光電一體化實訓考核裝置——實現(xiàn)理論與實踐相結合
機電一體化實驗室設備,機電一體化技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息技術、傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多種技術進行有機地結合,并綜合應用到實際中去的綜合技術。機電一體化技術被廣泛應用到各類現(xiàn)代化自動生產設備,且應用范圍愈來愈廣。為機械創(chuàng)新實踐班開設了選修實訓項目,同時也為本科生和研究生的創(chuàng)新實踐活動、創(chuàng)新設計大賽提供了平臺。機電一體化實驗室設備主要實訓項目、可編程序控制器實驗、單片機應用技術實驗、運動控制技術實驗、機床數(shù)控系統(tǒng)實驗、氣動技術實驗、液壓傳動與控制實驗、傳感與測控技術實驗。
光電一體化實訓考核裝置是實現(xiàn)氣動系統(tǒng)的安裝與調試、電氣控制電路的安裝和PLC程序編寫、機電設備安裝與調試等項目的裝置。能夠巧妙地將理論與實踐相整合,是本科教師教學及學生競賽時可選的模塊。
實訓裝置由典型機電一體化設備機械部件、型材導軌式實訓臺、變頻器模塊、PLC模塊、按鈕模塊、電源模塊、模擬生產設備實訓模塊(包含上料單元、皮帶輸送檢測單元、氣動機械手搬運單元、物料傳送倉儲單元及返回單元)、觸摸屏、接線端子排以及多種傳感器等組成。采用開放和拆裝結構,能夠根據(jù)現(xiàn)有的機械部件組裝生產設備,使整個裝置能夠非常巧妙的按照實際訓練教學和競賽要的求組裝成具有生產功能的光機電一體化設備。模塊采用工業(yè)化標準結構及抽屜式模塊放置架,交換性非常強。
實訓系統(tǒng)集氣動控制、運動控制、步進電機驅動、變頻調速、傳感器檢測、伺服電機驅動、可編程控制、時序邏輯控制于一體。通過基于該實訓系統(tǒng)的使用、訓練和培訓,能充分鍛煉操作者團隊協(xié)作能力、計劃組織能力、自動線安裝與調試能力、工程實施能力等。與傳感器實驗箱、液壓傳動實訓臺等共同構成畢業(yè)生畢業(yè)論文、大創(chuàng)等實驗項目所需要的裝置系統(tǒng),很好地鍛煉了學生的動手能力以及理論與實踐相結合的能力,在實踐中將抽象的知識具體化,使學生更好的掌握知識,培養(yǎng)動手能力強的復合型人才。另外在競賽過程中,該裝置能很好地完成學生的理論猜想,提供實踐基礎。
SBGJD-01光機電一體化實訓考核裝置
光機電一體化實訓室設備是電氣自動化控制實訓基地之一,光機電一體化實訓裝置是集PLC控制、變頻調速控制、氣動控制、機械手控制、步進電機驅動、位置檢測于一體的綜合實訓裝置。承擔著機電一體化技術、電氣自動化技術專業(yè)學生的電氣綜合實訓教學任務和及社會電類相關專業(yè)的電氣綜合控制技能培訓等教學任務。
光機電一體化實訓考核裝置的構成:
光機電一體化實訓考核裝置由鋁合金導軌式實訓臺、典型的機電一體化設備的機械部件、PLC模塊、變頻器模塊、按鈕模塊、電源模塊、模擬生產設備實訓模塊、接線端子排和各種傳感器、計算機等組成。整體結構采用開放式和拆裝式,機電一體化實訓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設備,也可添加機械部件組裝其他生產設備,使整個裝置能夠靈活的按教學或競賽要求組裝具有生產功能的機電一體化設備。模塊采用標準結構和抽屜式模塊放置架,互換性強;按具有生產性功能和整合學習功能的原則確定模塊內容,使教學或競賽時可方便的選擇需要的模塊。設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模擬系統(tǒng),以配合各個用戶學校不同層次,不同專業(yè)的教學及培訓要求。
光機電一體化實訓考核裝置的配置
序號 |
名稱 |
主要元件或型號、規(guī)格 |
數(shù)量 |
備注 |
1 |
實訓桌 |
1500×800×840 mm |
1張 |
桌臺采用的是20*80的鋁型材。 |
2 |
觸摸屏模塊 |
MCGS 7062 7英寸工業(yè)彩色觸摸屏 |
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1塊 |
3 |
PLC模塊 |
西門子S7-1200 CPU1215AC/DC/RLY 1臺 CM 1241 RS485/422通訊模塊 1塊 CM 1241 RS232通訊模塊 1塊 |
1套 |
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4 |
變頻器模塊 |
變頻器V20功率:0.37KW |
1塊 |
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5 |
電源模塊 |
三相電源總開關(帶漏電和短路保護)1個,單相電源插座2個; |
1塊 |
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6 |
按鈕模塊 |
24 V/6 A兩組5V/6 A一組;急停按鈕1只,轉換開關2只,蜂鳴器1只,復位按鈕黃、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; |
1套 |
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7 |
螺旋上料部件 |
減速電機1只,光電開關1只; |
1套 |
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8 |
氣動機械手部件 |
單出雙桿氣缸1只,單出桿氣缸1只,氣手爪1只,旋轉氣缸1只,磁性開關6只,雙控電磁換向閥1只,單控電磁閥3只; |
1套 |
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9 |
皮帶輸送機部件 |
三相減速電機(380 V,輸出轉速40r/min)1臺,平皮帶1400×100×1.5 mm 1條; |
1套 |
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10 |
物件分揀部件 |
單出桿氣缸3只,金屬傳感器1只,光傳感器2只,磁性開關3只,物件導槽3個,單控電磁換向閥3只 |
1套 |
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11 |
接線端子模塊 |
接線端子和安全插座 |
1塊 |
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12 |
