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LG-GZS05型工業(yè)機器人罐裝生產流水線實訓系統(tǒng)
一、總體要求
LG-GZS05型 工業(yè)機器人罐裝生產流水線實訓系統(tǒng)由顆粒上料工作站、加蓋擰蓋工作站、檢測分揀工作站、工業(yè)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(tǒng)、自動包裝系統(tǒng)、自動化立體倉庫及智能入庫系統(tǒng)、自動檢測機質量控制系統(tǒng)、生產過程數(shù)據采集及控制系統(tǒng)等，是一個完整的智能工廠模擬裝置，應用了工業(yè)機器人技術、PLC控制技術、步進控制技術、伺服控制技術、工業(yè)傳感器技術、電機驅動技術等工業(yè)自動化相關技術，可實現(xiàn)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。
二、技術參數(shù)要求
1.輸入電源：三相四線～380V±10% 50Hz
2.工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度≤85%（25℃） 海拔＜4000m
3.裝置容量：≤3.5kVA
4.外形尺寸：≥5050mm×720mm×1500mm
三、主要配置要求
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序號
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名稱
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數(shù)量
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單位
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1
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顆粒上料單元
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1
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套
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2
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加蓋擰蓋單元
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1
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套
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3
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檢測分揀單元
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1
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套
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4
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六軸機器人單元
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1
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套
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5
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成品入倉單元
|
1
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套
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6
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電源盒模塊
|
1
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套
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7
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智能制造生產線虛擬仿真系統(tǒng)軟件
|
1
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套
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8
