自动生产线拆装与调试实训装置B型

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自动生产线拆装与调试实训装置B型

一、系统概述
自动生产线拆装与调试实训装置B型是一种*为典型的机电一体化产品，是为职业院校、职业教育培训机构而研制的，它适合机电一体化、自动化等相关专业的教学和培训。该装置采用型材结构，其上安装有井式供料、切削加工、多工位装配、气动机械手搬运、皮带传送分拣等工作站及相应的电源模块、按钮模块、PLC模块、变频器及交流电机模块、步进电机驱动模块、伺服电机驱动模块和各种工业传感器等控制检测单元。系统采用PLC工业网络通信技术实现系统联动，真实再现工业自动生产线中的供料、检测、搬运、切削加工、装配、输送、分拣过程。它在接近工业生产制造现场基础上又针对教学及实训目的进行了专门设计，强化了自动化生产线的安装与调试能力，能较好地满足工学结合，以工作过程为导向的项目教学法。
通过该实训系统的工作任务训练，能较好地充分锻炼操作者团队协作能力、自动线拆装与调试能力、工程实施能力和安全意识。引导高职院校机电及自动化等专业教学改革，满足自动化类中机电一体化和自动化技术专业的核心能力训练要求，突出强调技术的综合运用。

二、系统特点
本实训装置贴近工业现场要求，是典型的自动生产线，设备从选材、工艺、流程、结构、控制等各方面都从实际工业现场出发，考虑工学结合要求，有机融合了机械、电气、气动、传感器、交流电机变频调速、步进电机驱动控制、伺服电机驱动控制、PLC控制及工业通信网络等多种技术，能开展任务驱动的项目教学法。
整体结构采用开放式和拆装式，具有明显的动手拆装实训功能，可以拆装到各零部件及每颗细小的螺丝，能很好的服务于项目实训教学；能根据不同的任务进行更换组合模块，具有很强的可重组性，使教学或竞赛时可方便的选择需要的模块，非常适合广大职业院校自动化技能实训需求。
本系统用于考核或技能竞赛时，可考察的职业能力有：
PLC工业现场总线网络的安装、编程与调试能力
自动控制系统的安装与调试能力
机电一体化设备的控制程序的编写能力
气动控制系统的安装与调试能力
工业现场控制系统电路安装接线能力
机电设备的安装与调试能力
机械零部件的装配与调整能力
三、实训项目
气动控制回路安装与调试
    该配置配有多种类型的气缸、电磁阀，磁性开关，如：单出杆气缸、单出双杆气缸、旋转气缸等气动执行元件、单控电磁阀、双控电磁阀和磁性开关等，基于这些气动控制元件，可完成下列气动技术的安装调试训练任务：
气动方向控制回路的安装与调试
气动速度控制回路的安装与调试
气动旋转控制回路的安装与调试
气动顺序控制回路的安装与调试
气动机械手装置的安装与调试
气动系统的安装与调试
电气控制电路的安装和PLC程序编写
    该装置配有西门子S7-200主机模块、MM420变频器模块、伺服电机驱动模块、步进电机驱动模块和各种传感器等，基于这些模块，可完成下列PLC应用技术训练任务：
异步电机控制电路的连接与控制程序编写
异步电机调速控制电路的连接与控制程序编写
步进电机控制电路的连接与控制程序编写
交流伺服电机控制电路的连接与控制程序编写
气动方向控制程序编写
气动顺序动作控制程序编写
气动机械手控制程序编写
皮带输送控制程序编写
自动生产线控制程序编写
PLC工业通讯网络的安装及调试
   本系统选用西门子S7-200PLC作为主控制器，其本身集成RS485通信口具备PPI网络通信功能，基于本网络通信功能，可完成下列工业现场总线通信技术训练任务：
