌亞德客，雙活塞齒輪齒條式復動型；缸徑10；回轉角度范圍0-190°；重復精度0.2°；力矩1.1Nm；接管口徑M4*0.8；油壓緩沖。
光纖放大器（E3X-HD41）:品牌歐姆龍，PNP輸出；VR調節（粗/微調）；響應時間1ms以下；12-24VDC供電；紅色LED光源；各類線纜長度2m；尺寸15*39*73mm。
光纖頭（E32-ZD200）：品牌歐姆龍，擴散反射型，螺紋形，M6，端視圖0.005560100，標準型2 m 自由裁切，適用于定位 M8 (約 18 g)
光纖頭（E32-ZD200E）：品牌歐姆龍，擴散反射型，螺紋形，M3，端視圖附有鏡頭0.005 200 32不斷裂強韌撓性1 m，自由裁切M3, 若搭配 F-2HA使用光點直徑 0.4(約 6 g)
開關電源（西門子開關電源5A）：雙組輸出24VDC；額定150W/6.2A。
斷路器（EA9AN2C10A）:2極；額定10A；C型脫扣特性。
感應開關：兩線式；有接點磁簧管型；常開型；線長2m；5-30VDC供電；紅色LED指示；適用范圍G型（用于MD、MK、TR、TC、ACP、ACQ、STM、TWH（M）、TWQ、SDA氣缸）
1.4加蓋擰蓋工作站
1.4.1 工作站介紹
  接收上一工作站填裝好顆粒的瓶子，當瓶子被輸送到加蓋機構后，主輸送皮帶停止，夾蓋定位夾緊機構將瓶子固定，加蓋機構啟動加蓋流程，將蓋子加到瓶子上；加好蓋子后主輸送皮帶啟動，加上蓋子的瓶子繼續被送往擰蓋機構，到擰蓋機構下方，主輸送皮帶停止，擰蓋定位夾緊機構將瓶子固定，擰蓋機構啟動，將瓶蓋擰緊，主輸送皮帶啟動，將擰好蓋子的物料瓶輸送到下一工位。瓶蓋分為白色和黑色兩種。

1.4.2主要技術參數
CPU（1214C DCDCDC）：品牌西門子，14 點集成 24 V 直流數字量輸入，10 點集成數字量輸出，2 點集成模擬量輸入，0 至 10 V，2 點脈沖輸出 (PTO)，頻率高達 100 kHz，脈沖寬度調制輸出 (PWM)，頻率高達 100 kHz，集成以太網接口（TCP/IP native、ISO-on-TCP），所有模塊上均為可拆卸的端子。
CPU擴展（SM1221）：品牌西門子，16×24VDC 輸入  電流吸收/電流源。
CPU擴展（SM1222）：品牌西門子，8×24VDC 輸出  電流源。
直流減速電機（Z2D1024GN-18S-2GN75K）：24VDC；減速比1/75；1800Rpm；0.45Kg.cm；0.69A；GN齒輪軸型。
擰蓋電機（ZGX45RGG DC24V ）：24VDC；減速比1/22.5；直徑45；額定轉速：2.4、（rpm）r/min；0.47A；永磁直流行星齒輪減速電機。
筆型氣缸（PB-10X80-S-U）：品牌亞德客，復動型；缸徑Ф10；行程80mm；附磁石；徑向進氣型；軸向固定架；內螺紋M5*0.8；防撞墊緩沖。
光纖放大器（E3X-HD41）:品牌歐姆龍，PNP輸出；VR調節（粗/微調）；響應時間1ms以下；12-24VDC供電；紅色LED光源；各類線纜長度2m；尺寸15*39*73mm。
光纖頭（E32-ZD200）：品牌歐姆龍，擴散反射型，螺紋形，M6，端視圖0.005560100，標準型2 m 自由裁切，適用于定位 M8 (約 18 g)
開關電源（西門子開關電源5A）：雙組輸出24VDC；額定150W/6.2A。
斷路器（EA9AN2C10A）:2極；額定10A；C型脫扣特性。
感應開關：兩線式；有接點磁簧管型；常開型；線長2m；5-30VDC供電；紅色LED指示；適用范圍G型（用于MD、MK、TR、TC、ACP、ACQ、STM、TWH（M）、TWQ、SDA氣缸）
1.5檢測分揀工作站
1.5.1 工作站介紹
  主皮帶運行，接收上一站擰好蓋后的物料瓶子，當物料瓶經過檢測機構時：回歸反射傳感器檢測瓶蓋是否擰緊；檢測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（短皮帶）；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。


