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自動生產(chǎn)線拆裝與調(diào)試實訓(xùn)裝置
一、 產(chǎn)品概述
本系統(tǒng)是一種最為典型的機電與自動化產(chǎn)品，是為職業(yè)院校、職業(yè)教育培訓(xùn)機構(gòu)而研制的，它適合機電一體化、電氣自動化等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)。它在接近工業(yè)生產(chǎn)制造現(xiàn)場基礎(chǔ)上又針對教學(xué)及實訓(xùn)目的進行了專門設(shè)計，強化了自動化生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試能力。 該系統(tǒng)由六部分組成，分別為：供料機構(gòu)、搬運機構(gòu)、加工與檢測機構(gòu)、搬運分揀機構(gòu)、裝配機構(gòu)、成品分揀機構(gòu)，完成工件上料、搬運、加工、檢測、輸送、裝配、分揀等功能。涵蓋了自動化類中機電一體化和電氣自動化專業(yè)中所涉及的PLC控制、變頻調(diào)速、傳感檢測、氣動、步進電機驅(qū)動與調(diào)速、機械結(jié)構(gòu)安裝與系統(tǒng)調(diào)試等內(nèi)容。通過基于該實訓(xùn)系統(tǒng)的使用、訓(xùn)練和培訓(xùn)，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(diào)試能力、工程實施能力、職業(yè)素養(yǎng)、交流溝通能力、效率、成本和安全意識，引導(dǎo)高職院校自動控制類專業(yè)教學(xué)改革發(fā)展方向，促進工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式改革與創(chuàng)新，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的滿足企業(yè)需求的自動化控制高技能人才。
二、 產(chǎn)品特點
1. 該裝置融機械部件安裝與調(diào)試、氣動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試、電氣控制電路的安裝和PLC編程、機電設(shè)備安裝與調(diào)試、自動控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試于一體，滿足實訓(xùn)教學(xué)、工程培訓(xùn)及職業(yè)競賽的需要； 2. 該實訓(xùn)考核裝置PLC模塊I/O端子、變頻器接線端子、各常用模塊接線端子，均采用安全型插座，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通過端子排進行連接。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。
三、 技術(shù)性能
1. 輸入電源：三相四線（或三相五線）～380V±10% 50Hz
2. 工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度≤85%（25℃）海拔＜4000m
3. 裝置容量：＜1.5kVA
4. 外形尺寸：2400mm×800mm×1500mm
5. 安全保護：具有漏電壓、漏電流保護，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)
四、 實訓(xùn)內(nèi)容
（一） 實訓(xùn)項目
1. 傳感器應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn) 該系統(tǒng)所使用的傳感器數(shù)量達四十多個，有電容式的、電感式的、光電式以及電磁式的，每一個都有著各自的特性、發(fā)揮著不同的作用，使系統(tǒng)得以可靠工作。學(xué)員可通過了解工作中各類傳感器的工作特性來加強對這些傳感器的感性認(rèn)識，再結(jié)合拆裝式技能實訓(xùn)，可使學(xué)員快速掌握所學(xué)知識。
2. 氣動應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn) 該裝置上使用了大量的SMC氣動元件，包括多種電控氣動閥、多種氣動缸、氣動夾爪、真空吸盤、真空發(fā)生器、過濾減速閥等。在學(xué)習(xí)這些氣動元件時，我們不但可以單獨學(xué)習(xí)每一種分離元件，而且還可以在學(xué)習(xí)時了解各種氣動元件之間以及氣動元件與其它元件之間是如何配合起來進行協(xié)調(diào)工作的。
