机电一体化设备实训

B-GJD-03自动生产线实验实训试验台

1.概述自动生产线试验台是典型的机电一体化和自动化产品，是为职业院校和职业教育培训机构开发的。适用于机电一体化、电气自动化等相关专业的教学和培训。在靠近工业生产现场的基础上，专门设计了教学实训用实训教学设备，强化了自动化生产线的安装调试能力。自动化生产线实训考核设备系统集成，由1)、送料单元2)、加工单元3)、装配单元4)、分拣单元5)、输送单元等组成。该装置应能完成1)、货物自动供应2)、货物自动识别分拣3)、机械手搬运4)、自动装配5)、货物自动加工的全过程。同时通过动作状态和数据的全过程监控系统的运行过程，可以完成上层的管理运行过程。平台设计应基于标准化、模块化、开放式结构的设计理念，能够适应不同厂商的各种传感器、控制器和执行器。2.功能描述:1)送料单元:将放置在料仓中的待加工工件按要求自动推到料台上，以便输送单元的机械手抓取并输送到其他单元。2)加工单元:本单元料台上的工件被送到冲压机构下，完成一次冲压操作，然后被送回料台，由输送单元的抓取机械手装置取出。3)装配单元:完成将单元料仓中的黑色或白色小圆柱形工件嵌入被加工工件的装配过程。4)分拣单元:将前一个单元送来的加工组装好的工件进行分拣的功能，使不同颜色的工件从不同的料槽分流出来。5)输送单元:抓取机械手装置在直线运动传动机构的驱动下准确定位在指定单元的料台上，将工件抓取在料台上，将抓取的工件输送到指定地点后放下，实现输送工件的功能。6)工作单元:设备描述将机械装置与电气控制部分分开。每个工作单元的机械装置整体安装在底板上，而控制工作单元生产过程的PLC装置安装在工作台两侧的抽屉板上。机械设备上的每个电磁阀和传感器的引线都连接到设备侧的接线端口。PLC的I/O输出线连接到PLC侧的连接端口。两个连接端口通过多芯信号电缆相互连接。设备侧的端子端口的端子必须采用三层端子结构。上端子用于连接DC24V电源的+24V端子，下端子用于连接DC24V电源的0V端子，中间端子用于连接所有信号线。PLC侧接线端口的接线端子采用双层端子结构，上层端子用于连接各信号线，其端子号与装置侧接线端口的端子号相对应。底部端子用于连接+24V端子和DC24V电源的0V端子。设备侧的连接端口和PLC侧的连接端口通过专用电缆连接。25针连接器电缆连接PLC的输入信号，15针连接器电缆连接PLC的输出信号。7)电源:外部电源为三相五线交流380V/220V。主电源开关为DZ47LE-32/C32三相四线漏电开关。系统的每个主要负载由自动开关单独供电。其中，逆变电源由DZ47C16/3P三相自动开关供电；每个工作站PLC采用DZ47C5 /2P单相自动开关供电。此外，系统配有四个DC24V6A开关稳压电源，分别作为给料、处理分选单元和输送单元的DC电源。8)控制系统:每个工作单元必须能够形成自己独立的系统，同时可以通过网络互联，形成分布式控制系统。(1)当一个工作单元是一个独立的系统时，其设备操作的主要命令信号和运行过程中的状态显示信号来自于工作单元的按钮指示器模块。模块上的指示灯和按钮的端子引脚都引至端子板。②当所有工作单元通过网络互连形成一个分布式控制系统时，对于采用西门子S7-200系列PLC的设备。3.部件技术指标自动化生产线的实训考核设备应包括实训台、PLC控制模块、变频器模块、触摸屏模块、电源模块、伺服系统、送料单元、输送单元、加工单元、装配单元、分配单元、传感器、电磁阀组、气缸、工具、控制单元、电脑推车、电脑、空空压机等。主要技术指标如下:1)PLC控制模块:①工艺:铝塑外壳，完全嵌入实训平台抽屉式机架，I/O接口向控制面板开放，并提供误接保护功能，带安全插座。②控制面板工艺说明:2mm厚印刷电路板覆膜，采用背面印刷技术，保证图形符号永不脱落。③PLC控制模块包括:

