機電一體化技術(shù)實訓(xùn)室,機電一體化技術(shù)實訓(xùn)室建設(shè)方案
2022-08-30 08:47機電一體化技術(shù)實訓(xùn)室配套機電一體化實訓(xùn)裝置，該裝置由井式供料單元、物料傳送單元、檢測單元、分揀單元、加工單元、裝配單元、機械手行走搬運單元、倉儲單元、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)單元等組成。該裝置可真實再現(xiàn)工業(yè)自動生產(chǎn)線中的供料、檢測、搬運、加工、裝配、輸送、分揀過程。機電一體化技術(shù)實訓(xùn)室涵蓋氣動技術(shù)、傳感器檢測技術(shù)、直流電機驅(qū)動技術(shù)、步進電機驅(qū)動技術(shù)、伺服電機驅(qū)動技術(shù)、觸摸屏應(yīng)用技術(shù)、上位機監(jiān)控技術(shù)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)、PLC控制技術(shù)、系統(tǒng)故障檢測技術(shù)、機械結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)安裝調(diào)試技術(shù)、人機接口技術(shù)、運動控制技術(shù)、過程控制技術(shù)等，同時還能進行團隊精神、合作精神、組織能力的培養(yǎng)等訓(xùn)練。
目前承擔(dān)維修電工四級（中級）、三級（高級）、二級（技師）職業(yè)技能訓(xùn)練課程，還承擔(dān)高等職業(yè)院校、中等職業(yè)院校和技工學(xué)校教師專業(yè)技能培訓(xùn)，以及企業(yè)事業(yè)單位員工維修電工職業(yè)技能培訓(xùn)。
該實訓(xùn)室主要采用機電一體化實訓(xùn)裝置，主要完成機電一體化技術(shù)綜合技能的訓(xùn)練。
一、機電一體化技術(shù)實訓(xùn)室,機電一體化技術(shù)實訓(xùn)室建設(shè)方案,機電一體化綜合系統(tǒng)實訓(xùn)裝置主要的實訓(xùn)項目有：
1. 供料單元：
1）供料井控制 2）霍爾磁性開關(guān)的裝調(diào)
3）對射型傳感器的應(yīng)用 4）氣動組件的應(yīng)用與裝調(diào)
2. 分揀單元：
1）反射性傳感器的應(yīng)用 2）電容傳感器的應(yīng)用
3）電感傳感器的應(yīng)用 4）顏色傳感器的應(yīng)用
5）變頻器參數(shù)設(shè)置實訓(xùn) 6）變頻器調(diào)速控制實訓(xùn)
3. 搬運單元：
1）機械手運動控制 2）直流電機運動控制
3）步進電機運動控制
4）交流伺服電機運動控制 5）脈沖定位控制應(yīng)用
4. 加工單元、裝配單元：
1）氣動組件的應(yīng)用與裝調(diào) 2）霍爾磁性開關(guān)的裝調(diào)
3）對射型傳感器的應(yīng)用
5. 倉儲單元：
1）倉位開關(guān)控制與應(yīng)用 2）脈沖定位控制應(yīng)用
3）出入倉管理程序的應(yīng)用 4）貨倉分配管理應(yīng)用
6. 人機界面單元：
1）觸摸屏控制 2）數(shù)據(jù)匯總及查詢實訓(xùn)
3）上位機監(jiān)控技術(shù)
7. 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)：
1）PPI、MPI通信控制 2）ProfiBus、ProfiNet總線控制
8. 機械結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)安裝調(diào)試技術(shù)
9. 運動控制技術(shù)與過程控制技術(shù)
二、機電一體化技術(shù)實訓(xùn)室,機電一體化技術(shù)實訓(xùn)室建設(shè)方案,機電一體化綜合系統(tǒng)實訓(xùn)裝置實驗室主要的配置設(shè)備：
