TW-233A型光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)考核裝置

一、概述

光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)考核裝置囊括了機(jī)電一體化等專業(yè)學(xué)習(xí)中所涉及的機(jī)械、傳動、氣動、傳感器、編程控制、電氣控制、通訊等多種應(yīng)用技術(shù)，是專門為職業(yè)教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等而設(shè)計(jì)的典型的機(jī)電一體化培訓(xùn)產(chǎn)品，該產(chǎn)品適合于機(jī)械制造及其自動化、機(jī)電一體化、機(jī)械電子工程、電氣工程及自動化、自動化工程、控制工程、測控技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等教學(xué)和培訓(xùn)。

設(shè)備由一些典型機(jī)械部件和電氣控制部件組成，有PLC模塊、輸入按鈕模塊、電源模塊、變頻器模塊、接線面板模塊、機(jī)械部件模塊……等工作站構(gòu)成，是一個以現(xiàn)代工業(yè)現(xiàn)設(shè)備為原型的機(jī)電一體化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核裝置。整體結(jié)構(gòu)臺用拆裝開放式，用于電氣線路搭接、機(jī)械部件組裝等實(shí)訓(xùn)科目，可對現(xiàn)有的機(jī)械部件進(jìn)行組裝不相同的生產(chǎn)流程，也可對設(shè)備添加其它模塊進(jìn)行擴(kuò)展，模塊采用標(biāo)準(zhǔn)化接口具有很好的互換性，能夠靈活的適應(yīng)各種教學(xué)要求。

二、主要特點(diǎn)：

1.專業(yè)性：整個實(shí)訓(xùn)裝置囊括了機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)習(xí)中所涉及的諸如電機(jī)驅(qū)動、氣動、PLC（可編程控制器）、傳感器等多種技術(shù)，解決了學(xué)生不能在實(shí)際生產(chǎn)線上操作訓(xùn)練的問題，指導(dǎo)教師可以對學(xué)生進(jìn)行從設(shè)計(jì)、組裝、編程、調(diào)試到檢查問題和維護(hù)等一系列課題的不同層次的教學(xué)培訓(xùn)；

2.靈活性：整個實(shí)訓(xùn)裝置模塊各自獨(dú)立，每一模塊有獨(dú)立控制，整體結(jié)構(gòu)臺用拆裝開放式，用于電氣線路搭接、機(jī)械部件組裝等實(shí)訓(xùn)科目，可以容納較多的學(xué)員同時學(xué)習(xí)；

3.開放性：該實(shí)驗(yàn)裝置PLC模塊I/O端子、變頻器的接線端子、各常用模塊與PLC的連接端子、傳感器、按鈕開關(guān)、指示燈元件等端子全部開放，均采用護(hù)套插座導(dǎo)線連接，可進(jìn)行電氣線路控制、電氣線路設(shè)計(jì)等內(nèi)容實(shí)訓(xùn)。

4.安全性：系統(tǒng)具有短路保護(hù)、急停保護(hù)、限位保護(hù)、智能保護(hù)等各種保護(hù)功能，可確保人身與設(shè)備安全；

5.模塊化概念：從不同的模塊到工作單元，從單獨(dú)的工作單元到整個系統(tǒng)，各工作單元之間具有柔性的組合方式。

三、功能模塊詳細(xì)說明

1、實(shí)訓(xùn)臺

整體采用鋁合金制作，尺寸約為1200x800x800，所有工業(yè)鋁型材均采用表面亮麗氧化處理。電氣控制屏面板采用2mm厚全鋁制，表面經(jīng)氧化著色處理，永不掉色，線路及標(biāo)識清晰。

2、PLC系統(tǒng)

采用三菱新款FX3U系列PLC 48點(diǎn)I/O繼電器輸出,所有PLC對應(yīng)端口引出于面板。

3、變頻器

采用380V交流變頻器，三菱FR-E740系列、0.75KW，變頻器所有接線

端口引出到電氣面板上。

4、觸摸屏

昆侖通態(tài)，彩色7英寸、6500色、與PLC同步通訊，

5、電氣面板模塊

集成10路按鈕且所有按鈕觸點(diǎn)教引接到面板上、帶24V電源接口、指示燈、電源開關(guān)、急停按鈕、兩組直流繼電器、所有電氣元件觸點(diǎn)與線圈端子均引出到面板上。

6、送料機(jī)構(gòu)

放料轉(zhuǎn)盤：轉(zhuǎn)盤中共放三種物料，一種金屬物料、一種黑色塑料物料、一種白色塑料物料。

物料滑槽：放料轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，物料互相推擠趨向入料口，物料則從入料口順著滑槽可以落到落料臺上。

驅(qū)動電機(jī)：電機(jī)采用24V直流減速電機(jī)，轉(zhuǎn)速10r/min轉(zhuǎn)矩30kg/cm；用于驅(qū)動放料轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)。