1.5.2主要技術參數
雙軸氣缸（TR-16X125-S）：復動型；缸徑Ф12；行程125mm；附磁石；銅套軸承；內螺紋M5*0.8；防撞墊緩沖。
調壓過濾器：介質空氣；內螺紋PT1/4；差壓排水式；Mpa刻度；濾水杯容量15CC
氣體電磁閥：五口二位；先導式；雙位置雙電控；內螺紋M5；工作電壓24VDC；DIN插座式；鋁合金；壓力范圍0.15-0.8Mpa；介質空氣。
CPU（1214C DCDCDC）：品牌西門子，14 點集成 24 V 直流數字量輸入，10 點集成數字量輸出，2 點集成模擬量輸入，0 至 10 V，2 點脈沖輸出 (PTO)，頻率高達 100 kHz，脈沖寬度調制輸出 (PWM)，頻率高達 100 kHz，集成以太網接口（TCP/IP native、ISO-on-TCP），所有模塊上均為可拆卸的端子。
CPU擴展（SM1221）：品牌西門子，16×24VDC 輸入  電流吸收/電流源。
CPU擴展（SM1222）：品牌西門子，8×24VDC 輸出  電流源。
直流減速電機（Z2D1024GN-18S-2GN75K）：24VDC；減速比1/75；1800Rpm；0.45Kg.cm；0.69A；GN齒輪軸型。
光纖放大器（E3X-HD41）:品牌歐姆龍，PNP輸出；VR調節（粗/微調）；響應時間1ms以下；12-24VDC供電；紅色LED光源；各類線纜長度2m；尺寸15*39*73mm。
光纖頭（E32-ZD200）：品牌歐姆龍，擴散反射型，螺紋形，M6，端視圖0.005560100，標準型2 m 自由裁切，適用于定位 M8 (約 18 g)
光纖頭（E32-ZD200E）：品牌歐姆龍，擴散反射型，螺紋形，M3，端視圖附有鏡頭0.005 200 32不斷裂強韌撓性1 m，自由裁切M3, 若搭配 F-2HA使用光點直徑 0.4(約 6 g)
開關電源（西門子開關電源5A）：單組輸出24VDC；額定150W/6.2A。
斷路器（EA9AN2C10A）:2極；額定10A；C型脫扣特性。
感應開關：兩線式；有接點磁簧管型；常開型；線長2m；5-30VDC供電；紅色LED指示；適用范圍G型（用于MD、MK、TR、TC、ACP、ACQ、STM、TWH（M）、TWQ、SDA氣缸）
256色指示燈（BNI0072）：256種顏色指示燈，可做為設備運行指示及遠程IO學習。
1.6工業機器人包裝工作站
1.6.1 工作站介紹
  AB兩個升降臺分別存儲包裝盒底和包裝盒蓋；工業機器人包裝工作站啟動后，A升降臺將包裝盒底推向物料臺上，A升降臺隨之上升一個盒底位；等待上一站檢測合格的物料瓶到位，當上一站合格物料瓶到位，啟動工業機器人將瓶子抓取，并放入物料臺上的包裝盒底內；當包裝盒底4個工位放滿瓶子，工業機器人自動從B升降臺上吸取盒蓋，蓋在包裝盒上，B升降臺隨之上升一個盒蓋位，并通知成品自動入庫工作站入庫。

