自动生产线拆装与调试实训考核装置由安装在铝合金导轨式实训台上的送料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成。电气布局采用双抽屉式,所有其电气控制器都安装在网孔板式的抽屉上。
1)自动生产线拆装与调试实训考核装置能够把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、电源单元模块化独立设计,既可应用在本设备中,也可将模块放置于其他设备使用。
2)装置平台设计应基于标准化和模块化设计理念,可适用不同厂家型号的各种传感器、控制器、执行器。
3)自动生产线拆装与调试实训考核装置可实现梯级培训模式,既可完成各单个模块基本知识培训,也可完成相关模块构建复杂控制回路的设计及排故训练。
4)装置选用的元器件应工业化,稳定性及耐用性高,适应长时间培训。
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,实现货物的供给、识别、搬运、分拣、加工、装配等过程。
6)应具有专业技能培训:系统组装、调试和运行、系统故障检查、排除和维护、团队协作。
7)自动生产线拆装与调试实训考核装置应设计有漏电保护、短路保护、急停保护等,防止误操作对操作者和设备带来的危险。
8)系统应采用开放式结构设计,所有的控制器、传感器、执行器的控制信号及电源信号都引到接口单元,在接口单元上可由学生自主接线,可依据不同的控制要求,搭建多种控制方案。
9)可扩展性强,设备预留可扩展空间,可根据工业发展形势及用户方合理性建议进行改进、扩展。
10)自动生产线拆装与调试实训考核装置不仅适用于西门子品牌PLC主机,应还可适用于其他品牌的PLC,如三菱FX2N型PLC等。
二、技术指标
1、交流电源:三相五线制, AC 380V/220V±10% 50 Hz;
2、温度:-10C-40C;环境湿度: 90% (25℃) ;
3、实训桌外形尺寸:长x宽x高=2000mmx960mmx840mm;
4、整机消耗: <=1.5kVA;
5、气源工作压力:最小0.6Mbar,最大1Mbar
6、安全保护措施:具有接地保护、漏电保护功能,安全性符合相关的国家标准。
7、采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实验导线。
三、设备构成
自动生产线实训考核装备应包括实训桌、PLC控制模块、变频器模块、触摸屏模块、步进模块、供料单元、输送单元、加工单元、装配单元、分料单元、传感器、电磁阀组、气缸、工具、控制单元、电脑推车、计算机、空气压缩机等组成
1、供料单元:
按照需要将放置在料仓中待加工工件(原料)自动地推出到物料台上,以便输送单元的机械手将其抓取,输送到其他单元上。主要包括竖式料筒,顶料气缸,推料气缸,物料检测传感器部件,安装支架平台,材料检测装置部件,带保护接线端子单元等组成。图示如下:
2、加工单元:
把该单元物料台上的工件(工件由输送单元的抓取机械手装置送来)送到冲压机构下面,完成一次冲压加工动作,然后再送回到物料台上,待输送单元的抓取机械手装置取出。主要包括滑动料台,模拟冲头和冲床,带保护接线端子单元等组成。图示如下:
3、装配单元:
完成将该单元料仓内的黑色或白色小圆柱工件嵌入到已加工的工件中的装配过程。主要包括供料机构,旋转送料单元,机械手装配单元,放料台,带保护接线端子单元等组成。图示如下:
4、分拣单元：
完成将上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣,使不同颜色的工件从不同的料槽分流的功能。主要包括传送带机构,三相电机动力单元,分拣气动组件,传感器检测单元,高进度反馈和定位机构,带保护接线端子单元等组成。图示如下:
5、输送单元:
通过直线运动传动机构驱动抓取机械手装置到指定单元的物料台上精确定位,并在该物料台上抓取工件,·把抓取到的工件输送到指定地点然后放下,实现传送工件的功能。主要包括四自由度机械手,直线输单元,比例传送机构,多功能安装支架,同步轮,同步带,带保护接线端子单元等组成。图示如下:
6、工作单元（电气控制)：
自动生产线拆装与调试实训考核装置将机械装置和电气控制部分的相对分离。每一工作单元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装置则安装在工作台两侧的抽屉板上。机械装置上的各电磁阀和传感器的引线均连接到装置侧的接线端口上。PLC的I/O引出线则连接到PLC侧的接线端口上。两个接线端口间通过多芯信号电缆互连。
装置侧的接线端口的接线端子端子结构,上层端子用以连接DC24V电源的+24V端,底层端子用以连接DC24V电源0V端, 中间层端子用以连接各信号线。
PLC侧的接线端口的接线端子采用两层端子结构,上层端子用以连接各信号线,其端子号与装置侧的接线端口的接线端子相对应。底层端子用以连接DC24V电源的+24V端和0V端。
装置侧的接线端口和PLC侧的接线端口之间通过专用电缆连接。其中25针接头电缆连接PLC的输入信号, 15针接头电缆连接PLC的输出信号。
7、供电电源:
外部供电电源为三相五线制AC 380V/220V。总电源开关选用DZ47LE-32/C32型三相四线漏电开关。DC24V6A开关稳压电源分别用作供料、加工和分拣单元,及输送单元的直流电源。
8、控制系统:
每一工作单元可自成一个独立的系统,同时也可以通过网络互连构成一个分布式的控制系统。
①当工作单元自成一个独立的系统时,其设备运行的主令信号以及运行过程中的状态显示信号,来源于该工作单元按钮指示灯模块。模块上的指示灯和按钮的端脚全部引到端子排上。
②当各工作单元通过网络互连构成一个分布式的控制系统时。
9、按钮模块:
该模块放置在抽屉式模块放置架上,模块上安装的所有元器件的引出线均连接到面板上的安全插孔,按钮/指示灯模块内安装了按钮/开关,指示灯/峰鸣器和开关稳压电源等三类元器件,具体如下:
(1)按钮/开关:急停按钮1只,转换开关2只,复位按钮黄、绿、红各1只, 自锁按钮黄、绿、红各1只。(2)指示灯峰鸣器: 24V指示灯黄、绿、红各2只,蜂鸣器1只。
(3)开关稳压电源: DC 24 V/6 A, 12 V/2A各一组。
10、变频器:
该模块放置在抽屉式模块放置架上,模块上安装的所有元器件的引出线均连接到面板上的安全插孔,该变频模块涵盖了常用的使用端口,所有端口采用开放式结构,可与各种设备联用,如PLC,模拟量等。①工艺:铝塑外壳,完整嵌入实训台抽屉式架体,接口开放到控制面板,并提供误接线保护功能。
②控制面板工艺: 2mm厚铝塑面板加强绝缘,采用印刷技术,保证图形符号永不脱落。
③模块包括变频器。提供BOP操作面板。
11、PLC模块:
该模块放置在抽屉式模块放置架上,模块上安装的所有元器件的引出线均连接到面板上的安全插孔。
①工艺:铝塑外壳,完整嵌入实训台抽屉式架体, I/O接口开放到控制面板,并提供误接线保护功能,具有保险管座(250V,1A)。
12、步进电机驱动模块:
该模块采用Kinco 3M458三相步进电机驱动器。模块将驱动器的各端口引出,并内含DC24开关电源,供驱动模块供电。
13、触摸屏模块:
工艺:铁质外壳,通讯接口转引到控制面板,便利于学生接线操作。
模块包括昆仑通态触摸屏TPC7062K 7寸, 65000色:
14、控制单元模块:
①工艺:铝塑外壳,完整嵌入实训台抽屉式架体, I/O接口开放到控制面板,并提供误接线保护功能。
②配备有指示灯(24VDC) :黄色(HL1) 、绿色(HL2) 、红色(HL3)各一只。主令器件:绿色常开按钮SB1一只,红色常开按钮SB2一只,选择开关SA (一对转换触点) ,急停按钮QS (一个常闭触点)。