物料檢測：物料檢測為光電漫反射型傳感器。主要為PLC提供一個輸入信號，如果有物料在落料臺上，則機(jī)械手開始動作。如果運(yùn)行中，光電傳感器沒有檢測到物料并保持6秒鐘，則讓系統(tǒng)停機(jī)然后報(bào)警，紅色報(bào)警燈開始閃爍。

7、機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)

整個搬運(yùn)機(jī)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、手爪緊松。

手爪提升氣缸：提升氣缸采用雙向電控氣閥控制，氣缸伸出縮回可任意定位。

磁性傳感器：用于檢測氣缸處于伸出或縮回位置。（注意：紅色線接“﹢”，黑色線接“-”）。

手      爪：抓緊或松開物料。

手爪傳感器：抓取物料由雙向電控氣閥控制，當(dāng)雙向電控氣閥得電，手爪夾緊，手爪傳感器有信號輸出，指示燈亮。雙向電控氣閥另一端通電，手爪松開。

旋轉(zhuǎn)氣缸：  控制機(jī)械手臂的左右轉(zhuǎn)，由雙向電控氣閥控制。

接近傳感器：機(jī)械手臂左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)到位的檢測。當(dāng)左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)到位后，接近傳感器輸出信號。（注意：棕色線接“﹢”，藍(lán)線色接“-”、黑色線接輸出）。

雙桿氣缸：  機(jī)械手臂伸出、縮回，由雙向電控氣閥控制。氣缸上裝有兩個磁性傳感器，檢測氣缸伸出或縮回位置（注意：紅色線接“﹢”，黑色線接“-”）。

緩 沖 器：  旋轉(zhuǎn)氣缸高速左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)到位時，起緩沖減速作用，以保持氣缸平穩(wěn)到位。

8、物料傳送及分揀機(jī)構(gòu)進(jìn)倉

落料光電傳感器：檢測是否有物料到傳送帶上，并給PLC一個輸入信號。當(dāng)有物料時，變頻器啟動，控制電動機(jī)驅(qū)動傳送帶開始工作。無物料時，延時12秒，停止動作。（注意：棕色線接“﹢”，藍(lán)色線接“-”、黑色線接輸出）。

落 料 孔：物料落料孔。

金屬料倉：放置金屬物料。

黑色塑料料倉：放置黑色塑料物料。

白色塑料料倉：放置白色塑料物料。

電感式傳感器：檢測金屬材料。（注意：棕色線接“﹢”，藍(lán)色線接“-”、黑色線接輸出）。

光電傳感器：檢測黑色塑料物料。（注意：棕色線接“﹢”，藍(lán)色線接“-”、黑色線接輸出）。

電容式傳感器：用于檢測白色塑料物料。（注意是：棕色線接“﹢”，藍(lán)色線接“-”、黑色線接輸出）。

三相異步電動機(jī)：由變頻器控制，驅(qū)動傳送帶轉(zhuǎn)動。

推料一氣缸：將金屬物料推入料倉，由單向電控氣閥控制。

推料二氣缸：將黑色塑料物料推入料倉，由單向電控氣閥控制。

推料三氣缸：將白色塑料物料推入料倉，由單向電控氣閥控制。

9、電氣控制模塊接線

所有模塊可單獨(dú)與其它工作模塊組合使用達(dá)到不同的組合方式，滿足不同的功能組合需求。所有的工作模塊的電器組件連接線方式為:<工作模塊>→→<組件接口>→→<集裝接線端>→→<桌面開放端口板>→→。當(dāng)中每個工作模塊的組件接線端與對應(yīng)的每一個接線端口都進(jìn)行明確的標(biāo)號，在接入<桌面開放端口板>上時采用外開放式接線端子、這樣從集裝接線端引接過來的各個連接線可以輕松的接入到<桌面開放面板>上可自行任意的連接和更換，叢而使得整套系統(tǒng)相對復(fù)雜的線路變得簡單、清晰而且具有很好靈活性和開放性。系統(tǒng)控制線由通過連接線與<桌面開放端口板>進(jìn)行連接，這就使得PLC與工作模塊上的組件進(jìn)行連接時是可以自由選擇端口.

四、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

裝置提供的是一種綜合應(yīng)用設(shè)計(jì)的教學(xué)培訓(xùn)平臺，培訓(xùn)內(nèi)容涉及機(jī)、電、液、氣一體化專業(yè)的多學(xué)科知識。

1.傳感器培訓(xùn)

該系統(tǒng)所使用的傳感器有電感式、光電式、電磁式等，每個都有著各自的特性、發(fā)揮著不同的作用，使系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定的工作。學(xué)員可通過學(xué)習(xí)各個工作站的工作特點(diǎn)、工作使命、工作狀況來加強(qiáng)對這些傳感器的感性認(rèn)識，再結(jié)合老師對傳感器的工作原理的講解、分析和演示，使學(xué)員快速接收傳感器的相關(guān)知識，并最終上升到應(yīng)用的層次上來。

2.氣動技術(shù)培訓(xùn)

