目錄Contents學(xué)習(xí)目標(biāo)重點難點資訊決策計劃實施0102030405060708檢查評估

項目四任務(wù)4-2制作項目功能結(jié)構(gòu)表會對根據(jù)項目的工藝要求和項目的技術(shù)任務(wù)書進(jìn)行項目的功能分析，能夠使用標(biāo)準(zhǔn)的項目功能表制作濾清器濾芯機(jī)器人搬運項目功能表。培養(yǎng)學(xué)生模塊化系統(tǒng)思維、引導(dǎo)學(xué)生規(guī)范的工程意識、促使學(xué)生養(yǎng)成歸納總結(jié)的習(xí)慣。掌握項目功能結(jié)構(gòu)表的作用，熟悉項目功能結(jié)構(gòu)表的基本組成和制作方法、了解機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的功能組成模塊。能力目標(biāo)知識目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)重點、難點理解項目功能表的作用掌握工業(yè)機(jī)器人目中的系統(tǒng)功能分析方法。熟悉項目功能結(jié)構(gòu)表的制作方法重點結(jié)合項目信息進(jìn)行項目功能分析結(jié)合項目功能需求選擇相應(yīng)硬件實現(xiàn)需求難點什么是功能結(jié)構(gòu)表？一般情況下產(chǎn)品或系統(tǒng)的總功能可分解為若干分功能，各分功能又可進(jìn)一步分解為若干二級分功能，如此繼續(xù)，直至各分功能被分解為最小功能單元為止。這種由分功能或功能單元按照其邏輯關(guān)系連成的結(jié)構(gòu)稱為功能結(jié)構(gòu)。分功能或功能單元的相互關(guān)系可以用圖表來描述，表達(dá)分功能或功能單元相互關(guān)系或從屬關(guān)系的表稱為功能結(jié)構(gòu)表。功能結(jié)構(gòu)表的作用

為了更加明確的體現(xiàn)內(nèi)部組織關(guān)系，更加清晰的理清內(nèi)部邏輯關(guān)系，做到一目了然規(guī)范各自功能部分，使之條理化。功能結(jié)構(gòu)表制作功能結(jié)構(gòu)表的方法第一步根據(jù)前期的方案設(shè)計、設(shè)備布局圖以及設(shè)計任務(wù)書，結(jié)合工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成項目的通用組成規(guī)律，將項目劃分功能單元；第二步結(jié)合具體的工藝要求，對每個功能單元進(jìn)行具體的設(shè)計，比如要設(shè)置幾個傳感器，完成相應(yīng)動作需要的驅(qū)動裝置是什么，怎樣控制。第三步將設(shè)計內(nèi)容形成表格。功能結(jié)構(gòu)表一般工業(yè)機(jī)器人工作站的功能單元工業(yè)機(jī)器人及其控制柜工業(yè)機(jī)器人末端操作器外圍設(shè)備及專機(jī)料倉流水線體安全圍欄現(xiàn)場操作盒主電控柜（PLC柜）功能單元起動機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)器人搬運項目的基本組成A工業(yè)機(jī)器人及控制柜B末端操作器C料倉D流水線體E安全圍欄F現(xiàn)場操作盒G主電控柜（PLC柜）DCBAEFGCA工業(yè)機(jī)器人控制柜工業(yè)機(jī)器人的電氣連接主要有：

（1）工業(yè)機(jī)器人與工業(yè)機(jī)器人控制柜間的連接；（2）機(jī)器控制柜的電源連接；（3）通信連接；（4）I/O連接及安全鏈的連接。工業(yè)機(jī)器人控制柜功能要求元件規(guī)格控制柜接電源主開關(guān)抓手控制信號I/O板DSQC652與PLC通信三接口選一除主計算機(jī)背板LAN，其他需另購安全光柵連至安全鏈安全面板B手部工具手部工具是工業(yè)機(jī)器人實現(xiàn)抓取工件，并將工件進(jìn)行裝配的工具。工業(yè)機(jī)器人抓手功能要求元件規(guī)格控制氣缸動作電磁閥判斷手指是否夾持到位或放開到位磁性開關(guān)SMC判斷轉(zhuǎn)子是否安裝到位接近開關(guān)電感式C料倉