MYN-236C 機電一體化綜合系統(tǒng)實訓(xùn)裝置
一）技術(shù)參數(shù)：
1、工作電源：三相五線 380V±5％ 50Hz
2、安全保護：漏電保護（動作電流≤30mA），過流保護，熔斷器保護
3、接線方式：半集中/開發(fā)雙型接線
4、額定功率：0.8 Kw
5、環(huán)境溫度：－10℃ ～40 ℃
6、相對濕度：≤90%(25 ℃)
7、外形尺寸：1600×925×1050mm
8、變 頻 器：三菱FR-E740-0.75KW
9、P L C：三菱FX2N-48MT
10、步進電機：24VDC 9級細分 2A
11、PLC擴展模塊： FX0N-3A
12、觸 摸 屏：三菱GT1155-QSBD-C
13、單片機模塊：偉福SP-51
14、電機控制單元：220/380V 雙向控制 1：50減速箱
15、氣動元器件：原裝SMC或亞德客
16、設(shè)備重量：100kg
二）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：
1、實驗桌：采用優(yōu)質(zhì)鋼板做骨架，經(jīng)過機械加工成型，外表面噴涂彩色環(huán)氧聚塑，整機既堅固耐用，又美觀大方�？梢詢�(nèi)嵌入計算機系統(tǒng)，并配備可隱藏式書桌，既能做實操平臺又能做編程工位還能進行理論教學(xué)。桌下前柜內(nèi)存放執(zhí)行模型電腦機箱等，后柜可用于存儲實訓(xùn)模塊，抽屜內(nèi)具有工具箱模具，便于存放工具、萬用表、導(dǎo)線、實驗指導(dǎo)書等，方便實訓(xùn)室管理。
桌面部分：采用20mm鋁型材拼接式設(shè)計，鋁型材表面平均分布T型槽，學(xué)員可以利用T型槽輕松布局和安裝執(zhí)行機構(gòu)零件，方便實訓(xùn)操作。
實訓(xùn)模塊：外殼采用優(yōu)質(zhì)鋼板加工而成，表面進行靜電噴塑處理。面板采用優(yōu)質(zhì)純鋁板加工，進行化學(xué)蝕刻彩色處理，面板圖文字符采用現(xiàn)代噴描技術(shù)處理，使面板標(biāo)識清晰且經(jīng)久耐用。設(shè)置的電路美觀整齊、科學(xué)規(guī)范。統(tǒng)一的尺寸規(guī)格，使得所有掛箱均可隨意更換，操作方便。
2、實訓(xùn)模塊具有兩種接線模式，可以開放單獨對實訓(xùn)單元的IO進行連接，也可以統(tǒng)一分配地址，減少接線所耽誤的時間。
實訓(xùn)單元: 共包括上料站、搬運站、分揀站和倉儲站，采用優(yōu)質(zhì)鋁材或異型材做框架，原裝SMC或歐姆龍元器件做電控檢測部分，每個站與站之間可自由組合搭配，形成不同的控制模式，方便教師設(shè)置課題。如（按物料流動順序）：課題一、上料單元→搬運單元→分揀單元→倉儲單元，課題二、倉儲單元→搬運單元→分揀單元，課題三、上料單元→倉儲單元→搬運單元等等，可以任意組合，靈活多變。每個實訓(xùn)單元都配有特制的底座，底座上集成執(zhí)行單元機構(gòu)、電磁氣動閥、傳感器保護電路等裝置，實訓(xùn)方便接線簡便可靠。
三）裝置優(yōu)點：
1、設(shè)備采用了全鋼制結(jié)構(gòu)，計算機嵌入式設(shè)計，既符合編程又方便機械裝調(diào)，突出了實訓(xùn)設(shè)備一體化的特點，增強了實訓(xùn)室的整體效果，便于日常管理；
2、集成了多種控制方式，實訓(xùn)機構(gòu)可以通過PLC控制、單片機控制和電子線路控制，真正做到任務(wù)引領(lǐng)的方式將多專業(yè)知識有機融于一體；
3、模塊化設(shè)計，兼容多種型號的PLC、變頻器等工控裝置，實現(xiàn)因地制宜的多元化教學(xué)，可針對不同的教材與教學(xué)大綱開展實訓(xùn)項目；
4、不拘一格的運動實訓(xùn)單元設(shè)計，運動實訓(xùn)單元包括上料單元、搬運單元、分揀單元和倉儲單元，幾個單元之間位置可以互換，不拘于一種組合方式，物料流動形式具有多向性，全方位激發(fā)學(xué)員的創(chuàng)新思維；
