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机电一体化综合实训考核装置2

一、产品概述
机电一体化综合实训考核装置2是一种最为典型的机电一体化产品,是专为技工类院校及职业院校培训及考核要求而研制的,符合国家人力资源与社会保障部颁发的《维修电工》高级、技师, 《机修钳工》高级、技师,《装配钳工》高级及《可编程控制系统设计师》三级、二级等国家职业标准的技能实训和鉴定要求。同时适合机电一体化、电气自动化等相关专业的教学和培训。它在接近工业生产制造现场基础上又针对教学及实训目的进行了专门设计,强化了机电一体化产品的安装与调试能力,适用于各类技工院校、职业院校相关专业的教学、实训、考核鉴定及技能竞赛。
该装置采用用模块化结构,由环形输送分拣单元、机器人搬运单元、恒速加工单元、装配单元、仓库存取单元五部分组成,集光、机、电、气为一体,完成工件上料、搬运、加工、装配、入库等功能,充分体现机械结构安装与系统调试、电气接线、软件编程、调试检修等专业技能的教学实训。基于该实训考核装置的培训和实操,能充分锻炼操作者团队协作能力、计划组织能力、机电设备安装与调试能力、工程实施能力、职业素养、交流沟通能力和安全意识。

二、产品特点
该装置融机械部件安装与调试、气动系统的安装与调试、电气控制电路的安装和PLC编程、机电设备安装与调试、自动控制系统安装与调试于一体,满足实训教学、技能考核及职业竞赛的需要。
该实训考核装置PLC模块1/0端子、变频器接线端子、各常用模块接线端子,均连接到安全型插座,同时又连接到快速连接头;各指令开关、光电开关、传感器和执行器的接线连接到端子排;各模块间可使用带安全插头的导线进行电路连接;模块与各指令开关等采用快速连接线连接,既保证学生基本技能的训练、形成和巩固,又保证电路连接的快速、安全和可靠。
三、技术指标
输入电源:三相四线(或三相五线) ~380V±10% 50Hz
工作环境:温度-10℃~40℃相对湿度<=85% (25℃)海拔<4000m
装置容量: <2.0kVA
安全保护:具有漏电压、漏电流保护,安全符合国家标准
四、实训内容
实训项目
传感器应技术实训
该装置所使用的传感器数量达几十个,有电容式的、电感式的、光电式、光纤式以及电磁式等种类,每一个传感器都有着各自的特性、发挥着不同的作用,使系统得以可靠工作。学员可通过了解工作中各类传感器的工作特性来加强对这些传感器的感性认识,再结合安装与调试技能实训,可使学员快速掌握所学知识。
气动应用技术实训
该装置上使用了大量的气动元件,包括多种电控气动阀、多种气动缸、气动夹爪、真空吸盘、真空发生器、过滤减速阀等。在学习这些气动元件时,学员不但可以单独学习每一种分离元件,而且还可以在学习时了解各种气动元件之间以及气动元件与其它元件之间是如何配合起来进行协调工作的。PLC编程实训
装置中多个机构由三套PLC控制器单独控制,这使得机电一体化教学系统可以分成若干完全独立的工作机构,使多个学生可以同时进行学习,而且每个学员都有动手的机会。在该设备上学员不但可以学习PLC的各种技术,而且可以学习综合科技环境下PLC的多种网络应用。为灵活学习和掌握PLC的各方面知识提供了条件。
电气控制电路实训
机电一体化综合实训考核装置各工作机构其电控部分全部按照工业标准和习惯进行设计,并且以附件方式提供全部设计图纸和说明书。学员在该设备上可学习电路原理图分析、PLC各I/0地址查对和设备电路连线方法。
机械系统安装与调试
机电一体化综合实训考核装置各工作机构可让各组学员将机械部分全部的或部分的拆去,再按要求将其重新组装,并且调试至系统可正常、可靠地工作。这对提高在校学生动手能力有极大帮助。
系统维护和故障检测技术实训
设备日常维护的内容和方法,以及系统常见故障分析、排除的方法。
工作任务
环形输送分拣单元可进行的技能实训
机械机构安装与调整
链板式环形输送带的安装与调整
三相异步减速电动机传动机构的安装于调整
旋转编码器的安装与调整
气缸的安装与调整
传感器的安装与调整
分拣机构安装与调整
电气系统安装与调试
反射型传感器的接线与调试
