·设备外观

·设计简述

        实训装置由安装在铝合金导轨式实训台上的上料单元、检测单元、多刀位加工中心单元、自动装配单元、搬运机械手单元、皮带输送线单元、智能分拣单元7个单元组成。电气布局采用单面网孔抽屉式，所有其电气控制器都安装在网孔板式的抽屉上，这种机电分离的格式更加符合了工业实际情况。
        其中，每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时也都是一个工业生产线的系统。各个单元的执行机构以气动、变频、步进电机、伺服电机为主，其中皮带传送单元采用变频器驱动三相交流异步电机进行控制；多工位加工中心采用步进电机、直流电机及气动的混合控制；智能分拣单元则采用伺服电机驱动、精密定位的位置控制，该驱动系统具有长行程、多定位点的特点，是一个典型的一维位置控制系统。位置控制和变频器技术是现代工业企业应用最为广泛的电气控制技术。

·主要参数

1、工作电源：三相四线AC380V±10%  50Hz；
2、工作环境：温度-10℃～+40℃，相对湿度≤85%（25℃），海拔＜4000m；
3、气源压力：0.2Mpa～0.55Mpa；
4、装置容量：≤1.5KVA；
5、外形尺寸：1350mm×800mm×1300mm；
6、安全保护：具有漏电压、漏电流保护，安全符合国家标准。