PPI网络的硬件连接、调试
PPI网络参数设置、调试
基于多台西门子S7-200 PLC的复杂PPI网络数据读写程序编写与调试
机电设备安装与调试项目
    井式供料、切削加工、多工位装配、气动机械手搬运、皮带传送分拣等工作站及相应的电源模块、按钮模块、PLC模块、变频器及交流电机模块、步进电机驱动模块、伺服电机驱动模块和各种工业传感器等控制检测单元为硬件平台，可完成下列机电设备安装和控制的训练任务：
井式供料机构的安装与调试
切削加工机构的安装与调试
多工位装配机构的安装与调试
气动机械手设备安装与调试
输送线设备安装与调试
工件分拣机构的安装与调试
自动生产线系统安装与调试
四、系统组成
供料站
    主要由井式工件库、推料气缸、物料台、光电传感器、磁性开关、电磁阀、支架、机械零部件构成。
    工作过程描述：系统启动后，推料气缸推出，把工件库中底层的工件推至物料台上。工件到位传感器检测到工件到位后，推料气缸缩回。搬运机械手伸出并抓取该工件，并将其运送至切削加工站。
加工站（切削中心）
    主要由物料台、物料夹紧装置、龙门式二维运动装置、主轴电机、刀具以及相应的传感器、磁性开关、电磁阀、步进电机及驱动器、主轴电机、滚珠丝杆副、支架、机械零部件构成。
    工作过程描述：该站主要完成对工件的切削加工。当搬运站机械手把工件运送到该站物料台上，且光电传感器检测到工件后，机械手指夹紧工件，二维运动装置丝杆开始动作，主轴电机启动，切削加工完成后，主轴电机停止，二维运动装置丝杆带动主轴回零点，物料台重新伸出，到位后，机械手指松开，由搬运站机械手伸出并夹紧工件，将其运送至装配站。
装配站（三工位）
    主要由井式供料单元、三工位旋转工作台、平面轴承、冲压装配单元、光电传感器、电感传感器、磁性开关、电磁阀、交流伺服电机及驱动器、支架、机械零部件构成。
    工作过程描述：该站主要完成大小工件的紧合装配过程。当搬运站气动机械手把工件运送到装配站旋转工作台上后，旋转工作台顺时针旋转，将工件旋转到井式供料单元下方，井式供料单元顶料气缸伸出顶住倒数第二个工件；挡料气缸缩回，工件库中底层的工件落到待装配工件上，挡料气缸伸出到位，顶料气缸缩回物料落到工件库底层，同时旋转工作台顺时针旋转，将工件旋转到冲压装配单元下方，冲压气缸下压，完成工件紧合装配后，气缸回到原位，旋转工作台顺时针旋转到待搬运位置后，搬运站气动机械手伸出并抓取该工件，并将其运送往物料分拣站。
分拣站
    主要由传送带、变频器、三相交流减速电机、旋转气缸、磁性开关、电磁阀、调压过滤器、光电传感器、光纤传感器、对射传感器、计数器、支架、机械零部件构成。
    工作过程描述：该站主要完成对上站传送至本站的装配完毕的工件进行分拣。系统入料口光电传感器检测到有工件，变频器启动并带动传送带运动，将工件送入分拣区，通过旋转气缸将白色工件推入1号料槽、黑色工件导入2号料槽，当对射传感器检测到有物料入槽、传输皮带停止工作，等待下一个工件，同时计数器记录工件入库个数。
搬运站
    主要由直线电机驱动器、直线导轨、四自由度搬运机械手、定位开关、行程开关、支架、机械零部件构成。
    工作过程描述：该站主要完成向各个工作站输送工件。系统复位先回原点，当到达原点位置后，系统启动，井式供料站送料到物料台后，光电传感器检测到有工件时，搬运机械手伸出将工件搬运到切削加工站物料台上，等加工站加工完毕后，再将工件送到三工位装配站完成两种不同工件装配，*后将两种工件成品送到分拣站分拣入库。