光纤传感器的接线与调试
磁性传感器的接线与调试
旋转编码器的接线与调试
变频器的接线与调试
PLC控制回路的接线与调证
软件编程
基于PLC高速计数器指令的编码器脉冲位置控制程序编写
基于传感器应用(光电、光纤、金属、颜色)的PLC位置控制程序编写
基于变频器调速参数设置(频率、加减速时间、多段速)
基于PLC环形输送单元的控制程序编写
基于FX2N-485BD功能模块的RS485 N:N网络通信程序编写
机器人搬运单元可进行的技能实训
机械机构安装与调试
直线导轨传动机构的安装与调整
同步带轮传动机构的安装与调整
四自由度机器人的安装与调整
步进电机的安装与调整
直流行星减速电机的安装与调整
蜗轮蜗杆减速箱的安装与调整
电气系统安装与调试
四自由度机器人的接线与调试
步进驱动器与步进电机的接线与调试
FX2N-1PG功能模块的接线与调试
屏蔽型与非屏蔽型传感器的接线与调试
PLC控制回路的接线与调试
软件编程
基于步进系统的驱动器参数设置(细分数、电流参数)
基于PLC高速脉冲输出指令(PLSY, PLSR)步进系统位置控制程序编写
基于FX2N-1PG功能模块的步进系统位置控制程序编写
基于PLC四自由度机器人的控制程序编写
基于FX2N-485BD功能模块的RS485 N:N网络通信程序编写
恒速技工单元可进行的技能实训
机械机构安装与调试
蜗轮蜗杆减速箱的安装与调整
电磁离合器的安装与调整
双联三杆气缸的安装与调整
直流电机传动机构的安装与调整
电气系统安装与调试
他励式直流电机的接线与调试
金属传感器的接线与调试
软件编程
基于双闭环系统的转速环反馈量的整定
基于双闭环系统的电流环反馈量的整定
基于双闭环系统的移相脉冲的整定
基于PLC恒速加工单元的控制程序编写
装配单元可进行的技能实训
机械机构安装与调试
螺旋式气缸的安装与调整
气动吸盘的安装与调整
直线导轨运动机构的安装与调整
电气系统安装与调试
光电传感器的接线与调试
磁性传感器的接线与调试
电磁阀的接线与调试
软件编程
基于PLC装配单元控制程序编写
基于FX2N-485D功能模块的RS485 N:N网络通信程序编写
仓库存取单元可进行的技能实训
机械机构安装与调试
滚珠丝杆的安装与调整
弹性联轴器的安装与调整
交流伺服电机的安装与调整
气动手爪的安装与调整
双联导杆气缸的安装与调整
电气系统安装与调试
伺服驱动器与伺服电机的接线与调试
伺服驱动器与PLC系统的接线与调试
基于伺服系统的位置控制接线与调试
屏蔽型与非屏蔽型传感器的接线与调试
软件编程
基于PLC高速脉冲输出指令(PLSY, PLSR)交流伺服系统位置控制程序编写
基于交流伺服系统的驱动器参数设置(电流参数、位置控制参数)
基于PC机的交流伺服驱动器调试(转速、位置、方向)
基于PLC仓库存取单元控制程序编写
基于FX2N-485BD功能模块的RS485 N:N网络通信程序编写
自动控制系统安装与调试
通过配置的环形输送单元、机器人搬运单元、恒速加工单元、装配单元、仓库存取单元,完成机电一体化生产设备的安装、接线、编程、调试。
五、装置配置
该装置由型材实训台、型材电脑桌、环形输送单元、机器人搬运单元、恒速加工单元、装配单元、仓库存取单元、可编程控制器·步进驱动器·电源控制模块、可编程控制器·变频器模块、可编程控制器·伺服驱动器模块、双闭环直流调速模块、触摸屏模块、警示灯、电磁阀和1/接口板等组成,完成工件上料、检测、搬运、加工、装配、入库等功能。整体结构采用开放式和拆装式设计,学员可以对各部件、各单元、直至整体机构进行零部件安装与调试。
表1:基本配置表(三菱系统)

序号	名称	规格	数量	单位	备注
	实训操作台	组成:桌体,万向刹车角轮,四个挂箱抽屉,四个电源插座。功能:作为模块挂箱和各执行机构的载体。	1	张
	型材电脑桌	组成:桌体,万向刹车角轮,键盘抽屉。功能:同时提供2个电脑工位,用于两个学生同时进行PLC编程和触摸屏编程。	1	张
	触摸屏模块	TPC1061Ti10.英寸,昆仑通态	1	张