四、配置清单
| 名称 | 主要技术指标 | 数量 | 单位 |
| 实训桌 | 2000mmx1000mmx800mm铝钢结构,带滚轮(滚轮带有刹车) ,双面四抽屉,抽屉采用网空板,设备安装灵活。 | 1 | 台 |
| 供料单元 | 主要包括竖式料筒,顶料气缸,推料气缸,物料检测传感器部件,安装支架平台,材料检测装置部件,带保护接线端子单元等组成。 | 1 | 套 |
| 输送单元 | 主要包括四自由度机械手,直线输单元,比例传送机构,多功能安装支架,同步轮,同步带,带保护接线端子单元等组成。 | 1 | 套 |
| 同步带:采用了T5 10系列型号的同步带3.5米和环形同步带T5*250 10。 | |||
| 加工单元 | 主要包括滑动料台,模拟冲头和冲床,带保护接线端子单元等组成。 | 1 | 套 |
| 装配单元 | 主要包括供料机构,旋转送料单元,机械手装配单元,放料台,带保护接线端子单元等组成。 | 1 | 套 |
| 分料单元 | 主要包括传送带机构,三相电机动力单元,分拣气动组件,传感器检测单元,高进度反馈和定位机构,带保护接线端子单元等组成。 | 1 | 套 |
| 配电箱 | 配电箱底部采用网孔板式安装方式,可提高设备安装的灵活性和散热功能。配电箱尺寸(480*390*120) mm采用2mm厚的铁板折叠而成,网孔板可使用有效面积178600平方mm。 | 1 | 套 |
| 伺服 | MHMJ022G1U永磁同步交流伺服电机,及MADKT1507E全数字交流永磁同步伺服驱动装置作为运输机械手的运动控制装置。 | 1 | 套 |
| 三相电机 | 80YS25GY38/80GK10HF702主要由电机和减速箱组成,减速比为1: 10. | 1 | 台 |
| 光电传感器 | 日本神视SUNX/CX-441/漫反射型/7只; | 7 | 只 |
| 光电传感器 | 德国施克SICK/MHT15-N2317/2只; | 2 | 只 |
| 接近传感器 | GH1-F1710NA/1只; | 1 | 只 |
| 金属传感器 | GH1-305QA/2只; | 2 | 只 |
| 光纤传感器 | 欧姆龙/ E3X-NA11 E32-DC200/3只,配套使用 | 3 | 只 |
| 警示灯 | XVGB3T | 1 | 只 |
| 双向电控气阀 | 4V120-J6,带灯,带汇流板,带电磁阀组件。 | 2 | 只 |
| 单向电控气阀 | 4V110-06,带灯,带汇流板,带电磁阀组件。 | 16 | 只 |
| 气缸 | 配磁性开关、按装支架 | 18 | 只 |
| 通讯装置 | 带正版编程电缆和通讯模块 | 1 | 套 |
| 过滤减压阀 | GFR20008F1 | 1 | 只 |
| 电源配电系统 | 漏电保护开关,带总开关和各单元独立开关 | 1 | 套 |
| 气泵 | W58 | 1 | 台 |
| 工具 | 见工具表 | 1 | 套 |
| 带保护接线端子组 | 纯铜导轨式 | 5 | 套 |
| 控制单元 | 由3个指示灯组成, 2个点动按钮, 1个转换开关, 1个急停按钮组成。 | 5 | 只 |
| 可编程控制器 | 见PLC配置表 | 1 | 套 |
| 物料 | 6种,每样10个 | 1 | 套 |
| 触摸屏 | TPC7062KX | 1 | 台 |
| 课本 | 光机电一体化配套 | 8 | 本 |
| 实训指导书 | 光机电一体化配套 | 8 | 本 |
| 电脑桌 |
钢木结构,显示器有效安放面积不小于0.28MM2, 电脑机柜放置与右下角, 自带键盘托盘,操作方便灵活带显示器防护栏,防止显示器的碰撞跌落。 尺寸: 600*500*750mm |
1 | 个 |
| 台式计算机 | 显示器22寸、CPU四核、4G内存、500G硬盘、独立显卡;必须为国内外品牌。 | 1 | 套 |
