SZJ-NJY301型 机电一体化智能实训平台

 一、设备概述：

    SZJ-NJY301型机电一体化智能实训平台，是模块化柔性智能制造生产线实训考核应用平台。整机由6 个独立单元拼接而成（颗粒上料单元、加盖拧盖单元、检测分拣单元、工业机器人搬运单元、智能仓储单元、总控单元）。采用铝型材独立柜体、脚轮 + 支撑调平结构，各单元可独立拆分教学，也可联调形成完整自动化瓶装物料生产线。

    适用于高等教育、职业教育“机电一体化、工业机器人、智能制造专业教学、职业技能竞赛，支持电气接线、PLC 编程、伺服调试、机器视觉、工业总线等综合实训”。是大中专院校机电一体化广泛应用的先进实验室配备设施。

二、通用基础技术参数：

    1、供电：AC220V±10%，50Hz；整机额定功率≤3kW，带漏电、过载、短路保护，急停安全回路

    2、气源：洁净压缩空气，工作压力 0.4～0.6MPa，标配气源处理三联件（调压、过滤、油雾）

    3、整机外形：模块化多单元拼接，铝型材框架，每个单元独立带柜门、操作面板、HMI 触摸屏；底部万向脚轮 + 可调支撑地脚

    4、安全防护：单元透明安全防护罩、整机急停按钮、安全联锁，气动元件带压力保护

    5、控制总线：Profinet / Modbus TCP 工业以太网（西门子版本）；可定制三菱 CC-Link 版本

    6、实训物料：塑料瓶、瓶盖、颗粒物料，模拟灌装产线工艺

    7、环境要求：环境温度 0～40℃，相对湿度 20%～80%（无凝露）

    8、重   量：约350KG；

    9、外形总体尺寸：长×宽×高：5200mm×950mm×1500mm（±5%）；

三、各单元详细配置与参数：

1、单元 1：颗粒上料单元（第 1 单元）

    ◆ 功能：空瓶上料、颗粒物料振动送料、定量颗粒灌装

    ◆ 硬件组成：振动送料盘、定量灌装机构、输送皮带、光电传感器、电感接近开关、推料气缸、伺服送料机构、本地 HMI 触摸屏、单元 PLC / 分布式 IO 模块

    ◆ 工艺动作：空瓶到位检测 → 振动盘颗粒出料 → 定量灌装 → 皮带输送至下一单元

    ◆ 实训点：传感器安装调试、皮带输送控制、气缸逻辑、伺服定量送料、本地 HMI 组态

2、单元 2：加盖 + 拧盖单元（第 2 单元）

    ◆ 功能：瓶盖自动上料、抓取加盖、伺服拧紧瓶盖

    ◆ 硬件组成：瓶盖振动料仓、气动气爪、移栽气缸、伺服拧紧机构、扭矩检测、光电 / 颜色传感器、皮带输送、单元本地触摸屏、IO 模块

    ◆ 工艺动作：空瓶流入→瓶盖拾取上盖→伺服扭矩拧紧→瓶盖有无检测→输送流出

    ◆ 实训点：伺服扭矩控制、气动移栽、拧紧工艺、传感器信号采集

3、单元 3：检测分拣单元（第 3 单元）

    ◆ 功能：机器视觉检测、物料缺陷 / 缺盖检测、不合格品剔除分拣

    ◆ 硬件组成：工业相机、镜头、视觉光源、视觉控制器、皮带输送、分拣推料气缸、各类光电 / 漫射传感器、本地 HMI、IO 模块

    ◆ 工艺动作：成品瓶输送至检测工位 → 视觉拍照识别瓶盖缺失、外观缺陷 → 不合格品气缸剔除，合格品流至机器人工位

    ◆ 实训点：机器视觉图像采集、模板匹配、阈值判定、分拣逻辑、视觉与 PLC 信号交互

4、单元 4：工业机器人搬运包装单元（第 4 单元）◎◆ 功能：合格成品抓取搬运、工位转接

    ◆ 硬件组成：六轴工业机器人、机器人控制器、气动夹爪、机器人 I/O 信号模块、安全防护栏、光电到位传感器

    ◆ 工艺动作：合格瓶到位 → 机器人抓取工件 → 搬运至立体仓储上料工位

    ◆ 实训点：机器人示教编程、点位运动、IO 信号交互、机器人与 PLC 总线通讯、安全信号调试

5、单元 5：智能物料存储（立体仓库）单元（第 5 单元）

    ◆ 功能：成品入库、出库，伺服堆垛机自动存取物料

    ◆ 硬件组成：多层立体库货架、伺服堆垛机（X/Y/Z 三轴伺服）、同步带传动、位置原点传感器、到位检测传感器、单元触摸屏

    ◆ 工艺动作：堆垛机接收机器人送来工件 → 伺服三轴定位 → 自动存入指定库位；支持出库调取物料

    ◆ 实训点：三轴伺服定位、原点回归、库位管理、脉冲 / 总线伺服控制单元 6：总控单元（最右侧主控台）

    ◆ 功能：整线总调度、全线启停、状态监控、故障报警，各单元总线协同

    ◆ 硬件组成：主 PLC、10 寸 HMI 触摸屏、交换机、电源模块、总急停、启动 / 复位 / 蜂鸣报警、故障设置考核系统（选配）

    ◆ 功能：全线联网，采集各单元运行状态、产量、◎故障信息；总控 HMI 实现一键启停、状态监控；支持上位机 MES 对接（选配）

四、核心电气部件配置：

    1、PLC：西门子 S7-1200 主 PLC + 各单元分布式 ET200SP 从站

    2、伺服驱动器：多套交流伺服，用于灌装、拧盖、立体库三轴堆垛

    3、工业机器人：六轴工业机器人，带示教器，支持数字 IO 与总线通信

    4、机器视觉：工业相机 + 光源 + 视觉软件，缺陷识别

    5、传感器：光电、漫反射、电感接近开关、颜色传感器、到位检测传感器

    6、气动元件：亚德客 / 费斯托气缸、电磁阀、气源处理单元

    7、HMI：每个单元独立 7 寸触摸屏 + 总控台 10 寸触摸屏

五、实训项目清单：

    1、气动回路安装、调试与故障检修

    2、传感器选型、安装、信号检测与标定

    3、PLC 梯形图编程，顺序控制、分支逻辑编程

    4、工业以太网 Profinet/Modbus TCP 组网，主从站通讯调试

    5、交流伺服电机参数设置、原点回归、定位控制、扭矩控制

    6、六轴工业机器人示教编程、点位控制、IO 信号交互

    7、机器视觉标定、模板匹配、缺陷检测程序编写HMI 触摸屏组态，变量关联、报警画面、产量统计

    8、整条柔性产线联调，多单元协同控制