5、多種驅(qū)動方式，本套設(shè)備集成了多種類型的電機，均可對同一負載進行驅(qū)動，如分揀機可以用三相異步電機通過變頻器帶動，也可以通過直流電機、步進電機或者伺服電機帶動，自由更換，訓(xùn)練與考核學(xué)員綜合運用能力。
四）實驗項目：
1、送料單元：
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1、氣動組件的應(yīng)用與裝調(diào) 2、霍爾磁性開關(guān)的裝調(diào) 3、對射型傳感器的應(yīng)用 |
4、匯流板式電磁閥的控制應(yīng)用 5、重力填充式機構(gòu)的安裝與調(diào)試 6、反射型傳感器定位應(yīng)用 |
2、搬運單元：
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1、氣動組件的應(yīng)用與裝調(diào) 2、霍爾磁性開關(guān)的裝調(diào) 3、三軸運動機械手控制 4、機械手單周期運動控制 |
5、機械手連續(xù)運動控制 6、機械手步進運動控制 7、機械手手動/自動控制 8、機械手錄制控制 |
3、分揀單元：
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1、氣動組件的應(yīng)用與裝調(diào) 2、變頻器基本參數(shù)設(shè)置實訓(xùn) 3、變頻器PU操作實訓(xùn) 4、變頻器外部控制實訓(xùn) 5、變頻器點動調(diào)試實訓(xùn) 6、變頻器無極調(diào)速實訓(xùn) 7、變頻器多段速度控制實訓(xùn) |
8、變頻器自定義端子實訓(xùn) 9、反射性傳感器的應(yīng)用 10、材質(zhì)傳感器的應(yīng)用 11、霍爾傳感器的應(yīng)用 12、電機控制傳送帶運行實訓(xùn) 13、步進系統(tǒng)控制傳送帶運行實訓(xùn) 14、分類記錄管理 |
4、倉儲單元：
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1、氣動組件的應(yīng)用與裝調(diào) 2、絲桿傳動系統(tǒng)裝調(diào)與應(yīng)用 3、出入倉管理程序的應(yīng)用 4、貨倉分配管理應(yīng)用 |
5、倉庫統(tǒng)計與分類管理 6、脈沖定位控制應(yīng)用 7、步進系統(tǒng)控制與應(yīng)用 8、倉位開關(guān)控制與應(yīng)用 |
5、人機界面單元：
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1、窗口切換 2、界面制作 3、數(shù)據(jù)輸入 4、PLC寄存器連接 5、流動文字 |
6、界面總控實訓(xùn) 7、手動自動控制 8、數(shù)據(jù)匯總及管理實訓(xùn) 9、數(shù)據(jù)查詢及更改實訓(xùn) |
B、MYN-236H 自動生產(chǎn)線實訓(xùn)考核裝置
一）裝置構(gòu)成：實訓(xùn)裝置由鋁合金導(dǎo)軌式實訓(xùn)臺、典型的機電一體化設(shè)備的機械部件、PLC模塊、變頻器模塊、按鈕模塊、電源模塊、模擬生產(chǎn)設(shè)備實訓(xùn)模塊、接線端子排和各種傳感器、計算機等組成。整體結(jié)構(gòu)采用開放式和拆裝式，實訓(xùn)裝置用于機械部件組裝，可根據(jù)現(xiàn)有的機械部件組裝生產(chǎn)設(shè)備，也可添加機械部件組裝其他生產(chǎn)設(shè)備，使整個裝置能夠靈活的按教學(xué)或競賽要求組裝具有生產(chǎn)功能的機電一體化設(shè)備。模塊采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和抽屜式模塊放置架，互換性強；按具有生產(chǎn)性功能和整合學(xué)習(xí)功能的原則確定模塊內(nèi)容，使教學(xué)或競賽時可方便的選擇需要的模塊。設(shè)備需完全符合電工電子全國職業(yè)技能大賽所要求，同時還要求具有可拓展功能，可以組成更加大型的生產(chǎn)模擬系統(tǒng)，以配合各個用戶學(xué)校不同層次，不同專業(yè)的教學(xué)及培訓(xùn)要求。
