TW-233A型光機電一體化實訓考核裝置

 

一、概述

    光機電一體化實訓考核裝置囊括了機電一體化等專業學習中所涉及的機械、傳動、氣動、傳感器、編程控制、電氣控制、通訊等多種應用技術，是專門為職業教育培訓機構等而設計的典型的機電一體化培訓產品，該產品適合於機械製造及其自動化、機電一體化、機械電子工程、電氣工程及自動化、自動化工程、控制工程、測控技術、計算機控制技術等教學和培訓。

    設備由一些典型機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、機械部件模塊……等工作站構成，是一個以現代工業現設備為原型的機電一體化生產線實訓考核裝置。整體結構台用拆裝開放式，用於電氣線路搭接、機械部件組裝等實訓科目，可對現有的機械部件進行組裝不相同的生產流程，也可對設備添加其它模塊進行擴展，模塊採用標準化接口具有很好的互換性，能夠靈活的適應各種教學要求。

二、主要特點：

1.專業性：整個實訓裝置囊括了機電一體化專業學習中所涉及的諸如電機驅動、氣動、PLC（可編程控制器）、傳感器等多種技術，解決了學生不能在實際生產線上操作訓練的問題，指導教師可以對學生進行從設計、組裝、編程、調試到檢查問題和維護等一系列課題的不同層次的教學培訓；

2.靈活性：整個實訓裝置模塊各自獨立，每一模塊有獨立控制，整體結構台用拆裝開放式，用於電氣線路搭接、機械部件組裝等實訓科目，可以容納較多的學員同時學習；

3.開放性：該實驗裝置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、指示燈元件等端子全部開放，均採用護套插座導線連接，可進行電氣線路控制、電氣線路設計等內容實訓。

4.安全性：系統具有短路保護、急停保護、限位保護、智能保護等各種保護功能，可確保人身與設備安全；

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

三、功能模塊詳細說明

1、實訓台

    整體採用鋁合金製作，尺寸約為1200x800x800，所有工業鋁型材均採用表面亮麗氧化處理。電氣控制屏面板採用2mm厚全鋁制，表面經氧化着色處理，永不掉色，線路及標識清晰。

2、PLC系統

   採用三菱新款FX3U系列PLC 48點I/O繼電器輸出,所有PLC對應端口引出於面板。

3、變頻器

   採用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

   崑崙通態，彩色7英吋、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教引接到面板上、帶24V電源接口、指示燈、電源開關、急停按鈕、兩組直流繼電器、所有電氣元件觸點與線圈端子均引出到面板上。

   6、送料機構

放料轉盤：轉盤中共放三種物料，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：放料轉盤旋轉，物料互相推擠趨向入料口，物料則從入料口順着滑槽可以落到落料臺上。

驅動電機：電機採用24V直流減速電機，轉速10r/min轉矩30kg/cm；用於驅動放料轉盤旋轉。

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，則機械手開始動作。如果運行中，光電傳感器沒有檢測到物料並保持6秒鐘，則讓系統停機然後報警，紅色報警燈開始閃爍。

   7、機械手搬運機構

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、手爪緊松。

手爪提升氣缸：提升氣缸採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：用於檢測氣缸處於伸出或縮回位置。（注意：紅色線接“﹢”，黑色線接“-”）。

手      爪：抓緊或鬆開物料。

手爪傳感器：抓取物料由雙向電控氣閥控制，當雙向電控氣閥得電，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，手爪鬆開。

旋轉氣缸：  控制機械手臂的左右轉，由雙向電控氣閥控制。

接近傳感器：機械手臂左轉和右轉到位的檢測。當左轉或右轉到位后，接近傳感器輸出信號。（注意：棕色線接“﹢”，藍線色接“-”、黑色線接輸出）。

雙杆氣缸：  機械手臂伸出、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：  旋轉氣缸高速左轉和右轉到位時，起緩衝減速作用，以保持氣缸平穩到位。

   8、物料傳送及分揀機構進倉

落料光電傳感器：檢測是否有物料到傳送帶上，並給PLC一個輸入信號。當有物料時，變頻器啟動，控制電動機驅動傳送帶開始工作。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“﹢”，藍色線接“-”、黑色線接輸出）。

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

三相異步電動機：由變頻器控制，驅動傳送帶轉動。

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

   所有模塊可單獨與其它工作模塊組合使用達到不同的組合方式，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>→→<PLC開放接口>。當中每個工作模塊的組件接線端與對應的每一個接線端口都進行明確的標號，在接入<桌面開放端口板>上時採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鬆的接入到<桌面開放面板>上可自行任意的連接和更換，叢而使得整套系統相對複雜的線路變得簡單、清晰而且具有很好靈活性和開放性。系統控制線由<PLC開放接口>通過連接線與<桌面開放端口板>進行連接，這就使得PLC與工作模塊上的組件進行連接時是可以自由選擇端口.