| 教学辅助软件 | 可通过软件内置PLC程序编程界面编程并可写入虚拟PLC中控制3D仿真模型。可模拟输送带启停及正反转、不同尺寸物料双通道分拣、物料供给控制、物料检测、物料加工、机械控制、交通信号灯控制、不同尺寸物料三通道分拣、升降机控制、不同尺寸物料经传输带正反转输送至不同仓库、次品分拣、自动门控制、舞台升降与幕布控制等不少于20个3D仿真模型。软件还可监控虚拟PLC输入/输出状态,当部件卡住时可使用复位功能复位。软件具有分步式教学功能,从易到难教学。 | 1 | 套 |
| 名称 | 参数 | 单位 | 数量 |
| 工具箱 | 标准规格 | 1 | 只 |
| 内六角扳手 | 标准规格 | 1 | 套 |
| 尖嘴钳 | 160mm | 1 | 只 |
| 剥线钳 | 标准规格 | 1 | 只 |
| 压线钳 | 标准规格 | 1 | 把 |
| 十字螺丝刀 | 新发3寸 | 1 | 把 |
| 一字螺丝刀 | 新发3寸 | 1 | 把 |
| 斜口钳 | 160mm | 1 | 只 |
| 十字螺丝刀 | 3x75mm | 1 | 把 |
| 一字螺丝刀 | 3x75mm | 1 | 把 |
| 钟表螺丝刀 | 标准规格 | 1 | 套 |
| 万用表 | 标准规格 | 1 | 个 |
| 奶子锤(小号) | 标准规格 | 1 | 个 |
| 尼龙棒 | 长20cm直径30mm | 1 | 条 |
| 橡胶榔头(小号) | 标准规格 | 1 | 个 |
| 内卡簧钳 | 标准规格 | 1 | 把 |
能融合了机械技术(包括气动技术) 、传感器技术、交流电动机变频调速和步进电机驱动控制、触摸屏技术、PLC控制及通信网络等技术,体现了现代制造业生产过程的特征。
1、气动系统的安装与调试项目:
(1)气动方向控制回路的安装
(2)气动速度控制回路的安装
(3)摆动控制回路的安装
(4)气动顺序控制回路的安装
(5)气动机械手装置的安装
(6)气动系统安装与调试
(7)气动综合系统的设计与安装
2、电气控制电路的安装和PLC程序编写项目:
(1)三相电动机正反转控制电路的连接与控制程序编写
(2)三相电动机控制电路的连接与控制程序编写
(3)电动机调速控制电路的连接与控制程序编写
(4)变频器模拟量控制的连接与控制程序编写;通过自由口编程实现变频器网络控制
(5)用PLC脉冲输出或定位模块来控制伺服电机的技术(扩展)
(6)伺服电机控制电路的连接与参数设置
(7) PLC控制网络控制技术
(8)气向控制程序编写
(9)气动顺序动作控制程序编写
(10)气动机械手控制程序编写
(11)皮带输送机控制程序编写
(12)机电一体化设备控制程序编写
(13)自动生产线控制程序编写。
3, PLC通讯网络的安装、程序编制及调试:
(1) PLC控制技术-485通信技术的编程和调试
(2) PLC控制技术一现场总线通信技术的编程和调试(扩展)
4、机电设备安装与调试项目:
(1)传动装置同轴度的调整
(2)供料单元的机械安装与调整
(3)加工单元的机械安装与调整
(4)装配单元的机械安装与调整
(5)分拣单元的机械安装与调整
(6)输送单元的机械安装与调试
(7)自动生产线设备安装与调试
5、本装备用于考核或技能竞赛,可考察的职业能力:
(1)机械构件的装配与调整能力
(2)机电设备的安装与调试能力
(3)电路安装能力
(4)气动系统的安装与调试能力
(5)变频器在自动生产线的使用能力
(6)伺服电机在自动生产线的使用能力
(7) PLC模拟量控制在自动生产线的使用能力
(8)机电一体化设备的控制程序的编写能力
(9)自动控制系统的安装与调试能力
(10) PLC网络的安装、编程与调试能力
(11)人机界面、组态技术的编程与调试能力
(12)符合国家职业技术标准"可编程序设计师三级标准。