·组成及功能

装置由安装在铝合金导轨式实训台上的上料单元、检测单元、多刀位加工中心单元、自动装配单元、搬运机械手单元、皮带输送线单元、智能分拣单元7个单元组成。
1、上料单元
上料单元是设备的起始单元，在整个系统中，起着向系统中的其他单元提供原料的作用。
上料单元的具体功能：按照需要将放置在料仓中待加工工件（原料）自动地推出到皮带传输线上，在传输线上完成物料的检测、加工、分拣及搬运。
上料单元的主要组成：主要包括竖式料筒，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,接线端子单元等组成。
上料单元工作过程如下：系统启动后，推料气缸推出，把料槽中最底层的工件推到传输线上。工件到位传感器检测到工件到位后，推出气缸缩回，倒数第二层工件落到最底层，等待推出。
2、检测单元
检测单元主要完成对工件信息的检测，包括材质、颜色，并根据系统要求，识别出废品，以便进行分拣。
检测单元的具体功能：皮带输送线启动运行，检测单元的传感器（电感式、电容式、色标式）对经过的工件进行检测，并将检测信息传递给下一单元。
检测单元的主要组成：主要包括电感式传感器，电容式传感器，色标传感器，材料检测装置部件,接线端子单元等组成。
3、多刀位加工中心单元
多刀位加工中心单元主要完成对工件的加工，分别对工件进行铣、镗、磨的加工过程。
多刀位加工中心单元的具体功能：皮带输送线启动运行，检测单元对经过的工件进行检测，检测合格的工件在加工中心位置停留，定位装置动作，对工件进行固定，由加工中心对其进行多种加工操作，加工完成后由传送单元运输到下一个单元进行抓取。
多刀位加工中心单元的主要组成：主要包括电感式传感器、磁性传感器、导杆气缸、直流电机、步进电机及定位装置、升降装置、刀具库等部件组成。
多刀位加工中心单元的工作过程如下：合格工件经皮带传送单元运送到加工中心，定位装置装置伸出，到位后薄型双导杆气缸下降带动刀具一、二、三电机依次对工件进行加工；加工完成上升到位后，定位装置缩回；传送带启动，运输到下一个工位。
4、皮带传送单元
皮带传送单元主要完成对工件的输送任务。
皮带传送单元的具体功能：通过变频驱动三相交流异步电机，完成对工件的输送，并在传输线上实现对工件的信息检测采集、工件的加工、废品的分拣等功能。
皮带传送单元的主要组成：主要包括尼龙片基带、三相异步电动机、变频器、旋转编码器、同步轮及型材支架、钣金支架等组成。
皮带传送单元的工作过程如下：系统启动，上料单元进行上料，上料到位后，皮带传送单元启动运行，由变频器驱动三相异步电机动作，带动物料进行传送，经检测单元、加工单元后，合格产品由搬运机械手搬运，不合格产品则直接传送至传送带末端是废料盒中，实现对工件的输送。
5、搬运机械手单元
搬运机械手单元主要完成对工件的搬运、装配任务。
搬运机械手单元的具体功能：加工完成的工件经皮带传送单元输送到带搬运工位，定位装置动作，固定住工件，由搬运机械手进行夹取、旋转、装配。
搬运机械手单元的主要组成：主要包括磁性传感器、旋转气缸、冶具缸、平行机械爪及升降装置等部件组成。
搬运机械手单元的工作过程如下：加工完成的工件经皮带传送单元输送到待搬运工位，定位装置动作，固定住工件，搬运机械手下降夹取工件，夹紧后机械手上升，上升到位后进行旋转，检测旋转到位后机械手下降，手爪松开，将工件装配到工件盒中。
6、自动装配单元
自动装配单元是设备的装配单元，完成对工件的封装。
自动装配的具体功能：按照需要将放置在料仓中待装配壳体自动地推出到装配平台上，在装配平台上完成工件的封装。
自动装配单元的主要组成：主要包括竖式料筒、推料气缸、物料检测传感器、安装支架平台、装配平台、接线端子等组成。
自动装配单元工作过程如下：系统启动后，推料气缸推出，把料槽中最底层的壳体推到装配平台上。工件到位传感器检测到工件到位后，推出气缸缩回，倒数第二层工件落到最底层，待装配完成，智能分拣机构分拣完成后，再推出一个壳体。
7、智能分拣单元
智能分拣单元是设备的最后一个单元，完成对成品的智能分拣入库。
智能分拣单元的具体功能：根据上一个单元传递过来的检测结果，对成品进行分拣，可按照颜色、材质组合进行分拣，最多有4种组合。该单元还装有直线标尺，可进行伺服电机的定位控制实训。
智能分拣单元的主要组成：包括丝杆模组，直线标尺、接近开关、限位开关、伺服电机、伺服驱动器、导杆气缸及安装支架平台、分拣库位、接线端子单元等组成。
智能分拣单元工作过程如下：装配单元装配完成后，伺服电机启动，驱动丝杆模组运动，到达取料位置后，分拣机械手下降夹取成品工件，根据上一单元的检测结果，将成品分拣到不同工件库中。
8、整体设备的运行流程
第一步：由第一上料站将直径29mm的黑色、白色尼龙和金属工件A分别依次由推料气缸动作至变频控制交流电机传送带上；
第二步：在传送带上，工件A被分别检测材质和颜色，对于废料（黑色有机物料）将跳过加工工位直接被运往废料中心，合格物料则被传送到加工工位待加工；
第三步：加工工位的检测传感器在检测到物料到位后，加工工位的夹具将完成对物料固定，固定位置后，加工工位开始依次按顺序选择三套刀具对工件进行加工，加工完毕后，加工工位夹具打开；