二）技術(shù)參數(shù)：
1. 交流電源：三相五線 AC 380V±10% 50 Hz；
2. 溫度：-10～40 ℃；環(huán)境濕度：≤90%（25℃）；
3. 外形尺寸：長×寬×高=1200×800×1500 mm；
4. 整機功耗：≤1.5 kW；
5. 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(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。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(dǎo)線。
三）設(shè)備結(jié)構(gòu)：
實訓(xùn)裝置臺架為鋁合金導(dǎo)軌式，實訓(xùn)考核裝置PLC模塊的I/O 端子、變頻器的接線端子、各常用模塊與PLC的連接端子，均與安全插座連接，使用帶安全插頭的導(dǎo)線進行電路連接；各指令開關(guān)、光電開關(guān)、傳感器和指示元件的電路，則通過端子排進行連接。插拔線連接電路與端子牌連接電路相結(jié)合，既保證學(xué)生基本技能的訓(xùn)練、形成和鞏固，又保證電路連接的快速、安全和可靠。
1、鋁合金導(dǎo)軌式實訓(xùn)臺：可以安裝送料機構(gòu)、機械手、傳輸分揀機構(gòu)。實訓(xùn)模塊及PLC主機等可以放置在拉出式的支架上。
2、觸摸屏模塊：模塊材料要求：高強度塑料外殼、重量輕，面板是鋁塑板，圖案、文字符號采用進口油墨絲印。
3、PLC模塊及變頻器模塊：PLC 40點以上IO三菱；變頻器：三菱；模塊材料要求：高強度塑料外殼、重量輕，面板是鋁塑板，圖案、文字符號采用進口油墨絲印。
4、電源模塊：三相電源總開關(guān)（帶漏電和短路保護）1個，熔斷器3只，單相電源插座2個，安全插座5個；
按鈕模塊：24 V/6 A、12 V/2 A各一組；急停按鈕1只，轉(zhuǎn)換開關(guān)2只，蜂鳴器1只，復(fù)位按鈕黃、綠、紅各1只，自鎖按鈕黃、綠、紅各1只，24V指示燈黃、綠、紅各2只；
5、一體化接線排：接線排殼體上兩側(cè)相對設(shè)置有一初級接線區(qū)（接線端子）和一次級接線區(qū)（安全插座）；接線端子與對應(yīng)的安全插座通過導(dǎo)電彈性件連接；接線排殼體邊緣卷折，設(shè)有固定用的螺孔，可以固定在實訓(xùn)桌上。
6、井式上料機構(gòu)：井式工件庫1件，物料推出機構(gòu)1件，光電傳感器2只，磁性開關(guān)2只，單缸氣缸1只，單控電磁閥1只，警示燈1只，主要完成將工件庫中的工件依次推出。氣缸及附屬傳感器選用SMC。
7、氣動機械手裝置：四自由度氣動機械手，氣缸及附屬傳感器選用SMC；整個搬運機構(gòu)能完成四個自由度動作，手臂伸縮、手臂旋轉(zhuǎn)、手爪上下、手爪松緊。氣缸及附屬傳感器選用SMC。
8、加工機構(gòu)：主要由物料臺、物料夾緊裝置、龍門式二維運動裝置、主軸電機、刀具以及相應(yīng)的傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、步進電機及驅(qū)動器、主軸電機、滾珠絲桿副、支架、機械零部件構(gòu)成。
9、物件包裝機構(gòu)：主要由井式供料單元、三工位旋轉(zhuǎn)工作臺、平面軸承、沖壓裝配單元、光電傳感器磁性開關(guān)、電磁閥（日本SMC）、直流減速電機、支架、機械零部件構(gòu)成。
10、物料分揀裝置：傳送帶通過三相異步電動機驅(qū)動，在傳送帶端點處設(shè)計有落料口，通過光電傳感器檢測物料；傳送帶上裝有三個出料槽，對應(yīng)位置有電感傳感器、光纖傳感器等，同時正對料槽位置裝有推料氣缸，共計三個氣缸。傳送帶采用可拆卸的鋁合金支架。氣缸及附屬傳感器選用SMC。