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云智能實驗室安全管理系統(tǒng)
|
1
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套
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9
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產品配件包
|
1
|
包
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|
10
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裝配桌
|
1
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臺
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11
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工具柜
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1
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個
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|
12
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電腦桌
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1
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臺
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13
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觸模屏組件
|
1
|
件
|
四、主要系統(tǒng)功能要求
1、顆粒上料單元
（1）單元配置要求：主要由掛板控制板、瓶上料單元、主輸送模塊、循環(huán)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；PLC模塊H2U-3624MR、變頻器FR-D720S。
（2）控制流程要求：瓶上料單元逐個將空瓶輸送到主輸送帶；同時循環(huán)選料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(shù)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）、顆粒數(shù)量（最多4粒）進行不同的組合，產生8種填裝方式。
2、加蓋擰蓋單元
（1）單元配置要求：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；PLC模塊H2U-2614MT。
（2）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（白色或黑色）加到瓶子上；加上蓋子的瓶子繼續(xù)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
（1）單元配置要求：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；PLC模塊H2U-3624MR。
（3）控制流程要求：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(qū)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
（1）單元配置要求：主要由掛板控制板、升降臺A模塊、升降臺B模塊、六軸機器人及控制器（最大負載≥3 kg； 最大臂展半徑≥580mm； 軸數(shù)：≥6軸；位置重復精度：≦0.01mm； 防護等級： ≥IP30； 軸運動范圍：1）1軸：≥±165°、2）2軸：≥±110°
、3）3軸：≥+70°至 -110°、4）4軸：≥±160°、5）5軸：≥±120°、6）6軸：≥±400°；機器人本體重量：≤25kg； 最大噪音：≤70dB(A)。）、實訓桌組成，可進行PLC控制、六軸機器人控制、機器人擴展模塊、步進驅動器系統(tǒng)控制、氣動元件原理、機械裝調等多項實訓項目；PLC模塊H2U-3232MT。
（2）控制流程要求：兩個升降臺模塊存儲包裝盒和包裝盒蓋；A升降臺將包裝盒提升到位，由六軸工業(yè)機器人將包裝盒搬運到物料臺上；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；6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