第四步：传送带开动将工件送往待安装搬运工位，工件抵达安装搬运工位后，安装搬运机器手通过吸盘开始搬运工件A，并将工件A搬运至第二上料站处待命；
第五步：第二上料站将40mm白色、黑色工件B进行上料，完毕后，安装搬运机器手将工件A安装进工件B中；
第六步：由伺服控制分拣机械手对安装完成的工件组合进行搬运，并依次按照4种组合分拣到相应的仓储盒中。
9、PLC、变频器及触摸屏模块
选配一：
采用三菱第3代小型可编程控制器FX3U-32MR/ES-A，供电电压AC100～240V，集成16路数字量输入（DC24V,5～7mA，漏型・源型可切换）/16路数字量输出（继电器输出），内置64000步RAM存储器、7680点辅助继电器、512点定时器、2点模拟量电位器、高速计数器，集成RS422接口，支持RS232、RS422、RS485、N:N网络、MODBUS、CC-LinK通讯，配有通信编程电缆。
采用三菱第3代小型可编程控制器FX3U-16MT/ES-A，供电电压AC100～240V，集成8路数字量输入（DC24V,5～7mA，漏型・源型可切换）/8路数字量输出（晶体管漏型输出），内置64000步RAM存储器、7680点辅助继电器、512点定时器、2点模拟量电位器、高速计数器、3轴高速脉冲输出（最大100KHZ），集成RS422接口，支持RS232、RS422、RS485、N:N网络、MODBUS、CC-LinK通讯，配有通信编程电缆。
采用三菱E800通用型系列变频器E840，功率0.75KW，供电电压3AC～380V，输出频率0.2～400Hz，精度0.01%。集成7路数字量输入，1路继电器输出，2路集电极开路输出，2路模拟量输入（0～5V，0～10V，4～20mA），1路模拟量输出（0～10V）；支持Modbus RTU通讯。具有先进磁通矢量控制、通用磁通矢量控制、V/F控制、最佳励磁控制；具备欠电压、过电压、过载、接地故障、短路、堵转、缺相、电机过温、变频器过温、风扇故障、CPU异常、参数错误等保护功能
选配二：
采用西门子高性价比小型PLC产品S7-200 Smart CPU SR30，供电电压AC85～264V，集成18路数字量输入（DC24V 4mA，漏型・源型可切换）/12路数字量输出（继电器输出），内置18KB程序存储器、12KB数据存储器、10KB保持性存储器、6个高速计数器（最大200KHz），集成RS485接口、以太网接口，支持RS232、RS485、MODBUS、USS、自由口通讯、S7协议通讯、PROFIBUS等通信，配有通信编程电缆。
采用西门子高性价比小型PLC产品S7-200 Smart CPU ST30，供电电压DC20.4～28.8V，集成18路数字量输入（DC24V 4mA，漏型・源型可切换）/12路数字量输出（晶体管源型输出），内置18KB程序存储器、12KB数据存储器、10KB保持性存储器、6个高速计数器（最大200KHz），3轴高速脉冲输出（最大100KHZ），集成RS485接口、以太网接口，支持RS232、RS485、MODBUS、USS、自由口通讯、S7协议通讯、PROFIBUS等通信，配有通信编程电缆。
采用西门子高性价比小型PLC产品S7-200 Smart CPU ST40，供电电压DC20.4～28.8V，集成24路数字量输入（DC24V 4mA，漏型・源型可切换）/16路数字量输出（晶体管输出），内置24KB程序存储器、16KB数据存储器、10KB保持性存储器、6个高速计数器（最大200KHz），3轴高速脉冲输出（最大100KHZ），集成RS485接口、以太网接口，支持RS232、RS485、MODBUS、USS、自由口通讯、S7协议通讯、PROFIBUS等通信，配有通信编程电缆。
采用西门子基本型变频器V20，功率0.37KW，供电电压1AC～230V，输出频率0～550Hz，精度0.01Hz。带有RS485通信接口，集成4路数字量输入，2路继电器输出，2路模拟量输入（±10V，0～10V，0～20mA，12位分辨率），1路模拟量输出（0～20mA）；具有线性V/F控制、平方V/F控制、可编程多点设定V/F控制，磁通电流控制、电压/频率控制等工作模式；可进行PID控制、BICO功能、多脉冲高转矩启动模式、单脉冲高转矩启动模式、防堵模式、多泵控制、弹性电压提升控制、摆频功能、滑差补偿、双斜坡、PWM调制；具备霜冻保护、冷凝保护、气穴保护、动能缓冲、负载故障检测功能。
10、电脑桌
主体部分采用工业标准铝型材（规格30×30）组装而成，封板采用1.5mm冷轧钢板喷塑处理；
桌面上方设置有显示器围栏，采用1.5mm冷轧钢板冲φ6.5mm工艺孔，既美观又实用，防止显示器坠落；
键盘铁质材料加工喷塑而成，通过加重型轴承导轨吊装在桌面板下方，抽出缩回自如；
桌体配有4个带刹车万向轮，方便电脑桌移动和固定。
尺寸：600*500*1000mm（桌面离地800mm）
11、空气压缩机：供电电压AC220V，功率600W，工作压力0.2-0.8MPa可调。