四）實訓(xùn)內(nèi)容：
1、氣動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試項目：
選用該裝置配置的單出桿氣缸、單出雙桿氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸等氣動執(zhí)行元件和單控電磁換向閥、雙控電磁換向閥和磁性開關(guān)等氣動控制元件，可完成下列氣動技術(shù)的工作任務(wù)：
項目一 氣動方向控制回路的安裝；
項目二 氣動速度控制回路的安裝；
項目三 擺動控制回路的安裝；
項目四 氣動順序控制回路的安裝；
項目五 氣動機械手裝置的安裝；
項目六 氣動系統(tǒng)安裝與調(diào)試；
2、電氣控制電路的安裝和PLC程序編寫項目：
選用該裝置配置的PLC模塊、變頻器模塊和指令開關(guān)、傳感器等，可完成下列PLC應(yīng)用技術(shù)工作任務(wù)：
項目七 電動機正反轉(zhuǎn)控制電路的連接與控制程序編寫；
項目八 電動機調(diào)速控制電路的連接與控制程序編寫；
項目九 氣動方向控制程序編寫；
項目十 氣動順序動作控制程序編寫；
項目十一 氣動機械手控制程序編寫；
項目十二 皮帶輸送機控制程序編寫；
項目十三 機電一體化設(shè)備控制程序編寫；
項目十四 自動生產(chǎn)線控制程序編寫。
3、機電設(shè)備安裝與調(diào)試項目
選用該裝置配置的機電一體化設(shè)備部件、PLC模塊、變頻器模塊和指令開關(guān)、傳感器等，可完成下列機電設(shè)備安裝和機電一體化技術(shù)的工作任務(wù)：
項目十五 傳動裝置同軸度的調(diào)整；
項目十六 皮帶輸送機的安裝與調(diào)整；
項目十七 搬運機械手設(shè)備安裝與調(diào)試；
項目十八 物件分揀設(shè)備的安裝與調(diào)試；
項目十九 送料設(shè)備的安裝與調(diào)試；
項目二十 自動生產(chǎn)線設(shè)備安裝與調(diào)試。
4、自動控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試項目
選用該裝置配置的機電一體化設(shè)備部件、PLC模塊、變頻器模塊和指令開關(guān)、傳感器等，可完成下列機電設(shè)備安裝和機電一體化技術(shù)的工作任務(wù)：
項目二十一 多種傳感器的安裝與調(diào)試；
項目二十二 機械手的自動控制；
項目二十三 皮帶輸送機的自動控制；
項目二十四 機電一體化設(shè)備的自動控制；
項目二十五 PLC控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試；
項目二十六 自動生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試。
5、PLC工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)的安裝及調(diào)試
系統(tǒng)選用三菱PLC主控制器，配合FX1N-485BD網(wǎng)絡(luò)模塊，基于本網(wǎng)絡(luò)通信功能，可完成下列工業(yè)現(xiàn)場總線通信技術(shù)訓(xùn)練任務(wù)：
項目二十七N:N網(wǎng)絡(luò)的硬件連接、調(diào)試
項目二十八N:N網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置、調(diào)試
項目二十九基于多臺PLC的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)讀寫程序編寫與調(diào)試
三、機電一體化技術(shù)實訓(xùn)室,機電一體化技術(shù)實訓(xùn)室建設(shè)方案,機電一體化綜合系統(tǒng)實訓(xùn)裝置實驗室建設(shè)的總結(jié)：