2)逆变模块:①工艺:铝塑外壳，完全嵌入实训台抽屉框内，接口向控制面板开放，并提供误接保护功能。②控制面板工艺说明:2mm厚印刷电路板覆膜，采用背面印刷技术，保证图形符号永不脱落。③模块包括西门子V20变频器。3)触摸屏模块:工艺:铁壳，通讯接口转移到控制面板，方便学生接线。模块包括昆仑on-state触摸屏TPC7062K 7英寸，65000色；4)控制单元模块:①工艺:铝塑外壳，完全嵌入训练平台抽屉式机架，I/O接口向控制面板开放，提供误接保护功能。②控制面板工艺说明:2mm厚印刷电路板覆膜，采用背面印刷技术，保证图形符号永不脱落。③配有指示灯:一黄一绿一红。主要设备:1个绿色常开按钮SB1、1个红色常开按钮SB2、选择开关SA、急停按钮QS5)电源模块:①电源模块配有美兰日兰三相短路断路器、漏电保护器、安全插座等。②可提供24V DC、220V交流和380V电压。6)传感器检测单元:①光电传感器/CX-441/漫反射型/7件；②光电传感器/MHT 15-n 2317/2；③接近传感器/GH1-f 1710 na/1；④金属传感器/GH1-305 QA/2；⑤光纤传感器/E3X-NA11 E32-DC 200/3；7)供料单元:主要包括立式料筒、顶料缸、顶料缸、物料检测传感器组件、安装支架平台、物料检测装置组件、保护接线端子单元等。8)输送单元:由四自由度机械手、直线输送单元、比例输送机构、多功能安装支架、同步轮、同步带、带保护的终端单元等组成。9)加工单元:包括滑料台、模拟打孔机和穿孔机、带保护接线端子的单元等。10)装配单元:包括送料机构、旋转送料单元、机械手装配单元、送料台、保护终端单元等。11)分料单元:包括输送带机构、三相电机动力单元、分拣气动组件、传感器检测单元、高进度反馈定位机构、保护终端单元；12)伺服系统单元:MHMD022P1U/ MADDT120700313)电磁阀单元:①总线板/100m-2F/1；②母线板/仅100m-4 F2；③公交板块/100m-3F/1；④母线板/100m-6F/1；⑤带灯双向电动控制阀/4v 120-M5/2；⑥带灯单向电控阀/4v 110-M5/16；14)气缸:①笔式气缸、细气缸、旋转气缸、气动手爪、双杆气缸、导杆气缸、导杆气缸，共18个；②配有磁力开关和安装支架；15)工具必须包含工具箱、内六角扳手、尖嘴钳、剥线钳、压线钳、十字螺丝刀、平头螺丝刀、斜口钳、十字螺丝刀、平头螺丝刀、时钟螺丝刀和优利得万用表。16)训练台①配有滚轮，两侧四个抽屉，抽屉采用网空板，设备安装灵活；②1998mm×960mm×780mm铝钢结构；17)工业控制网络① PPI网络由主站、从站、网线等组成。实现两个工作站之间的数据交换。②主站控制仓储系统的入库、出库和移库操作，从站控制货物的出入库、识别和检验。4.实训装置技术说明1)该装置可以模块化独立设计PLC控制单元、变频器单元、步进电机单元、触摸屏单元、调试单元、电源单元，可以应用于本设备，也可以将模块放入其他设备中。2)设备平台的设计应基于标准化和模块化的设计理念，可应用于不同厂商的各种传感器、控制器和执行器。3)装置可以实现串级培训模式，既可以完成各单个模块的基础知识培训，也可以完成相关模块的设计和故障排除培训，构建复杂的控制回路。4)装置选用的元器件应是产业化的，具有较高的稳定性和耐久性，适合长期训练。5)系统应能模拟工业自动化生产线的生产、加工、装配、分拣等过程，实现货物供应、识别、搬运、分拣、加工、装配等过程。6)应具备专业技能培训:系统组装、调试与操作、系统故障检查、故障排除与维护、团队合作。7)装置应设计有漏电保护、短路保护、急停保护等。，防止误操作对操作人员和设备造成危险。8)系统应采用开放式结构设计。所有控制器、传感器和执行器的控制信号和电源信号都被引到接口单元，学生可以在这里独立接线，根据不同的控制指令可以设置各种控制方案。9)扩展性强。设备预留可扩展空空间，可根据行业发展情况和用户合理建议进行改进和扩展。10)本装置不仅适用于西门子品牌的PLC主机，也适用于其他品牌的PLC，如三菱FX2N PLC。5.实训内容描述1)。它可以集成机械技术、传感器技术、交流电机变频调速和步进电机驱动控制、触摸屏技术、PLC控制和通信网络技术等。