該系統(tǒng)上使用了的大量的氣動元件，包括了多種電氣控制閥、多種氣缸、氣動夾具、過濾調(diào)壓器、節(jié)流閥等，結(jié)合該系統(tǒng)的實(shí)際典型應(yīng)用以及每個氣動元器件的應(yīng)用實(shí)際，可單獨(dú)的學(xué)習(xí)每一種氣動元器件的工作原理、應(yīng)用場合等，包括各個氣動元器件的之間是如何配合起來進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和應(yīng)用的。

3.PLC 技術(shù)培訓(xùn)

開放式的PLC控制方式，每個學(xué)員都可進(jìn)行拆裝、調(diào)試、電器連接、PLC編程等親自動手的機(jī)會，對調(diào)動學(xué)員的積極性、愛好都有很好的作用，為學(xué)員學(xué)習(xí)PLC、靈活應(yīng)用PLC提供了良好的培訓(xùn)平臺。

4.電氣控制系統(tǒng)培訓(xùn)

電控部分全部按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和習(xí)慣進(jìn)行設(shè)計(jì)， 并且以附件方式提供全部設(shè)計(jì)圖紙和說明書。 學(xué)員在該設(shè)備上可學(xué)習(xí)電路原理圖分析、PLC 各I/O 地址查對和新設(shè)備電路連線分析方法。

5.機(jī)械系統(tǒng)安裝調(diào)試培訓(xùn)

該實(shí)訓(xùn)裝置可進(jìn)行機(jī)械部分全部的或部分的拆去， 再按要求將其重新組裝，并且調(diào)試至系統(tǒng)可正常、可靠地工作，這對提高在校學(xué)生動手能力有幫助。

6.電機(jī)驅(qū)動技術(shù)培訓(xùn)

該實(shí)訓(xùn)裝置中涉及到多種電機(jī)驅(qū)動器及控制器，在這里可以得到切實(shí)的應(yīng)用。此外，系統(tǒng)中還有其它電機(jī)，對于各種電機(jī)的特點(diǎn)、驅(qū)動方式及應(yīng)用，學(xué)生都會有所了解和認(rèn)識。

7.系統(tǒng)維護(hù)和故障檢測技術(shù)培訓(xùn)

這部分培訓(xùn)重點(diǎn)介紹機(jī)電一體化系統(tǒng)日常維護(hù)的內(nèi)容和方法， 以及系統(tǒng)常見故障分析、排除的方法。

8.計(jì)算機(jī)組態(tài)技術(shù)培訓(xùn)

隨著對工業(yè)自動化的要求越來越高，以及大量控制設(shè)備和過程監(jiān)控裝置之間的通信的需要，監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)越來越受到重視，掌握上位計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)也是學(xué)生的必修課程。該系統(tǒng)采用的是國內(nèi)流行的典型工業(yè)控制組態(tài)監(jiān)控軟件。通過該軟件的學(xué)習(xí)可了解通信網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)，組態(tài)監(jiān)控軟件的基本構(gòu)架，組態(tài)軟件基本使用方法，以及了解實(shí)際工程中的常見問題及處理方法。

9、氣動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試項(xiàng)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)：

氣動方向控制回路的安裝

氣動速度控制回路的安裝

擺動控制回路的安裝

氣動順序控制回路的安裝

氣動機(jī)械手裝置的安裝

氣動系統(tǒng)安裝與調(diào)試；

10、電氣控制電路的安裝和PLC程序編寫項(xiàng)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)：

電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的連接與控制程序編寫

電動機(jī)調(diào)速控制電路的連接與控制程序編寫

氣動方向控制程序編寫

氣動順序動作控制程序編寫

氣動機(jī)械手控制程序編寫

皮帶輸送機(jī)控制程序編寫

機(jī)電一體化設(shè)備控制程序編寫

自動生產(chǎn)線控制程序編寫

11、機(jī)電設(shè)備安裝與調(diào)試項(xiàng)目：

選用該裝置配置的機(jī)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(jī)電設(shè)備安裝和機(jī)電一體化技術(shù)的工作任務(wù)：

傳動裝置同軸度的調(diào)整

皮帶輸送機(jī)的安裝與調(diào)整

搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)備安裝與調(diào)試

物件分揀設(shè)備的安裝與調(diào)試

送料設(shè)備的安裝與調(diào)試

自動生產(chǎn)線設(shè)備安裝與調(diào)試

12、自動控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試項(xiàng)目：

選用該裝置配置的機(jī)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(jī)電設(shè)備安裝和機(jī)電一體化技術(shù)的工作任務(wù)：

多種傳感器的安裝與調(diào)試

機(jī)械手的自動控制

皮帶輸送機(jī)的自動控制

機(jī)電一體化設(shè)備的自動控制

PLC控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試

自動生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試

13、用于考核或技能訓(xùn)練，可考察的職業(yè)能力：

機(jī)械構(gòu)件的裝配與調(diào)整能力

機(jī)電設(shè)備的安裝與調(diào)試能力

電路安裝能力

氣動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試能力

機(jī)電一體化設(shè)備的控制程序的編寫能力

自動控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試能力

該實(shí)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(jìn)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(jìn)行連接。插拔線連接電路與端子排連接電路相結(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。

五、配置清單