產品名稱：JG-IRB01型 工業機器人操作與運維實訓平臺
一、總體概述
1 、本設備是工業機器人專業教學訓練綜合實訓設備采用模塊化配置思路，主要包括機器人單元、裝配單元、視覺單元、運動軌跡單元、碼垛單元、快換工具單元、打磨單元、焊接單元、去毛刺單元、倉庫單元、人機交互單元、 PLC 單元、離線編程單元、桌面平臺單元以及氣泵等。根據訓練及考核任務，可快速更換不同模塊，實現不同難度不同技能點的考核。系統深度集 成了離線編程技術，軟件不僅包含硬件平臺的三維模型資源，還大大簡化了涂膠、打磨、 焊接、碼垛等工藝實現的編程過程、提高軌跡復現精度、避免發生碰撞干涉。該工作站不僅滿足了職業院校不同專業學生針對工業機器人的操作和編程的教學需求，任務源于工業的特征也使其更加適于作為訓考平臺。 平臺展示了工業自動化智能制造、生產數字化、控制網絡 化、系統集成化等思想，涉及智能控制技術、工業機器人技術、機電一體化技術、計算 機應用技術、軟件技術、相機測量技術等領域的知識和技能。
2 、本設備適用于中級到高級工以上的高技能人才在工業機器人相關專業技術應用方面的培訓課程的教學、訓練和工程實踐，包括從單項技術 ( 技能 ) 到綜合技術（技能）培訓，滿足學生動手能力的強化，為解決在工作崗位所遇到的技術問題提供有建設性的解決方案。
二、系統特點
1 、突出高（高端職業技能）、新（新興職業技能）、長（長周期技能開發）、前（前瞻性技能開發）；
2 、在自控產品結構上包含典型品牌產品；
3. 模塊化設計，實訓功能可有學員自主搭配；
4. PLC 與機器人系統配合使用，實現生產過程的協調運作。
三、技術參數
1. 交流電源：單相 AC 220V ± 10% 50 Hz ；
2. 溫度： -10 ～ 40 ℃；環境濕度：≤ 90% （ 25 ℃）；
3. 整機功耗：≤ 1.5 kW ；
4. 安全保護措施：具有接地保護、漏電保護功能，安全性符合相關的國家標準。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護套的高強度安全型實驗導線
5 、外形尺寸 長寬高： 2100*1200*1400mm 。
四、實訓內容：
1. 工業機器人安裝、初始化與備份恢復考核項目
2. 工業機器人手動控制及基本參數設置
3. 工業機器人 IO 通信及總線通信
4. 工業機器人單軸運動與線性運動控制
5. 工業機器人工具 TCP 參數標定
6. 工業機器人工件坐標系參數標定及多坐標系切換
7. 工業機器人多類型工具快速更換
8. 簡單平面軌跡、復雜空間軌跡編程
9. 工業機器人打磨工藝應用考核項目
10. 工業機器人焊接工藝應用考核項目
11. 工業機器人去毛刺工藝應用考核項目
12. 工業機器人與變位機聯合運動控制考核項目
13. 視覺覺傳感器的安裝、通訊與檢測考核項目
14. 工業機器人快換工具的技術選型與應用考核項目
15.CCD 相機與光源的組成和工作原理考核項目
16. 工業視覺顏色識別、尺寸識別、形狀識別案例實操考核項目
17. 工業機器人與 CCD 視覺系統數據通訊應用考核項目
18.RIFD 識別分揀應用與調試考核項目
19. 系統單元 HMI 觸摸屏基本編程與調試考核項目
20. 組態軟件的安裝與通信設置考核項目
21.PLC 基本編程與調試考核項目
22.PLC 與工業機器人網絡通訊應用考核項目
23.PLC 伺服電機速度位置控制功能的應用考核項目
24.PLC 程序故障的設置與排除考核項目
25.PLC 程序故障的設置與排除考核項目。
26. 系統參數故障的設置排除、電氣接線故障的設置排除考核項目
27. 傳感器信號故障的設置排除等考核項目
五、模塊配置：
序號 |
模塊單元 |
數量 |
單位 |
1 |
機器人單元 ( ABB1200 ) |
1 |
套 |
2 |
裝配單元 |
1 |
套 |
3 |
原料單元 |
1 |
套 |
4 |
軌跡運動單元 |
1 |
套 |
5 |
倉庫單元 |
1 |
套 |
6 |
視覺單元 |
1 |
套 |
7 |
碼垛單元 |
1 |
套 |
8 |
快換工具單元 |
1 |
套 |
9 |
打磨單元 / 去毛刺單元 |
1 |
套 |
10 |
焊接單元 |
1 |
套 |
11 |
RIFD 識別單元 |
1 |
套 |
12 |
編程單元 |
1 |
套 |
13 |
HMI 交互單元 |
1 |
套 |
14 |
PLC 控制單元 |
1 |
套 |
15 |
氣泵單元 |
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16 |
云智能實驗室安全管理系統 |
1 |
套 |
六 、設備各模塊主要技術參數
序號 |
名稱 |
規格參數 |
參考圖片 |
1 |
主機架 ( 桌面平臺單元 ) 1臺 |
1 、≧ 1800mm × 1200mm × 800mm 工業鋁型材搭建，鈑金表面噴塑處理 , 帶腳輪、腳杯。 2 、三色報警燈 1 個 3 、三聯件油水分離器 AFC-2000 1 套 4 、機器人固定座 |