（1）單元配置要求：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(tǒng)控制、傳感器智能系統(tǒng)控制、氣動元件原理、機械裝調等多項實訓項目；PLC模塊H2U-2614MT、伺服系統(tǒng)MR-JE-10A。
（2）控制流程要求：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絲桿機構，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。
6、電源盒模塊
具有6個單元交流電源提供，其中有1路為三相四線電源，5路為單相3線電源；同時還具有漏電保護、過流保護等用電安全保護功能。
7、智能制造生產線虛擬仿真系統(tǒng)軟件
（1）仿真系統(tǒng)支持ABB、KUKA，F(xiàn)anuc、安川、新松、埃夫特、廣州數(shù)控、熊貓、斯陶比爾、UR（優(yōu)傲）、傲博等多種機器人，提供50種以上的各品牌機器人模型和大量生產線組件庫；
（2）支持多種格式的三維CAD模型，可導入擴展名為step、igs、stl等格式；
（3）可通過導入CAD模型快速生成運動組件，并對組件特征樹進行操作和修改;
（4）支持關節(jié)型機器人、Delta（空間三自由度并聯(lián)機構機器人）、SCARA（平面關節(jié)型機器人）、直角坐標等各種結構的機器人；
（5）允許通過專用的模板和程序語言定制各種機器人和自動化工具的運動控制。算法支持包含3-5軸的通用機床、3-6個旋轉軸的串聯(lián)，并聯(lián)，雙臂，AGV小車，等機器人及生產線上對應的工裝夾具，傳送帶，變位機，導軌等輔助設備；
（6）提供工業(yè)機器人虛擬教學模塊，能夠通過虛擬示教器對機器人的手動操作以及程序代碼的自動運行，也能直連客戶指定的實際示教器；
（7）提供強大的API功能支持，允許開展大量機器人機構的自動化應用。可進行仿真和應用于程序機器人取放物體和應用于復雜的多機器人同步運動等；
（8）包含豐富的軌跡調整優(yōu)化工具包，如碰撞檢查、工業(yè)機器人可達性、姿態(tài)奇異點、軸超限等；
（9）支持多機器人同步運動仿真，能夠實現(xiàn)5個及以上機器人與外部軸的同步 運動；
（10）具有自動化生產線仿真功能，包含碼垛機、AGV小車、串聯(lián)機器人在內的功能模塊；
（11）真實的模擬效果（如焊接火花效果、噴漆上色效果、雕刻效果）；
（12）提供多視角的觀察，并可實現(xiàn)運動視角鏡頭追蹤；
（13）支持虛擬傳感器的建模與仿真，支持視覺，激光距離，力傳感等傳感器的仿真，效果接近真實傳感器的效果；
（14）場景中的物理實體具有真實世界中的物體的物理效果，可以進行碰撞檢測并具備剛體運動的效果，具備設置重力，摩擦系數(shù)等參數(shù)能力，并能根據這些參數(shù)模擬物體的真實運動效果，用戶可以按照真實世界中的邏輯對場景進行建模，減少了建模的復雜性。
（15）具有離線編程功能，支持ABB，三菱，F(xiàn)anuc，安川，川崎等品牌機器人的代碼；
（16）可生成仿真運動視頻（AVI或者Mp4格式）并導出。
★正版軟件，需提供智能制造生產線虛擬仿真系統(tǒng)軟件著作權證書原件備查，并提供（1）-（10）項內容不少于十張的軟件截圖。
8、云智能實驗室安全管理系統(tǒng)
本平臺將無線傳輸、信息處理等物聯(lián)網技術應用用于自動化遠程控制。設備端運行狀態(tài)、數(shù)據參數(shù)等上傳至云平臺。物聯(lián)網系統(tǒng)的傳感層、傳輸層和應用層關聯(lián)掌握數(shù)據與分析數(shù)據。
(1)電壓、電流等模擬量數(shù)據顯示。
(2)輸入開關監(jiān)控，輸出開關等數(shù)字量控制。
(3)遠程控制啟停狀態(tài)，給定輸出電壓值的。
(4)顯示輸入輸出電壓值的歷史數(shù)據
(5)可按照日期、日間進行查詢歷史數(shù)進行查詢。
(6)報警信號為PLC主機模擬量采集數(shù)值或者開關量可以自由設定，如當模擬量輸入超過設定電壓時產生報警，通過物聯(lián)網自動化應用軟件將報警信號上傳到云平臺，通過云平臺向設置的終端推送報警信號，每臺設備可對應多個終端設備。
(7)通過手機端可以實現(xiàn)遠程控制PLC的輸出及監(jiān)視PLC的輸入狀態(tài)變化。
(8)數(shù)據顯示畫面：畫面顯示輸入電壓數(shù)值，輸出電壓監(jiān)控，開關狀態(tài)輸入，開關控制輸出，以及云端連接二維碼。
(9)聯(lián)網設置界面：設置現(xiàn)場數(shù)據連接云平臺后臺數(shù)據庫管理。
★需提供云智能實驗室安全管理系統(tǒng)軟件著作權證書原件備查，并現(xiàn)場演示（1）-（6）項的功能。
9、產品配件包
包含了PLC編程線、機器人USB下載線、觸摸屏USB下載線、485通訊線、空氣壓縮機、排插座、物料瓶身、黑色/白色瓶蓋、黑色/白色物料塊、黑色/白色標簽、發(fā)貨光盤、設備使用說明書、安裝螺絲螺母等。
10、裝配工作臺
用于機械裝配和電氣裝配各。均由臺身和臺面兩大部分組成。臺身用優(yōu)質Q235冷軋鋼板折彎焊接，噴塑后組裝連接，臺面用高密度中纖板，表面貼壓防火板，耐腐蝕、防靜電。
11、工具柜
用優(yōu)質Q235冷軋鋼板折彎焊接，表面靜電噴塑。工具柜有多個抽屜，可儲藏工具，放置于裝配桌底部一側。
12、儀器模塊
技術參數(shù)：