·实训项目

（一）气动系统的安装与调试
1、气动方向控制回路的安装与调试
2、气动速度控制回路的安装与调试
3、气动旋转控制回路的安装与调试
4、气动顺序控制回路的安装与调试
5、气动机械手装置的安装与调试
6、气动冲压装置的安装与调试
7、气动系统的安装与调试
（二）：9电气控制电路的安装
1、交流伺服电机控制电路的连接与调试
2、步进电机控制电路的连接与调试
3、直流电机控制电路的连接与调试
4、三相异步电机控制电路的连接与调试
5、气动顺序动作控制电路安装与调试
6、气动机械手电路安装与调试
7、皮带传送电路安装与调试
8、自动生产线整机电气联调
（三）PLC编程
1、步进电机控制程序编写
2、交流异步电机正反转控制程序编写
3、交流异步电机调速控制程序编写
4、交流伺服电机正反转控制程序编写
5、交流伺服电机无极变速控制程序编写
6、交流伺服电机多点定位控制程序编写
7、上料模块控制程序编写
8、搬运机械手控制程序编写
9、皮带传送线控制程序编写
10、多刀位加工中心控制程序编写
11、物料分拣搬运控制程序编写
12、PPI网络的硬件连接、调试
13、PPI网络参数设置、调试
14、基于多台PLC的复杂PPI网络
15、数据读写程序编写与调试
（四）机电设备安装与调试
以井式上料机构、多刀位加工中心、自动装配机构、气动搬运机械手、皮带传送线、物件分拣和自由实训操作台等工作单元及相应的电源模块、按钮模块、PLC模块、变频器模块、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构成硬件平台，可完成下列机电设备安装和控制的训练任务：
1、井式供料机构的安装与调试
2、多刀位加工中心的安装与调试
3、冲压加工机构的安装与调试
4、多工位自动装配机构的安装与调试
5、气动搬运机械手设备安装与调试
6、皮带传送线设备安装与调试
7、物件分拣机构的安装与调试

·配置清单

序号	名称	主要部件、器件及规格		数量	单位	备注
1	实训台	1350mm×800mm×800mm		1	台
2	PLC模块	CPU ST40	FX3U-32MR/ES-A	1	二选一
3	PLC模块	CPU ST30	FX3U-16MT/ES-A	1
4	PLC模块	CPU SR30	FX3U-16MT/ES-A	1
5	变频器	V20 0.37KW	FR-E840-0.75KW	1	二选一
6	伺服系统	台达B2系列200W伺服电机及伺服电机驱动器		1	套
7	电源	三相电源总开关DZ47LE-32 3P C20A1个、熔断器、漏电保护开关		1	套
8	空气开关	3P电源开关DZ47-60/3P C20A		1	套
9	断路器	2P电源开关DZ47-60/2P C16A（PLC，控制线路）		1	套
10	按钮	开关电源S-150-24V/5A 1组、转换开关1只、复位按钮（红、黄、绿各1只）、24V指示灯（红黄绿各1只）、急停按钮1只		1	块
11	触摸屏	TPC7032KT		1	套
12	井式上料机构	主要组成：竖式料筒，推料气缸CDJ2B10×60-LB，物料检测传感器部件E3F-D，安装支架平台,材料检测装置部件等		1	套	独立运行及同其他模块联机运行
13	多刀位加工中心	主要组成：步进电机57BYGH3230刀塔，多刀位选择，ZGA25PR37/DC24V直流电机模拟冲头,相应的传感器LJ12A3、E3F-D等，电磁阀4V120-06-DC24V组件等		1	套	独立运行及同其他模块联机运行
14	自动装配机构	主要组成：井式供料机构，送料单元推料气缸CDJ2B10×60-LB等		1	套	独立运行及同其他模块联机运行
15	气动搬运机械手	主要组成：真空机械手吸盘PAFS×15、曲线运动传动组件和接线端口等部件		1	套	独立运行及同其他模块联机运行
16	皮带输送线	主要组成：传送带机构、三相交流异步电机2IK-10GN-S3/2GN30K动力单元		1	套	独立运行及同其他模块联机运行
17	检测单元	主要组成：电感式传感器，电容式传感器，色标传感器，材料检测装置部件
18	智能分拣	主要组成：抓取机械手装置MHZ2-16D，同步带机构，伺服系统，伺服电机动力单元，分拣气动组件，传感器检测单元， YGBC60位置标尺等		1	套	独立运行及同其他模块联机运行
19	工件	含大40mm小29mm黑色、白色尼龙工件及喷砂铝制金属小物块		1	套	通用件
20	PU气管	Ф4/Ф6橙色和黑色若干		1	套
21	气动接头	气动快插式三通接头EPE6		1	只
22	PLC编程电缆	SC-90电缆		3	根
23	配套工具	工具箱：十字长柄螺丝刀、中、小号一字螺丝刀，中、小号十字螺丝刀，剥线钳，尖嘴钳，电烙铁，活动扳手，内六角扳手，剪刀，电笔		1	套
24	空气压缩机	600W		1	套
25	电脑桌	600mm*500mm*1000mm（桌面离地800mm）		1	台
26	配套资料	实训指导书、光盘		1	套