料倉分為可移動部分和固定部分?？梢苿硬糠譃榭梢苿有≤?、料盤及料盤上的工件（轉(zhuǎn)子）。固定部分分為固定底架及升降定位盤兩部分。有個定位裝置，可保證位置的一致性。料倉功能要求元件規(guī)格判斷料倉位工件是否準(zhǔn)備妥當(dāng)接近開關(guān)D流水線體輸送線輸送行星輪底盤，料有沒有送到位和輸送線的停止由主線PLC控制流水線體功能要求元件規(guī)格行星輪底盤有無，輸送線啟停主線PLC，通過以太網(wǎng)與工作站PLC通信E安全圍欄

安全圍欄主要的功能是隔離人體與工業(yè)機(jī)器人之間的活動空間，禁止人員非法進(jìn)入工業(yè)機(jī)器人的工作空間（如工業(yè)機(jī)器人搬運應(yīng)用，工業(yè)機(jī)器人裝配應(yīng)用），或者是防止生產(chǎn)過程中的飛濺傷害（如工業(yè)機(jī)器人點焊、弧焊、機(jī)加工應(yīng)用）等。是防止危險的最簡單方法之一。流水線體功能要求元件規(guī)格為了安全，同時也能滿足上料安全光柵

為防止人員非法進(jìn)入工作區(qū)域，又要滿足生產(chǎn)的需求，對有人工進(jìn)料口，采用安全光柵就是最佳的選擇。安全圍欄及安全光柵布置

由于生產(chǎn)過程，需要人工在兩工位間交替上料，所以采用安全光柵的安全防護(hù)方式。光柵分兩種信號處理機(jī)制。A.非法闖入處理：當(dāng)工位的缺料提示燈沒有閃亮的時候，人員提前進(jìn)入或意外觸發(fā)光柵信號被認(rèn)為是非法闖入行為。B.正常上、下料車處理：當(dāng)工位一的缺料提示燈閃亮后，允許工人進(jìn)入工位一的換料口，系統(tǒng)嚴(yán)格禁止工業(yè)機(jī)器人到工位一進(jìn)行操作，但工業(yè)機(jī)器人仍然在工位二繼生產(chǎn)。F現(xiàn)場操作盒

現(xiàn)場操作盒是為便利工人操作而設(shè)置在進(jìn)出料口附近安全位置的一個操作裝置。滿足操作的需求：兩個工位的上料按鈕。上料成功，按鈕亮燈指示；上料成功后，非正常狀態(tài)下，對上料申請進(jìn)行取消操作。這時，相應(yīng)工位缺料燈點亮及熄滅相應(yīng)工位上料按鈕上的指示燈。隨后，工人的操作應(yīng)按上料操作過程進(jìn)行處理。F現(xiàn)場操作盒現(xiàn)場操作盒功能要求元件規(guī)格工位一/二上料按鈕帶燈工位一/二缺料黃色燈工位一/二取消上料按鈕緊急情況，有意外，停止工作站工作急停按鈕F主電控制柜（PLC柜）