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2 |
機器人單元1 套 |
（ 1 ） IRB 1200-5/0.9 本體 軸數： 6 荷重： 5kg 工作范圍： 900mm 重復定位精度： 0.025mm 防護等級標配： IP40 防護等級選配： IP67 安裝方式：任意角度 本體重量： 54kg 能耗： 0.38kw （ 2 ）緊湊型 IRC5 控制器 電源輸入： 200V/230V 50-60Hz 尺寸： 710*449*442mm 重量： 30kg 防護等級： IP20 （ 3 ） FlexPendant 示教器 重量： 1kg 支持：彩色觸摸屏、操縱桿，緊急停、支持慣用左 / 右手切換，支持 U 盤、熱插拔、恢復程序，支持 USB 儲存器，帶時間標記登錄，支持遠程服務。 |
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3 |
裝配單元1套 |
功能：由井式送料模塊、輸送帶模塊、裝配固定模塊組成，配置可移動 / 固定式底板。將工件從送料模塊送出到輸送帶運行至末端由機器人夾取搬運至裝配固定氣缸上進行裝配操作。可實現送料、檢測、運輸、搬運、裝配等實訓操作。 井式送料模塊有雙軸氣缸 1 只、電磁閥 1 個、磁開關 1 個、光纖傳感器 1 個。配置標準安裝機構。 輸送帶模塊由三相異步電機 1 個、末端感應傳感器及輸送帶標準配置安裝機構組成。 裝配固定模塊由指夾氣缸 1 只、電磁閥 1 個、磁開關 1 個及安裝支架組成，標準電氣接口。 |
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4 |
原料單元 1套 |
功能：放置裝配工件，由機器人將此工件原料搬運至裝配固定模塊上進行裝配操作。 M12 圓柱形傳感器 9 只，配置標準安裝機構及移動式底板，標準電氣接口。 |
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5 |
軌跡運動單元 1套 |
功能：可實現 TCP 標定，坐標系建立，不同形狀軌跡的示教編程和離線編程。 涂膠模塊是將工業機器人對產品裝配前的涂膠工藝進行功能抽象化，工業機器人抓持涂膠工具沿涂膠面板上不同輪廓軌跡運動，模擬涂膠工藝，保證工藝真實性同時增加教學可行性和趣味性。 主要由軌跡板、安裝支架、移動式底板組成。 |
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6 |
倉庫單元 1套 |
功能：立柜式倉庫模塊可為碼垛模塊、裝配模塊成品工件或其他模塊工件提供放置空間。 主要由移動式底板，安裝支架等組成。 |
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7 |
視覺單元 1套 |
功能：配合機器人對工件進行分析、檢測、定位等，將信號傳給機器人指示下一步動作。 視覺系系統采用工業 CCD 相機 130 萬像素，工業鏡頭， LED 光源。 可對物料位置、顏色、瑕疵、斑點等信息進行檢測 和機器人總線通訊（注機器人系統要具備有總線通訊功能，如果不具備則采用 IO 通訊）。 |
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8 |
碼垛單元 1套 |
功能：由方形井式送料機構、碼垛底盤組成，工件由送料機構送出，機器人將工件搬運到碼垛底盤上進行碼垛操作。 由雙軸氣缸 1 只、電磁閥 1 個、磁開關 1 個、光纖傳感器 2 個，并配置標準安裝機構，移動式底板，標準電氣接口。 |
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9 |
快換工具單元 1套 |
功能：由 4 種夾具組成，配合機器人使用作搬運、涂膠、焊接、碼垛等用途。 配置快換公頭 1 個、快換母頭 4 個、搬運夾具 2 套、涂膠夾具 1 套、焊接工具 1 套、電磁閥 3 個，并標準固定機構，移動式底板。 |
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10 |
打磨單元 / 去毛刺單元1套 |
功能：機器人夾取工件至本單元進行打磨、去毛刺操作，同時配備多種頭等進行更換 直流電機 3 個、電磨磨頭套裝 1 套、拋光打磨托盤 1 個，配備亞克力防護罩，移動式底板，標準電氣接口。 |
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11 |
焊接單元 1套 |
功能：固定焊接工件，并由伺服控制變位機與機器人配合進行位置切換，完成焊接實訓。 伺服電機 1 個、伺服驅動器 1 個、并配置標準安裝機構，移動式底板，標準電氣接口。 |
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12 |
RIFD 識別單元 |