3. PLC 編程實訓(xùn) 自動線中六個機構(gòu)由兩套PLC控制器單獨控制，這使得自動化生產(chǎn)教學(xué)系統(tǒng)可以分成若干完全獨立的工作機構(gòu)，使十幾個學(xué)生可以同時進行學(xué)習(xí)，而且每個學(xué)員都有動手的機會。在該設(shè)備上學(xué)員不但可以學(xué)習(xí)PLC的各種技術(shù)，而且可以學(xué)習(xí)綜合科技環(huán)境下PLC的多種應(yīng)用。為靈活學(xué)習(xí)和掌握PLC的各方面知識提供了條件。
4. 電氣控制電路實訓(xùn) 自動化教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)六個工作機構(gòu)其電控部分全部按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和習(xí)慣進行設(shè)計，并且以附件方式提供全部設(shè)計圖紙和說明書。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地址查對和設(shè)備電路連線方法。
5. 機械系統(tǒng)安裝與調(diào)試實訓(xùn) 自動化生產(chǎn)教學(xué)系統(tǒng)上的六個工作機構(gòu)可讓各組學(xué)員將機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)生動手能力有極大幫助。
6. 系統(tǒng)維護和故障檢測技術(shù)實訓(xùn) 設(shè)備日常維護的內(nèi)容和方法，以及系統(tǒng)常見故障分析、排除的方法。
（二） 工作任務(wù)
1. 自動線機構(gòu)安裝 提供的設(shè)備功能部件和元器件裝配工業(yè)自動生產(chǎn)線； （1） 供料機構(gòu)的安裝與調(diào)整 （2） 搬運機構(gòu)安裝與調(diào)整 （3） 加工機構(gòu)安裝與調(diào)整 （4） 搬運分揀機構(gòu)安裝與調(diào)整 （5） 裝配機構(gòu)安裝與調(diào)整 （6） 成品分揀機構(gòu)安裝與調(diào)整 （7） 自動生產(chǎn)線設(shè)備系統(tǒng)安裝與調(diào)整
2. 氣動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 通過配置的氣缸、電磁閥和磁性開關(guān)等氣動控制元件，可完成下列氣動技術(shù)的工作任務(wù)； （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） 擺動控制回路的安裝 （4） 氣動順序控制回路的安裝 （5） 氣動機械手裝置的安裝 （6） 氣動系統(tǒng)安裝與調(diào)試
3. 電氣控制電路的安裝和PLC編程 通過配置的PLC、變頻器、步進電機、指令開關(guān)和傳感器等，可完成下列PLC應(yīng)用技術(shù)工作任務(wù)； （1） 電動機正反轉(zhuǎn)控制電路的連接與程序編寫 （2） 電動機變頻調(diào)速控制電路的連接與控制程序編寫 （3） 步進電機驅(qū)動電路的連接與程序編寫 （4） 氣動方向控制程序編寫 （5） 氣動順序動作控制程序編寫 （6） 氣動機械手控制程序編寫 （7） 自動生產(chǎn)線控制程序編寫
4. 自動控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試 通過配置的供料機構(gòu)、搬運機構(gòu)、加工與檢測機構(gòu)、搬運分揀機構(gòu)、裝配機構(gòu)、成品分揀機構(gòu)，可進行機構(gòu)重組，完成自動生產(chǎn)線的安裝、接線、編程、調(diào)試；
五、 系統(tǒng)配置
該系統(tǒng)由型材實訓(xùn)臺、供料機構(gòu)、搬運機構(gòu)、加工與檢測機構(gòu)、搬運分揀機構(gòu)、裝配機構(gòu)、成品分揀機構(gòu)、電源模塊、按鈕模塊、PLC模塊、變頻器模塊、步進模塊、各種傳感器、警示燈、電磁閥和I/O接口板等組成，完成工件上料、檢測、搬運、輸送、加工、裝配、分揀等功能。整體結(jié)構(gòu)采用開放式和拆裝式設(shè)計，學(xué)生可以對各零件、部件、單元、直至整體機構(gòu)進行零部件拆裝、調(diào)試、運行。