，体现了现代制造业生产过程的特点。加料装置安装调试实训；加工单元安装调试、实训组装单元安装调试、实训分拣单元安装调试、实训输送单元安装调试、自动化生产线控制安装调试实训。2)说明:整体结构必须是开放的、可拆卸的，能够方便地更换模块，模块的内容按照具有生产功能和综合学习功能的原则确定，以便在教学或竞赛时方便地选择所需的模块。设备具有很强的扩展性和可升级性，例如:例如:改变或扩展工作单元，电气升级到现场总线定位模块控制伺服电机等。3)对于教学，可以按照以工作过程为导向、工学结合的模式来规划教学活动，完成以下任务:1)气动系统的安装与调试:气动方向控制回路的安装、气动速度控制回路的安装、摆动控制回路的安装、气动顺序控制回路的安装、气动机械手装置的安装与调试2)电气控制回路的安装与PLC编程:三相电机正反转控制回路的连接与控制程序、 三相电机控制电路的连接和控制程序，电机调速电路的连接和控制程序，变频器模拟控制的连接和控制程序； 通过自由口编程实现逆变器网络控制:PLC脉冲输出或定位模块控制伺服电机技术；伺服电机控制电路的连接和参数设置；PLC控制网络控制技术；气动方向控制程序；气动顺序动作控制程序:气动机械手控制程序:带式输送机控制程序；机电一体化设备控制计划:自动生产线控制程序。3)安装3)PLC通讯网络、编程调试:PLC控制技术编程调试-485通讯技术-PLC控制技术编程调试-现场总线通讯技术4)机电设备安装调试:传动装置同轴度调整、送料单元机械安装调整、加工单元机械安装调整、装配单元机械安装调整、分拣单元机械安装调整、输送单元机械安装调整、 自动生产线设备的安装与调试5)本设备用于考试或技能竞赛，可考专业能力:机械部件的组装与调整能力，机电设备的安装与调试能力，电路的安装能力，气动系统的安装与调试能力，自动生产线变频器的使用能力，自动生产线伺服电机的使用能力，自动生产线PLC模拟控制的使用能力， 机电一体化设备控制程序编写能力、自动控制系统安装调试能力、PLC网络安装能力、具有编程调试能力的人机界面、组态技术编程调试能力符合国家职业技术标准《可编程设计人员三级标准6、自动控制实训内容:1)。 它可以集成机械技术、传感器技术、交流电机变频调速和步进电机驱动控制、触摸屏技术、PLC控制和通信网络技术等。，体现了现代制造业生产过程的特点。1.自动生产线系统的拆卸与调试:送料单元的安装与调试实训；加工单元安装调试、实训组装单元安装调试、实训分拣单元安装调试、实训输送单元安装调试、自动化生产线控制安装调试实训。二。整体结构必须是开放的、可拆卸的，能够方便地更换模块，模块的内容应按照具有生产功能和综合学习功能的原则确定，以便在教学或竞赛时方便地选择所需的模块。该设备具有很强的扩展性和可升级性，例如:改变或扩展工作单元，并将其电气升级为现场总线定位模块，以控制伺服电机等。3.用于教学，可以按照以工作过程为导向、工学结合的模式规划教学活动。完成以下任务:1)气动系统安装调试:气动方向控制回路安装、气动速度控制回路安装、回转控制回路安装、气动顺序控制回路安装、气动机械手装置安装调试2)电气控制回路安装及PLC编程:三相电机正反转控制回路连接及控制程序、三相电机控制回路连接及控制程序、电机速度控制回路连接及控制程序、变频器模拟控制连接及控制程序；通过自由口编程，实现了变频器网络控制。PLC脉冲输出或定位模块用于控制伺服电机技术。伺服电机控制电路的连接和参数设置。PLC控制网络控制技术。气动方向控制程序。气动顺序动作控制程序。气动机械手控制程序。带式输送机控制程序。机电一体化设备控制程序。自动生产线控制程序。3)安装3)PLC通讯网络、编程调试:PLC控制技术编程调试-485通讯技术-PLC控制技术编程调试-现场总线通讯技术4)机电设备安装调试:传动装置同轴度调整、送料单元机械安装调整、加工单元机械安装调整、装配单元机械安装调整、分拣单元机械安装调整、输送单元机械安装调整、 自动生产线设备的安装与调试5)本设备用于考试或技能竞赛，可考的专业能力:机械部件的组装与调整能力、机电设备的安装与调试能力、电路的安装能力、气动系统的安装与调试能力、自动生产线中变频器的使用能力、自动生产线中伺服电机的使用能力、自动生产线中PLC模拟控制的使用能力、机电一体化设备控制程序的编写能力、自动控制系统的安装与调试能力、PLC网络的安装能力、编程与调试能力。 