五、配置清单
表1：基本配置表（标配西门子系统）

序号	名称	规格	数量	单位	备注
00001.	工作台	1980mm×960mm×800mm	1	张
00001.	PLC模块	西门子CPU222(AC/DC/RLY)	2	台	8DI/6DO
		西门子CPU224(DC/DC/DC)	2	台	14DI/10DO
		西门子CPU226(DC/DC/DC)	1	台	24DI/16DO
00001.	变频器模块	西门子MM420 功率≥0.75kkW	1	台
00001.	电源模块	三相电源总开关（带漏电和短路保护）1个、熔断器4只、单相三极电源插座4个、安全插座7只，DC24 5A电源	1	块
00001.	按钮模块	开关电源24V/6A 1组、转换开关2只、复位按钮（红、黄、绿各1只）、自锁按钮（红、黄、绿各1只）、24V指示灯（红黄绿各2只）、急停按钮1只、蜂鸣器1只	1	块
00001.	步进电机驱动模块	由步进电机驱动器、指示灯、开关电源组成	1	套
00001.	伺服电机驱动模块	由交流伺服电机、伺服电机驱动器组成	1	套
00001.	触摸屏模块	10.4英寸 TFT真彩，65K色	1	套
00001.	供料机构	主要由井式工件库、推料气缸、物料台、光电传感器、磁性开关、电磁阀、支架、机械零部件构成。	1	套
00001.	加工机构	主要由物料台、物料夹紧装置、龙门式二维运动装置、主轴电机、刀具以及相应的传感器、磁性开关、电磁阀、步进电机及驱动器、主轴电机、滚珠丝杆副、支架、机械零部件构成。	1	套
00001.	装配机构	主要由井式供料单元、三工位旋转工作台、平面轴承、冲压装配单元、光电传感器、电感传感器、磁性开关、电磁阀、交流伺服电机及驱动器、支架、机械零部件构成。	1	套
00001.	分拣机构	主要由传送带、变频器、三相交流减速电机、旋转气缸、磁性开关、电磁阀、调压过滤器、光电传感器、光纤传感器、对射传感器、计数器、支架、机械零部件构成。	1	套
00001.	搬运机构	主要由直线电机驱动器、直线导轨、四自由度搬运机械手、定位开关、行程开关、支架、机械零部件构成。	1	套
00001.	接线端子板	接线端子排及安全型插座	1	套
00001.	工件	含大小黑白工件	1	套
00001.	电源线	单相三芯电源线	4	根
00001.	实训导线	强电、弱电连接导线	1	套
00001.	PU气管	Ф4/Ф6若干	1	套
00001.	气动接头	气动快插式三通接头EPE6	5	只
00001.	PLC编程电缆	PC/PPI	2	根
00001.	配套光盘	PLC编程软件（DEMO版）、使用手册、程序等	1	套
00001.	配套工具	工具箱：十字长柄螺丝刀、大、中、小号一字螺丝刀，中、小号十字螺丝刀，钟表螺丝刀，剥线钳，尖嘴钳，剪刀，电烙铁，验电笔，镊子，活动扳手，内六角扳手（8把）	1	套
00001.	挂线架	TH-JD20	1	个
00001.	型材电脑桌	TH-JD21	1	张
00001.	静音气泵	0.4～0.8MPa	1	台
00001.	计算机	品牌机	1	台	用户自配

表2：PLC及变频器选配表（用户可根据需要进行选配）
三菱：

序号	名称	型号规格	数量
1	三菱PLC	FX2N-16MR 8字量输入/8路继电器输出	2只
2	三菱PLC	FX2N-16MT 8路数字量输入/8路晶体管输出	1只
3	三菱PLC	FX2N-48MT 24路数字量输入/24路晶体管输出	2只
4	三菱通信模块	FX2N-485BD	5只
5	三菱变频器	FR-E740 功率≥0.75kW	1只

松下：

序号	名称	型号规格	数量
1	松下PLC	AFPX-C14R 8路数字量输入/6路继电器输出	2只
2	松下PLC	AFPX-C14T 8路数字量输入/6路晶体管输出	1只
3	松下PLC	AFPX-C60T 32路数字量输入/28路晶体管输出	2只
4	松下通信模块	AFPX-COM3	5只
5	松下变频器	BFV0C0074 功率≥0.75kW	1只

欧姆龙：

序号	名称	型号规格	数量
1	欧姆龙PLC	CP1L-L14DR 8路数字量输入/6路继电器输出	2只
2	欧姆龙PLC	CP1L-L14DT 8路数字量输入/6路晶体管输出	1只
3	欧姆龙PLC	CP1H-X40DT 24路数字量输入/16路晶体管输出	2只
4	欧姆龙通信模块	CP1W-CIF11	5只
5	欧姆龙变频器	3G3MZ-A4007 功率≥0.75kW	1只

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