表1：基本配置表
序號 名稱 規(guī)格 數(shù)量 單位 備注
工作臺 1200mm×800mm×800mm 2 張 PLC模塊 松西門子、三菱 2 臺 三種品牌選配，詳見表2 變頻器模塊 西門子、三菱 1 臺 步進模塊 1 臺 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、單相三極電源插座2個、安全插座5只。 2 塊 按鈕模塊 開關(guān)電源（24V/6A、12V/5A）各1組、轉(zhuǎn)換開關(guān)2只、復(fù)位按鈕紅、黃、綠各1只、自鎖按鈕紅、黃、綠各1只、24V指示燈紅黃綠各2只、急停按鈕1只、蜂鳴器1只。 2 塊 供料機構(gòu) 井式工件庫1只、工件鎖緊定位裝置、步進電機及驅(qū)動器各一只（三相/5A）、工件推出直線氣缸1只、調(diào)壓過濾器1只、電磁閥1只、磁性開關(guān)1只、光電傳感器1個、電感傳感器1個、極限開關(guān)2個、安裝支架2個。 1 套 工件庫、工件推出、直線移動裝置、 搬運機構(gòu) 機械手安裝基架1只、擺臺（旋轉(zhuǎn)氣缸）1只、雙導(dǎo)桿氣缸（薄型氣缸）1只、單出桿氣缸1只、氣動手指1只、調(diào)壓過濾器1只、行程開關(guān)2只、磁性開關(guān)5只、電磁閥4只。 1 套 工件取送裝置 加工與檢測機構(gòu) 直流減速電機4只、步進電機及驅(qū)動器各一只（三相/5A）、、加工刀具庫（3種刀具）、平面推力軸承1個、工件移位裝置1臺、雙導(dǎo)桿氣缸（薄型氣缸）1只、單出桿直線氣缸1只、工件夾緊氣缸1只、調(diào)壓過濾器1只、電感式傳感器2只、光電傳感器2只、磁性開關(guān)4只、極限開關(guān)2個、安裝支架3只。 1 套 工件加工、檢測裝置 搬運分揀機構(gòu) 工件搬運裝置1臺、氣動手指1只、單出桿直線氣缸1只、薄型氣缸2只、磁性開關(guān)7只、電磁閥4只。 1 套 工件搬運裝置 裝配 機構(gòu) 裝配工件庫1只、單出桿直線氣缸1只、工件搬運裝置（真空吸盤）1只、調(diào)壓過濾器1只、磁性開關(guān)3只、電磁閥2只、擺動同步帶輪各1只。 1 套 裝配工件庫、裝配工件搬運裝置 成品分揀 機構(gòu) 輸送帶底座1只、皮帶輸送線1條、輸送輪2只、光電傳感器1只、光纖傳感器1只、對射傳感器1只、三相異步電動機1臺、成品分揀料槽3只單出桿氣缸3只、旋轉(zhuǎn)氣缸1只、磁性開關(guān)5只。 1 套 皮帶輸送線、成品分揀裝置 接線端子排 接線端子排及安全型插座 2 套 工件 Ф38白色工件 10 只 Ф38黑色工件 10 只 Ф28白色工件 10 只 Ф18黑色工件 10 只 Ф38白色廢料 2 只 Ф38黑色廢料 2 只 物料盒 藍色物料盒 1 只 電源線 單相三芯電源線 4 根 安全型導(dǎo)線 3#安全型導(dǎo)線 250 根 4#安全型導(dǎo)線 9 根 3#-4#安全型導(dǎo)線 3 根 導(dǎo)線架 滑輪式，可自由移動 1 個 PU氣管 Ф6、橙色 10 米 Ф4、橙色 5 米 Ф4、黑色 5 米 PLC編程 電纜 西門子、三菱 1 根 PLC編程 軟件 西門子、三菱 1 套 DEMO版 配套工具 工具箱：十字長柄螺絲刀，大、中、小號一字螺絲刀，中、小號十字螺絲刀，鐘表螺絲刀，剝線鉗，尖嘴鉗，剪刀，電烙鐵，驗電筆，鑷子，活動扳手，內(nèi)六角扳手（8把） 1 套 配套光盤 使用手冊、程序等 1 套 導(dǎo)線架 SY-JD20 1 個 型材電腦桌 SY-JD21 1 臺 計算機 品牌機 1 臺 學(xué)校自備 空氣壓縮機 0.6～0.8MPa 1 臺 靜音 氣動接頭 氣動快插式三通接頭EPE6 5 只
表2：PLC及變頻器選配表（二選一）
序號 名稱 型號及規(guī)格 數(shù)量 備注
1 西門子PLC主機 CPU226CN(AC/DC/繼電器)+EM222CN 1臺 CPU226CN(DC/DC/晶體管)+EM222CN 1臺 西門子變頻器 MM420,三相AC380V輸入,0.75KW 1臺 2 三菱PLC主機 FX2N-48MR(繼電器輸出) 1臺 FX2N-48MT(晶體管輸出) 1臺 三菱變頻器 FR-E740，三相AC380V輸入，0.75KW 1臺
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