人机界面和组态技术的编程调试能力符合国家职业技术标准《可编程设计人员三级标准7、自动控制与执行软件1》，软件为C/S架构，运行在局域网内，分为教师计算机和学生计算机。老师的电脑作为服务器，应该具备管理学生终端和记录学生运行操作记录的基本功能。2.教师端有统计学生线上线下情况的功能。3.软件提供端子数码管的自定义设置功能。每根导线接通后，提醒用户输入数码管，输入内容实时显示在导线终端上。4.教师终端具有显示服务器的IP和端口的功能。如有必要，可以设置教师机的端口。5.软件采用3D引擎开发，建立了虚拟实训室。用户可以在虚拟实训室中自由漫游，完成电路和气路连接、生产线设备调试等实训任务。6.软件提供接线练习功能，用户可以自由选择导线颜色。7.实现了软件与三菱PLC软件之间的通信。用户可以通过三菱PLC软件自由编辑PLC程序，控制虚拟元件的运行。8.教师端有批量导入学生信息的功能。学生信息包括学生的姓名、学号、角色分配等。9.软件提供了各站的标准电气原理图，用户可以根据电气原理图进行接线。10.软件提供了删线功能，用户可以删除错线。11.软件提供虚拟万用表功能，可以测量电压、电阻和通断。12.软件提供了设备电路的调试功能，用户在完成电路气路的连接后即可通电运行设备。13.软件中的带电设备有醒目的状态显示，带电接线端子有明显的警示色。14.软件提供设备气路调试功能，气路状态切换有明显提示。软件通过气动电磁阀提供气路状态的手动切换。15.软件虚拟气缸的工作原理是在活塞杆伸出时，将工件推到指定位置。16.软件虚拟逆变功能，驱动三相交流电机正反转。17.软件的虚拟实现。在三菱PLC编程软件中编辑变频器专用指令，通过PLC的RS485口控制变频器驱动电机的正反转。18.软件虚拟实现了编码器脉冲高速计数功能，脉冲数据可以实时传输到PLC中显示。19.软件虚拟开关电源功能，实现交流电到直流电的转换。20.软件提供设备气路原理图，用户可以根据设备气路原理图连接气路，也可以自由连接。21.软件虚拟实现了PLC的N:N通信功能。每个组控制一个工作站的操作，工作站之间可以相互通信。最后，五组五个工作站共同完成自动生产线设备的运行控制。22.软件虚拟工件和组件的设置，包括颜色、材料和其他属性。每个工作站可以配备工件和零件，以支持每个工作站的调试。23.软件虚拟光电换能器可以在其有效探测距离内探测物体，远了就没有信号输出。24.软件虚拟光纤传感器可以检测物体的颜色和物体的存在与否。25.软件虚拟伺服控制器，在PLC中编辑脉冲控制指令，控制伺服放大器驱动伺服电机旋转。26.软件实现PLC的脉冲输出功能，在PLC中编辑脉冲控制指令，控制伺服运行。脉冲输出点与真实PLC一致。27、软件虚拟PLC位置控制功能，控制输送站进行输送工作。28.软件模拟进给站顶升油缸的顶升动作，使第二个下工件不会落下。29.软件虚拟磁开关功能，可在气缸处于伸出或缩回状态时输出开关信号。30.在组间生产线设备综合调试过程中，软件会实时显示其他组的电路连接、气路连接和运行状态。31.软件虚拟自动生产线的每个工位都被拆解，每个工位都被拆解到最基本的结构。32.每个工位安装时，播放每个工位拆卸到最基本结构的过程动画，拆卸时，播放每个工位组装时的动画。33.拆装时有适当的提示，并显示拆装进度。34.软件模拟各工作站的爆炸图，支持360°旋转查看详细结构。35.软件支持飞行透视，可以自由进入设备内部查看其详细结构。36.软件虚拟地摆动气缸来旋转和传送工件。37.软件虚拟工件加工变形过程。38.软件虚拟分拣站分拣过程，根据工件的不同颜色和材质，通过双作用气缸将其推入不同分拣槽的过程。

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