（1）直流電壓 600mV/6V/60V/600V ±(0.5%+2)、1000V ±(0.8%+10)
（2）交流電壓 6V/60V/600V ±(0.8%+3)、750V ±(1.0%+10)
（3）直流電流 60uA/6mA/60mA ±(0.8%+8)、600mA ±(1.2%+5)、20A ±(2.0%+5)
（4）交流電流6mA/60mA ±(1.0%+12)、600mA ±(1.2%+5)、 20A ±(2.0%+5)
（5）電阻 600Ω ±(0.8%+5)、 6kΩ/60kΩ/600kΩ/6MΩ ±(0.8%+3)、 60MΩ ±(1.0%+25)
（6）電容 6nF ±(5.0%+35)、60nF/600nF/600uF ±(2.5%+20)、 99mF ±(5.0%+10)
（2）交流電壓 6V/60V/600V ±(0.8%+3)、750V ±(1.0%+10)
（3）直流電流 60uA/6mA/60mA ±(0.8%+8)、600mA ±(1.2%+5)、20A ±(2.0%+5)
（4）交流電流6mA/60mA ±(1.0%+12)、600mA ±(1.2%+5)、 20A ±(2.0%+5)
（5）電阻 600Ω ±(0.8%+5)、 6kΩ/60kΩ/600kΩ/6MΩ ±(0.8%+3)、 60MΩ ±(1.0%+25)
（6）電容 6nF ±(5.0%+35)、60nF/600nF/600uF ±(2.5%+20)、 99mF ±(5.0%+10)
（7）頻率10Hz---10MHz ±(0.1%+5)
（8）最大值/最小值測量
（9）全保護電路，電流檔20A，毫安檔全FUSE保護
（10）自動關機
（11）帶背光
（12）三極管放大倍數(shù)測量
（13）極管、通斷蜂鳴,全符號顯示
13、測試儀
（1）額定電壓： 500V / 1000V /2500V ±10%
（2）絕緣電阻測量范圍：0.00MΩ～20000MΩ ±(5%+5字)
（3）輸出電壓實時顯示
（4）測試結果自動保持
（5）測量極化指數(shù)和吸收比
14、實驗室智能電源管理系統(tǒng)
實訓室總體智能電源管理系統(tǒng)由主電路、控制電路、檢測保護電路、顯示電路、語音報警電路等組成，整個實驗室配置一套管理系統(tǒng)。
主要功能：
14.1上電系統(tǒng)自測
（1）主電路及控制電路上電后對線路系統(tǒng)進行輸入電壓的過壓、欠壓；線路對地漏電；輸出負載過流的檢測，任一故障存在電源輸出斷開。
（2）故障內容有相應文字顯示。
（3）對故障進行語音報警。
14.2運行檢測保護
（1）輸入過壓、欠壓、輸出過流、漏電，任一故障出現(xiàn)將自動跳閘，實施保護。
（2）對故障進行語音報警。
（3）保護閥值可進行現(xiàn)場設置。
14.3漏電功能測試
（1）按下漏電測試按鈕，裝置會自動提供一個漏電測試信號，使保護器跳閘。
（2）重新進行上電進入自己檢測狀態(tài)，文字顯示“開機檢測中....”，無故障情況下，實訓室智能電源管理系統(tǒng)恢復供電。
14.4過壓保護
（1）運行中，出現(xiàn)輸入過壓，實訓室智能電源管理系統(tǒng)將跳閘。
（2）對應的“過壓相”進行文字顯示。
（3）語音播報“線路過壓，請注意”。
14.5過流保護
（1）運行中，三相電源中任一相出現(xiàn)過流，實訓室智能電源管理系統(tǒng)將跳閘。
（2）對應的“過流相”進行文字提示。
（3）語音播報“線路過流，請注意”
14.6漏電保護
（1）運行中，三相中任一相出現(xiàn)漏電，實訓室智能電源管理系統(tǒng)將跳閘。
（2）對“漏電”進行文字顯示。
（3）語音播報“線路漏電，請注意”。
14.7電源監(jiān)控
（1）可對各相電壓進行數(shù)值顯示及曲線顯示，顯示精度±5V
（2）可對各相電流進行數(shù)值顯示及曲線顯示，顯示精度±0.1A
（3）高壓保護電壓設置：
①設置范圍<300V，輸入1A;
②動作時間：2-5S，輸入單位0.1S
（4）欠壓保護電壓設置：
①設置范圍：>154V，輸入單位1V
②動作時間：2-5S，輸入單位0.1S
(5)過流保護電流設置：
①設置范圍：<20A,輸入單位0.01A;
②動作時間：0.5-2S，輸入單位0.1S
★投標時提供實驗室管理系統(tǒng)軟件著作權證書并現(xiàn)場提供14.1-14.5項功能的視頻演示。
五、教學課件資源要求
1、工業(yè)機器人課程資源
工業(yè)機器人的概述：工業(yè)機器人的定義、發(fā)展與應用、基本組成及技術參數(shù)、工業(yè)機器人的分類；
工業(yè)機器人的機械系統(tǒng)：工業(yè)機器人的1軸結構、工業(yè)機器人的2軸結構、工業(yè)機器人的3軸結構、工業(yè)機器人的4軸結構、工業(yè)機器人的5軸結構、工業(yè)機器人的6軸結構、工業(yè)機器人的機身結構、工業(yè)機器人的行走結構、工業(yè)機器人的驅動裝置和傳動單元；
工業(yè)機器人的運動學與動力學：工業(yè)機器人的連桿參數(shù)和齊次坐標變換矩陣。
工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)：工業(yè)機器人控制裝置、工業(yè)機器人驅動裝置、工業(yè)機器人檢測裝置；