電氣控制柜由柜體及電氣元件組成。柜體用來安裝配電元件及電氣控制器件；電氣元件實現(xiàn)配電、線路保護(hù)、操作控制及報警指示功能等。柜內(nèi)元件有如下要求：①依用戶要求，在柜體側(cè)面安裝有一個總負(fù)荷開關(guān)；②一個總的斷路器并含漏電保護(hù)功能；③一個交流接觸器。可遠(yuǎn)程操作按鈕，使系統(tǒng)上電或下電；④一組柜內(nèi)照明燈用于方便維修照明；⑤一組循環(huán)風(fēng)扇（兩個風(fēng)扇，一個下吸風(fēng)，另一個上排風(fēng)）；⑥每一個分支電路配電時，應(yīng)配置斷路器用來作為分?jǐn)?、短路及過載保護(hù)的器件；⑦一組維護(hù)、維修用單相AC220V電源插座；⑧由客戶指定歐姆龍品牌PLC及配置觸摸屏；⑨DC24V直流電源：配置外部24V直流開關(guān)電源。主電控制柜（PLC柜）⑩柜內(nèi)元件主要采用標(biāo)準(zhǔn)35mmDIN導(dǎo)軌安裝方式，面板元件安裝孔為φ22DIN是德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使用導(dǎo)軌是工業(yè)電氣元器件的一種安裝方式，安裝支持此標(biāo)準(zhǔn)的電氣元器件可方便地卡在導(dǎo)軌上而無需用螺絲固定，維護(hù)也很方便。常用導(dǎo)軌寬度是35mm的。很多的電氣元器件都有采用了這種標(biāo)準(zhǔn)，比如有PLC，斷路器，開關(guān)，接觸器等等。主電控制柜（PLC柜）?連接線端子叉形預(yù)絕緣接線端頭針形預(yù)絕緣接線端頭開口接線鼻子銅（鋁）線鼻子?接線端子排或工業(yè)連接器連接電氣柜、控制柜、柜（臺）之間以及它們與被控制設(shè)備之間開關(guān)電器、控制板的進(jìn)出線一般采用接線端頭或接線鼻子連接，這可按電流大小及進(jìn)出線數(shù)選用不同規(guī)格的接線端頭或接線鼻子。下圖為常用的接線用端頭及線鼻子。主電控制柜（PLC柜）?標(biāo)準(zhǔn)接插件連接?接地排弱電控制組件、印制電路板組件之間弱電控制組件、印制電路板組件之間主電控制柜（PLC柜）“柜體上電”表明柜體處于供電狀態(tài)；“系統(tǒng)上電”工業(yè)機(jī)器人上電；“機(jī)器人啟動”機(jī)器進(jìn)入運行狀態(tài)；“工作停止”停止工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)；“運行暫?！睍和C(jī)器人當(dāng)前工作；“緊急停止”機(jī)器人在當(dāng)前位置被強(qiáng)制停止；“復(fù)位”重新啟動工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)。?柜體面板以太網(wǎng)交換機(jī)

包括工業(yè)機(jī)器人控制柜與PLC控制柜內(nèi)的PLC通信，PLC控制柜內(nèi)的PLC與主線的PLC間的通信。功能表內(nèi)容確定濾清器濾芯筒機(jī)器人搬運項目工業(yè)機(jī)器人及其控制柜工業(yè)機(jī)器人末端操作器外圍設(shè)備及專機(jī)安全圍欄現(xiàn)場操作盒物料輸送線體項目按功能結(jié)構(gòu)劃分結(jié)構(gòu)單元第一步分析設(shè)計任務(wù)書及初步設(shè)計形成的圖紙及文件要求，將項目劃分功能單元；第二步

結(jié)合具體的工藝，對每個功能單元進(jìn)行具體的設(shè)計，比如要設(shè)置幾個傳感器，選擇什么樣的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。第三步

將設(shè)計內(nèi)容形成表格。計劃實施要點

在完成濾清器濾芯筒機(jī)器人搬運項目外圍設(shè)備的結(jié)構(gòu)及功能后，項目結(jié)構(gòu)功能表是以表格的形式呈現(xiàn)，表格的結(jié)構(gòu)關(guān)系是按照機(jī)構(gòu)或功能的從屬關(guān)系組織圖表結(jié)構(gòu)，圖表中每一欄每一框是以項目的某項功能或者結(jié)構(gòu)作為屬性，功能模組可按照其復(fù)雜程度進(jìn)行拆分，盡量分解到具體的元器件這一級。如轉(zhuǎn)子啟動及項目所示系統(tǒng)功能機(jī)構(gòu)表所示，制作濾清器濾芯筒機(jī)器人搬運項目結(jié)構(gòu)功能表。檢查項目1.功能結(jié)構(gòu)劃分是否合理、完整；2.每個功能結(jié)構(gòu)的零部件是否正確齊全；3.所選的型號是否正確。歸納總結(jié)1.