四、實訓項目

    裝置提供的是一種綜合應用設計的教學培訓平台，培訓內容涉及機、電、液、氣一體化專業的多學科知識。

1.傳感器培訓

    該系統所使用的傳感器有電感式、光電式、電磁式等，每個都有着各自的特性、發揮着不同的作用，使系統可靠、穩定的工作。學員可通過學習各個工作站的工作特點、工作使命、工作狀況來加強對這些傳感器的感性認識，再結合老師對傳感器的工作原理的講解、分析和演示，使學員快速接收傳感器的相關知識，並最終上升到應用的層次上來。

2.氣動技術培訓

    該系統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、過濾調壓器、節流閥等，結合該系統的實際典型應用以及每個氣動元器件的應用實際，可單獨的學習每一種氣動元器件的工作原理、應用場合等，包括各個氣動元器件的之間是如何配合起來進行優化設計和應用的。

3.PLC 技術培訓

    開放式的PLC控制方式，每個學員都可進行拆裝、調試、電器連接、PLC編程等親自動手的機會，對調動學員的積極性、愛好都有很好的作用，為學員學習PLC、靈活應用PLC提供了良好的培訓平台。

4.電氣控制系統培訓

    電控部分全部按照工業標準和習慣進行設計， 並且以附件方式提供全部設計圖紙和說明書。 學員在該設備上可學習電路原理圖分析、PLC 各I/O 地址查對和新設備電路連線分析方法。

5.機械繫統安裝調試培訓

    該實訓裝置可進行機械部分全部的或部分的拆去， 再按要求將其重新組裝，並且調試至系統可正常、可靠地工作，這對提高在校學生動手能力有極大幫助。

6.電機驅動技術培訓

    該實訓裝置中涉及到多種電機驅動器及控制器，在這裡可以得到切實的應用。此外，系統中還有其它電機，對於各種電機的特點、驅動方式及應用，學生都會有所了解和認識。

7.系統維護和故障檢測技術培訓

    這部分培訓重點介紹機電一體化系統日常維護的內容和方法， 以及系統常見故障分析、排除的方法。

8.計算機組態技術培訓

    隨着對工業自動化的要求越來越高，以及大量控制設備和過程監控裝置之間的通信的需要，監控和數據採集系統越來越受到重視，掌握上位計算機監控技術也是學生的必修課程。該系統採用的是國內流行的典型工業控制組態監控軟件。通過該軟件的學習可了解通信網絡的基本結構，組態監控軟件的基本構架，組態軟件基本使用方法，以及了解實際工程中的常見問題及處理方法。

9、氣動系統的安裝與調試項目：

    選用該裝置配置的單出杆氣缸、單出雙杆氣缸、旋轉氣缸等氣動執行元件和單控電磁換向閥、雙控電磁換向閥和磁性開關等氣動控制元件，可完成下列氣動技術的工作任務：

氣動方向控制迴路的安裝

氣動速度控制迴路的安裝

擺動控制迴路的安裝

氣動順序控制迴路的安裝

氣動機械手裝置的安裝

氣動系統安裝與調試；

10、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、傳感器等，可完成下列PLC應用技術工作任務：

電動機正反轉控制電路的連接與控製程序編寫

電動機調速控制電路的連接與控製程序編寫

氣動方向控製程序編寫

氣動順序動作控製程序編寫

氣動機械手控製程序編寫

皮帶輸送機控製程序編寫

機電一體化設備控製程序編寫

自動生產線控製程序編寫

11、機電設備安裝與調試項目：

   選用該裝置配置的機電一體化設備部件、PLC模塊、變頻器模塊和指令開關、傳感器等，可完成下列機電設備安裝和機電一體化技術的工作任務：

傳動裝置同軸度的調整

皮帶輸送機的安裝與調整

搬運機械手設備安裝與調試

物件分揀設備的安裝與調試

送料設備的安裝與調試

自動生產線設備安裝與調試

12、自動控制系統安裝與調試項目：

選用該裝置配置的機電一體化設備部件、PLC模塊、變頻器模塊和指令開關、傳感器等，可完成下列機電設備安裝和機電一體化技術的工作任務：

多種傳感器的安裝與調試

機械手的自動控制

皮帶輸送機的自動控制

機電一體化設備的自動控制

PLC控制系統的安裝與調試

自動生產線的安裝與調試

13、用於考核或技能訓練，可考察的職業能力：

機械構件的裝配與調整能力

機電設備的安裝與調試能力

電路安裝能力

氣動系統的安裝與調試能力

機電一體化設備的控製程序的編寫能力

自動控制系統的安裝與調試能力

三、特點

    該實訓考核裝置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排連接電路相結合，既保証學生基本技能的訓練、形成和鞏固，又保証電路連接的快速、安全和可靠。

四、配置清單

 

序號	名稱	主要元件或型號、規格	數量	單位	備註
1	實訓桌		1	張
2	觸摸屏模塊	7寸	1	塊
3	觸摸屏通訊電纜		1	根
4	三菱PLC模塊	FX3U-48MR	1	台
5	三菱編程電纜		1	根
6	變頻器模塊	FR-E740  0.75KW	1	台
7	電源模塊	鋁質面板	1	塊
8	控制功能模塊	鋁質面板	1	套
9	物料傳送機部件		1	套
10	氣動機械手部件		1	套
11	皮帶輸送機部件		1	套
12	物件分揀部件		1	套
13	接線端子模塊	接線端子和安全插座	1	塊
14	物料	金屬3個，尼龍黑白各3個	1	套
15	安全插線		1	套
16	氣管	Φ4\Φ6\Φ8	1	套
17	三菱PLC編程軟件	GX Developer	1	套	拷貝版
18	推車		1	只
19	產品配套光盤		1	套
20	說明書		1	本
21	電腦推車	工業鋁型材框架結構	1	台
22	空氣壓縮機	0.6～0.8MPa（按教室配）	1	室