每個傳輸工裝板上都安裝有 RFID 標簽，在每個工位物料都需要進行識讀操作，與 PLC 進行總線通訊并將信息通過串口網絡傳輸給服務器，實時的跟蹤物料位置信息和倉儲位置信息，做到物料、成品、半成品的可追溯性管理。主要技術參數： |
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12 |
編程單元 1套 |
PLC 編程軟件 HMI 組態軟件 視覺組態軟件 智能制造生產線虛擬仿真系統軟件 云智能實驗室安全管理系統 |
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13 |
HMI 交互單元 1套 |
功能：由觸摸屏及按鈕指示燈組成，對整套系統進行控制及指示作用。人機界面觸摸屏 1 臺、按鈕 4 只，及配備機構安裝支架。 |
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14 |
PLC 控制單元 1套 |
功能：網孔板安裝，由 PLC 、變頻器等控制系統組成。 1 、 1 臺西門子 1200 （晶體管） 2 、開關電源 1 個 3 、單相漏電保護開關 DZ47LE32 1 個 4 、交流接觸觸器 CJX22510 1 個 5 、熔斷器 RT18-32+3A 溶體 1 套 6 、繼電器 MY4N-J24DV+ 底座 4 套 7 、綠色接線端子 5 個 8 、編程線 1 套 9 、變頻器 1 套 10 、 1-2 個分布式 I/O 11 、支持 ProfiNet 總線， 12 、外部按鈕控制裝置 |
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15 |
氣泵單元1臺 |
空氣壓縮機 1 臺、氣動三聯件 1 套及各單元氣動回路。 |
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16 |
工件 1套 |
圓柱形外裝配工件 9 個、圓柱形內裝配工件 9 個、方形碼垛工件 12 個、焊接 / 打磨工件 10 個 |
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17 |
氣電快插模塊 5套 |
配置航空插 1 個，氣動快換插頭 1 個，安裝在各單元模塊上方便快速對接。 |
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18 |
通用電氣接口套件 |
電氣接口模塊、數字量擴展模塊、模擬量擴展模塊 |
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七、配套軟件及管理系統
（二）云智能實驗室安全管理系統
本平臺將 無線傳輸 、信息處理等 物聯網技術 應用用于自動化遠程控制。設備端運行狀態、數據參數等上傳至云平臺。 物聯網 系統的傳感層、傳輸層和應用層關聯掌握數據與分析數據。
• ★電壓、電流等模擬量數據顯示
• 輸入開關監控，輸出開關等數字量控制。
• ★遠程控制啟停狀態，給定輸出電壓值的。
• 顯示輸入輸出電壓值的歷史數據
• 可按照日期、日間進行查詢歷史數進行查詢。
• ★報警信號為 PLC 主機模擬量采集數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。
• ★通過手機端可以實現遠程控制 PLC 的輸出及監視 PLC 的輸入狀態變化。
• 數據顯示畫面：畫面顯示輸入電壓數值，輸出電壓監控，開關狀態輸入，開關控制輸出，以及云端連接二維碼。
• 聯網設置界面：設置現場數據連接云平臺后臺數據庫管理。
（二） 工業機器人離線編程軟件 ：
（ 1 ）仿真系統支持 ABB 、 KUKA ， Fanuc 、安川、新松、埃夫特、廣州數控、熊貓、斯陶比爾、 UR （優傲）、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 ）支持關節型機器人、 Delta （空間三自由度并聯機構機器人）、 SCARA （平面關節型機器人）、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，并聯，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?？蛇M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化工具包，如碰撞檢查、工業機器人可達性、姿態奇異點、軸超限等；
（ 9 ）支持多機器人同步運動仿真，能夠實現 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，摩擦系數等參數能力，并能根據這些參數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， Fanuc ，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。