物料 |
金屬7個,尼龍黑白各7個 |
各7個 |
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13 |
安全插線 |
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1套 |
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14 |
氣管 |
Φ4\Φ6,氣管為藍色,每臺配有足量氣管 |
1套 |
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15 |
PLC編程線纜 |
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1條 |
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16 |
交換機 |
5口 |
1臺 |
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17 |
觸摸屏與計算機通信線 |
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1條 |
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18 |
觸摸屏與PLC通信線 |
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1條 |
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19 |
配套工具 |
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1套 |
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20 |
產品配套光盤 |
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1套 |
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光機電一體化實訓考核裝置技術參數(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=1500×800×1500 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。
光機電一體化實訓設備結構:
光機電一體化實訓裝置臺架為鋁合金導軌式,實訓考核裝置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線進行電路連接;各指令開關、光電開關、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合,既保證學生基本技能的訓練、形成和鞏固,又保證電路連接的快速、安全和可靠。
鋁合金導軌式實訓臺:可以安裝送料機構、機械手、傳輸分揀機構。實訓模塊及PLC主機等可以放置在拉出式的支架上。
觸摸屏:MCGS7062,模塊材料要求:高強度塑料外殼、重量輕,面板是鐵質噴塑板。
PLC模塊及變頻器模塊:PLC西門子CPU1215C;變頻器:V20 0.37KW;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。
電源模塊:三相電源總開關(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,轉換開關2只,蜂鳴器1只,復位按鈕黃、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;
一體化接線排:接線排殼體上兩側相對設置有一初級接線區(qū)(接線端子)和一次級接線區(qū)(安全插座);接線端子與對應的安全插座通過導電彈性件連接;接線排殼體邊緣卷折,設有固定用的螺孔,可以固定在實訓桌上。
螺旋上料機構:工件庫1件,物料推出機構1件,接近開關1只,減速電機1只,主要完成將工件庫中的工件依次推出。
氣動機械手裝置:四自由度氣動機械手,氣缸及附屬傳感器;氣動手臂兩側裝有2個限位擋板,擋板上裝有電感傳感器、緩沖閥,進行對手臂的旋轉限位。整個搬運機構能完成四個自由度動作,手臂伸縮、手臂旋轉、手爪上下、手爪松緊。
物料分揀裝置:傳送帶通過三相異步電動機驅動,在傳送帶端點處設計有落料口,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。
光機電一體化實驗設備部分實訓項目:
1.氣動系統(tǒng)的安裝與調試
(1)氣動方向控制回路的安裝
(2)氣動速度控制回路的安裝
(3)氣動順序控制回路的安裝
(4)氣動機械手的安裝
(5)氣動系統(tǒng)氣路的連接
(6)磁性開關的位置調整
(7)氣動系統(tǒng)調試
(8)擺動控制回路的安裝
2.變頻器的安裝與調試
(1)變頻器與交流電機主電路的連接
(2)變頻器面板的參數(shù)設置與操作
(3)變頻器面板控制交流電機調速
(4)通過變頻器外部端子控制電機啟停
3.機電設備的安裝與調試
(1)傳動裝置同軸度的調整
(2)皮帶輸送機的安裝與調整
(3)搬運機械手設備安裝與調試
(4)物件分揀設備的安裝與調試
(5)送料設備的安裝與調試
(6)自動生產線設備安裝與調試
4.電氣控制電路的安裝與PLC編程
(1)電動機正反轉控制電路的連接與程序編寫
(2)電動機調速控制電路的連接與程序編寫
(3)皮帶輸送檢測程序編寫
(4)氣動順序動作控制程序編寫
(5)氣動機械手控制程序編寫
(6)機電一體化設備控制程序編寫
(7)自動生產線控制程序編寫
5.自動控制系統(tǒng)的安裝與調試
(1)多種傳感器的安裝與調試
(2)皮帶輸送檢測的自動控制
(3)機械手的自動控制
(4)機電一體化的自動控制
(5)PLC控制系統(tǒng)的安裝與調試
(6)自動生產線的安裝與調試
6.觸摸屏基本控制及設置
(1)觸摸屏的接線和基本參數(shù)設置;
(2)基于觸摸屏控制方式的基本指令編程練習;
(3)PLC、觸摸屏與變頻器通信控制。
7.可用于考核或技能競賽,可考察的職業(yè)能力
(1)機械構件的裝配與調整能力
(2)機電設備的安裝與調試能力
(3)電路安裝能力
(4)氣動系統(tǒng)的安裝與調試能力
(5)機電一體化設備的控制程序的編寫能力
(6)自動控制系統(tǒng)的安裝與調試能力