工業(yè)機器人的編程：工業(yè)機器人的編程方式、工業(yè)機器人的示教編程、工業(yè)機器人的編程語言、工業(yè)機器人的語言系統(tǒng)結構和基本功能、常用工業(yè)機器人編程語言、工業(yè)機器人的離線編程、工業(yè)機器人的離線編程仿真軟件及編程示例；
工業(yè)機器人的典型應用：焊接機器人的應用、搬運機器人的應用、碼垛機器人的應用、涂裝機器人的應用、裝配機器人的應用；
提供汽車生產線工業(yè)機器人應用的高清視頻。
★提供（1）-（7）項內容不少于十張的截圖。
★2、PLC編程教學課件資源
（1）S7-1200PLC的認知：S7-1200PLC簡介、S7-1200PLC工作原理及運行模式、S7-1200PLC特點、S7-1200PLC擴展功能、PLC應用技術人才培養(yǎng)；
（2）TIA博圖軟件的使用：TIA 博圖集成軟件開發(fā)平臺、TIA 博圖集成軟件簡介、入門實例；
（3）控制單元的程序設計、指令編寫、硬件選型和設計、課后思考與練習等內容。模塊至少包括：八路搶答器、三相異步電機的星三角降壓啟動、運料小車往返控制、十字路口交通燈的控制、電動機組的啟?？刂?、HMI控制液體混合、G120變頻器的電機控制。
（4）小型自動化生產線的設計
課件資源具有產品的搬運、檢測和傳輸分揀功能，整個系統(tǒng)由送料單元、機械手搬運單元、步進電機多點定位輸送單元和傳送帶輸送分揀單元等組成。具體的項目設計要求如下：
1）本設計的要求使用通過觸摸屏與控制臺按鈕操作，控制生產線的自動運行。生產線通電以后，系統(tǒng)自行檢測初始狀態(tài)是否滿足運行條件，如不滿足則自行復位或手動調整，若滿足則觸摸屏顯示準備就緒；
2）在準備就緒的情況下，按下啟動按鈕，生產線開始按順序運行，供料單元開始工作，電機驅動轉盤將工件送到物料臺上；電機運行10秒后，若物料臺光電開關沒有檢測到物料，說明已沒有物料，開始報警；若檢測到物料，則一號搬運機械手開始動作；
3）物料臺有料，一號機械手臂伸出并下降夾取工件，夾取到工件后機械手上升縮回并旋轉到右側限位；然后機械手伸出下降將工件放到步進電機輸送單元的供料臺上，一號搬運機械手恢復到初始狀態(tài)，等待下一次運行；
4）當步進電機輸送單元傳感器檢測到供料臺工件后，步進電機前往高度檢測單元進行檢測；到達后通過超聲波傳感器進行高度檢測，檢測完畢后；步進電機運行到二號搬運機械手位置；
5）到達二號搬運機械手位置后；二號搬運機械手伸出、爪夾取工件，機架臺上升，旋轉到右限位，伸出手臂，機架臺下降，手爪放松，將工件放到傳送帶上，同時二號搬運機械手復位；
6）當傳送帶單元傳感器檢測到工件時，傳送帶開始工作，根據工件的顏色、材料進行分揀；分揀結束后，供料臺回到供料位置，等待下一次運行。
（5）用戶手冊：包括與S7-1200、有關硬件、軟件和通信的手冊，數(shù)量不少于二十多種。
★投標時提供（1）-（4）項內容不少于十張的截圖。。
六、實訓項目要求
1、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對傳輸帶運行的絕對定位控制
(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)PLC對六軸工業(yè)機器人自動控制
(12)利用脈沖指令對步進電機控制
(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
2、人機界面系統(tǒng)實訓
(1)軟件安裝
(2)窗口組態(tài)
(3)PLC寄存器連接
(4)簡單動畫組態(tài)
(5)報警組態(tài)
(6)數(shù)據存儲于PLC或HMI的用法
(7)觸摸屏監(jiān)控各工作單元設備
(8)觸摸屏對整體實訓流程監(jiān)控與管理
(9)通過觸摸屏對整套系統(tǒng)參數(shù)設置
(10)觸摸屏對系統(tǒng)報警代碼查詢與處理
(11)觸摸屏實現(xiàn)故障設置于診斷排除
(12)工程制作與下載
3、變頻器系統(tǒng)實訓
(1)變頻器基本接線操作
(2)變頻器功能參數(shù)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(tǒng)實訓
(7)變頻器的外部運行、組合運行實訓
(8)多面板參數(shù)復制實訓段速電機控制實訓
(9)瞬時停電啟動控制實訓
4、工業(yè)機器人系統(tǒng)實訓
(1)六軸機器人軟件操作
(2)六軸機器人原點與復位
(3)六軸機器人程序編寫
(4)六軸機器人點示教實訓
(5)六軸機器人抓手控制實訓
(6)六軸機器人位置運算實訓
(7)六軸機器人位置變量使用實訓
(8)六軸機器人與PLC I/O通訊實訓
(9)網絡IO監(jiān)控機器人工作狀態(tài)
5、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(shù)設置修改
(3)升降臺模塊升降定位實訓
6、交流伺服系統(tǒng)實訓
(1)交流伺服系統(tǒng)基本接線操作
(2)放大器參數(shù)設置
(3)反饋與脈沖數(shù)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
7、傳感器部分實訓
(1)數(shù)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。