（三） PLC 控制編程仿真軟件
1 、軟件特點：
（ 1 ）軟件以 PLC 為原型，實現基本指令、應用指令以及順序控制指令的仿真模擬。
（ 2 ）軟件通過實訓要求，了解實訓目的和控制要求。
（ 3 ）實訓器件采用三維仿真實物組件，讓學生了解控制實驗中所需的元件。
（ 4 ）通過器件庫，學生可進行器件布局，對各控制回路進行模擬接線。
（ 5 ）通過 I/O 分配布置，將鼠標移到 I/O 分配地址資源相應部分能查看到相對應的實物。
（ 6 ）通過符號庫，選擇正確的符號放置有 T 型圖正確位置，實現接線仿真。
（ 7 ）在原理圖中進行模擬仿真連接電路，按步驟連接正確后才能進行下一條的接線操作。
（ 8 ）接線完成實現通電運行，通過鼠標進行上電運行，軟件會以動畫形式進行動作演示。
2 、軟件仿真項目
（ 1 ）雙面銑床控制
（ 2 ）工業洗衣機控制
（ 3 ）皮帶運輸線控制
（ 4 ）電鍍生產線控制
（ 5 ）運料小車控制
（ 6 ）音樂噴泉控制
（ 7 ）簡易機械手控制
（ 8 ）大小球傳送裝置控制
（ 9 ）循環彩燈控制
（ 10 ）停車場車位控制
（ 11 ）小推車控制
（ 12 ）三層電梯控制
（ 13 ）電動機啟停控制
（ 14 ）電動機正反轉控制
（ 15 ）電動機循環正反轉控制
（ 16 ）可逆運行反接制動控制
（ 17 ）三速電機控制
（ 18 ）星角降壓啟動控制
（ 19 ）數碼管點亮控制
（ 20 ）交通燈控制
（ 21 ）恒壓供水系統控制
（四）電氣控制技能實訓仿真軟件
（ 1 ）應適用于電氣控制及電工培訓，仿真軟件應收集有電拖專業里最基礎、最重要的 18 種電路，電動機反接制動控制電路、三相電動機機械制動控制電路、時間繼電器自動控制電動機 Y- Δ降壓起動電路、接觸器自動控制電動機 Y- Δ降壓起動電路、自耦補償控制的電動機降壓起動控制電路、生產機械行程控制電路、雙重聯鎖電動機可逆控制電路、有過載保護的電動機單向運轉電氣控制電路、直流電動機的正反轉控制電路、直流電動機的制動控制電路、直流電動機調速控制電路、鉆床電氣控制電路、平面磨床控制電路、車床電氣控制電路、繞線式電動機運轉控制電路、電動葫蘆控制電路、接觸器控制的雙速電動機調速電路、能耗制控制電路。每種線路分為元件結構、原理分析、實際接線、課堂練習四大模塊。軟件還包括安全用電常識，常用電工工具，常用導線連接，手工焊接工藝等；電工儀表：包括萬能表，電能表，鉗型電流表，直流電橋，配電板等；電機與變壓器：包括三相異步電動機，單機異步電動機，伺服電機，步進電機，直流電機等；低壓電器；包括交流接觸器：繼電器，低壓斷路器，熔斷器，起動器，主令電器等；照明電路安裝：包括熒光燈，兩地控制燈。軟件形式上有多媒體演示動畫課件和自學型交互課件，視頻部分在大型的一流企業實景拍攝，所使用的設備與工藝流程，皆為生產車間現在正在使用的生產技術。情景模擬軟件支持多媒體播放，讓你切身實際的感受儀器的使用方法、注意事項，能夠身臨其境地感受到操作儀器的逼真效果。
（五）教學課件資源
1 、工業機器人課程資源
• 工業機器人的概述：工業機器人的定義、發展與應用、基本組成及技術參數、工業機器人的分類；
• 工業機器人的機械系統：工業機器人的 1 軸結構、工業機器人的 2 軸結構、工業機器人的 3 軸結構、工業機器人的 4 軸結構、工業機器人的 5 軸結構、工業機器人的 6 軸結構、工業機器人的機身結構、工業機器人的行走結構、工業機器人的驅動裝置和傳動單元；
• 工業機器人的運動學與動力學：工業機器人的連桿參數和齊次坐標變換矩陣。
• 工業機器人的控制系統：工業機器人控制裝置、工業機器人驅動裝置、工業機器人檢測裝置；
• 工業機器人的編程：工業機器人的編程方式、工業機器人的示教編程、工業機器人的編程語言、工業機器人的語言系統結構和基本功能、常用工業機器人編程語言、工業機器人的離線編程、工業機器人的離線編程仿真軟件及編程示例；
• 工業機器人的典型應用：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機器人應用的高清視頻。
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；
（ 2 ） TIA 博圖軟件的使用： TIA 博圖集成軟件開發平臺、 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、電動機組的啟停控制、 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，系統自行檢測初始狀態是否滿足運行條件，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，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，數量不少于二十多種。
★課件資源提供詳細的配件實物圖片及參數功能介紹、硬件組成圖解、程序指令、程序設計、氣動原理圖、電氣原理圖、硬件組態等，圖文并茂。