	环形输送分拣单元1	组成:由上料筒、顶料气缸、推料气缸、链板式环形传送带、分拣推料气缸、送料气缸、送料台、三相异步减速电动机、金属料储料仓、白色料储料仓、FX-2N系列PLC、FR-E740系列变频器、FX2N-485BD通信模块、旋转编码器、反射型光电传感器、光纤传感器、电感式传感器、磁性开关、电磁阀、安装底板及接线盒等部件组成。功能:将装入上料筒的工件推到由三相异步减速电动机驱动的环形传送带,通过安装在分拣机构上的不同类型传感器对工件进行金属与非金属,白色与黑色分拣,经光电开关检测及旋转编码器脉冲定位后,由推料气缸将分拣出的金属工件推到金属储料仓、白色工件推到白色储料仓、兰色工件推到送料平台进入下一工序加工。	1	套
	机器人搬运单元	组成:由直行导轨、同步轮、同步带、四自由度机器人、行星直流翻专电机、二相步进电机、三相步进电机、气动手爪、FX2N系列PLC、FX2N-1PG定位模块、FX2M-485BD通信模块、金属传感器、磁轴开关及电磁阀、安装板及接线盒等部件组成。功能:完成工件由上料位、加工位、装配位/烘烤位及仓储位等位置的搬运工作。	1	套
	恒速加工单元	组成:由他励式直流电动机、加载离合器、涡轮蜗杆减速装置、四工位圆形工作台、模拟主轴、主轴升降气缸、气动虎钳、光电传感器、金属传感器、磁性开关、双闭环控制主板、电源板、反馈板、触发板、脉冲输出板及接线盒等部件组成。功能:检测到机器人搬运的工件信号后,启动双闭环控制系统,根据工件性质选择不同的转速,将工件恒速地送到主轴加工区进行模拟钻孔加工。	1	套
	装配单元	组成:由配件料筒、装配台、装配手臂、移动平台、推料气缸、移动气缸、螺旋式旋转气缸、气动吸盘、光电传感器、磁姓开关、电磁阀、安装板及接线盒等部件组成。功能:根据要求选择黑色或白色配件装配在工件上。	1	套
	仓库存取单元	组成:由3行4的立体仓库、x轴水平移动机构、z轴垂直移动机构、弹性联轴器、滚珠丝杆、交流伺服电机、金属传感器、光电传感器、行程开关、双联气缸、气动手爪、磁性开关、FX系列PLC、 MR-E-20A交流伺服驱动器、FX2N-485BD通信模块、电磁阀、安装板及接线盒等部件组成。功能:将装配好或烘烤好的工件进行分类存放。	1	套
	可编程控制器•步进驱动器•电源控制模块	组成: FX2N系列PLC FX2N-48MT,FX2N-1PG定位模块, FX2N-485BD通信模块,二相、三相步进驱动器,漏电断路器,按钮,急停开关,指示灯。功能:本模块提供系统电源,晶体管型PLC控制输入输出和2路步进控制输出。	1	套
	可编程控制器•变频器模块	组成: FX2N系列PLC FXZN-48MR, FR-E740-0. 75KW变频器, FX2N-485BD通信模块,交流接触器等组成。功能:本模块提供继电器型PLC控制输入输出和一个变频器输出。	1	套
	可编程控制器•伺服驱动器模块	组成: FX2N系列PLC FX2N-48MT, FXON-3A模拟量输入输出模块, MR-E-20A交流伺眠驱动器, FX21-485BD通信模块等组成。功能:本模块提供晶体管型PLC控制输入输出和两路伺服驱动输出。	1	套
	双闭环直流调速模块	组成:双闭环主板、电源板、反馈板、触发板、脉冲输出板、电压表、电流表、速度表、三相变压器,交流接触器等部件组成。功能:本模块是一个双闭环直流调速系统,开放电压、电流、速度等调节电位器,同时显示电机电压、电流、转速等功能。	1	套
	接线端子排	接线端子排及安全型插座	1	套
	工件	大工件(蓝色尼龙、白色尼龙、金属)	1	套
	工件	小工件(白色尼龙、黑色尼龙)	1	套
	物料盒	蓝色物料盒	1	只
	连接导线	安全型	1	套
	PU气管	Ф6橙色、Ф4橙色、Ф4黑色	1	套
	气动接头	气动快插式三通接头EPE6	1	套
	PLC编程电缆	SC-90	3	根
	PLC编程软件	三菱	1	套
	配套工具	工具箱:十字长柄螺刀,大、中、小号一字螺刀,中、小号十字螺刀,钟表螺丝刀,剥线钳,尖嘴钳,剪刀,电烙铁,验电笔,摄子,活动扳手,内六角扳手(8把)	1	套
	配套光盘	使用手册、程序等	1	套
	空气压缩机	静音型0.6~0. 8MPa	1	台