1.6.2主要技術參數
機器人（IRB120）：ABB品牌，水平伸展距離 580mm，最大負載 3kg，本體重量 25kg，自重負載比 4.8，連接控制柜電纜長度 7m，自由度 6自由度，重復定位精度 ±0.01mm，工作范圍最大速度：J1≧±165（250/s)  J2≧+110~-110（250/s)  J3≧+70~-90（250/s)   J4≧±160（320/s)  J5≧±120（320/s)   J6≧±400（420/s)
機器人控制器：ABB品牌IRC5型號，尺寸（長寬高） 258 x450 x 565mm，重量 27.5kg，外部接口：輸入/輸出：標準16/16（最多8192）數字： 24 V DC或繼電器信號,模擬： 1×0-10 V,串行通道：1×RS 232（RS422帶適配器）,網絡:以太網（10/100 MB/s）,兩條通道： 服務和LAN,現場總線（主）：   DeviceNet，PROFINET，PROFIBUS DP，Ether net/IP,現場總線（從）： PROFINET，PROFIBUS DP，Ether net/IP，Interbus，Allen-Bradley遠程I/O，CC-link,處理編碼器  最多6通道,供電電源  200~240VAC，50~60Hz，等。
示教器： ABB品牌，重1 kg，6.5＂圖形化彩色觸摸屏，操縱桿，緊急停，支持慣用左/右手切換，支持U盤，維護,診斷軟件，恢復程序，帶時間標記登錄，支持遠程服務。
步進電機驅動器：輸入電壓12-48VDC；輸入信號電壓4-28VDC；輸入電流0.3-2.2A；步進脈沖頻率2-2MHz；3位撥碼開關；8種電流細分選擇
CPU（1214C DCDCDC）：品牌西門子，14 點集成 24 V 直流數字量輸入，10 點集成數字量輸出，2 點集成模擬量輸入，0 至 10 V，2 點脈沖輸出 (PTO)，頻率高達 100 kHz，脈沖寬度調制輸出 (PWM)，頻率高達 100 kHz，集成以太網接口（TCP/IP native、ISO-on-TCP），所有模塊上均為可拆卸的端子。
CPU擴展（SM1221）：品牌西門子，16×24VDC 輸入  電流吸收/電流源。
CPU擴展（SM1222）：品牌西門子，8×24VDC 輸出  電流源。
開關電源（西門子開關電源5A）：單組輸出24VDC；額定150W/6.2A。
斷路器（EA9AN2C10A）:2極；額定10A；C型脫扣特性。
感應開關：兩線式；有接點磁簧管型；常開型；線長2m；5-30VDC供電；紅色LED指示；適用范圍G型（用于MD、MK、TR、TC、ACP、ACQ、STM、TWH（M）、TWQ、SDA氣缸）
調壓過濾器：介質空氣；內螺紋PT1/4；差壓排水式；Mpa刻度；濾水杯容量15CC
氣體電磁閥：五口二位；先導式；雙位置雙電控；內螺紋M5；工作電壓24VDC；DIN插座式；鋁合金；壓力范圍0.15-0.8Mpa；介質空氣。

1.7成品自動入庫工作站
1.7.1 工作站介紹
  由一個弧形立體倉庫和2軸伺服堆垛機構組成，當工業機器人工作站完成包裝任務，接收信號把機器人工作站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，堆垛機構水平軸為精密分度盤機構，垂直機構為渦輪絲桿升降機構，均由西門子V90精密伺服電機進行高精度控制。

1.7.2主要技術參數
V90伺服控制：品牌西門子，集成全部控制模式：外部脈沖位置控制 內部設定值位置控制 速度控制 扭矩控制，集成抱閘繼電器，1MHz高速脈沖輸入，20位分辨率絕對值編碼器，可通過SD卡參數復制等。
V90伺服電機：品牌西門子，額定速度2000rpm,額定扭矩1.27NM，絕對編碼器20位分辨，保護等級IP65 自冷卻。
真空發生器：直接配管型（無消聲器）；噴嘴直徑Ф0.5；最高真空度+88kPa；SUP接口Rc1/8；VAC接口Rc1/8；EXH接口Rc1/8
吸盤：垂直真空口接管；不帶緩沖；Ф10平行吸盤；丁晴橡膠；接管方式外螺紋；螺紋直徑M5*0.8
CPU（1214C DCDCDC）：品牌西門子，14 點集成 24 V 直流數字量輸入，10 點集成數字量輸出，2 點集成模擬量輸入，0 至 10 V，2 點脈沖輸出 (PTO)，頻率高達 100 kHz，脈沖寬度調制輸出 (PWM)，頻率高達 100 kHz，集成以太網接口（TCP/IP native、ISO-on-TCP），所有模塊上均為可拆卸的端子。
CPU擴展（SM1221）：品牌西門子，16×24VDC 輸入  電流吸收/電流源。
CPU擴展（SM1222）：品牌西門子，8×24VDC 輸出  電流源。
開關電源（西門子開關電源5A）：單組輸出24VDC；額定150W/6.2A。
斷路器（EA9AN2C10A）:2極；額定10A；C型脫扣特性。
感應開關：兩線式；有接點磁簧管型；常開型；線長2m；5-30VDC供電；紅色LED指示；適用范圍G型（用于MD、MK、TR、TC、ACP、ACQ、STM、TWH（M）、TWQ、SDA氣缸）
調壓過濾器：介質空氣；內螺紋PT1/4；差壓排水式；Mpa刻度；濾水杯容量15CC
氣體電磁閥：五口二位；先導式；雙位置雙電控；內螺紋M5；工作電壓24VDC；DIN插座式；鋁合金；壓力范圍0.15-0.8Mpa；介質空氣。
1.8人機界面

4.8.1 人機界面介紹
7寸寬屏觸摸被安裝在成品入倉單元，與灌裝自動化生產組各站控制器PLC連接通訊，顯示設備所需要的參數設置，設備啟停，顯示各站間的IO信號，硬件IP等。