机电一体化技术实训室,机电一体化技术实训室建设方案
2022-08-30 08:47机电一体化技术实训室配套机电一体化实训装置，该装置由井式供料单元、物料传送单元、检测单元、分拣单元、加工单元、装配单元、机械手行走搬运单元、仓储单元、工业控制网络单元等组成。该装置可真实再现工业自动生产线中的供料、检测、搬运、加工、装配、输送、分拣过程。机电一体化技术实训室涵盖气动技术、传感器检测技术、直流电机驱动技术、步进电机驱动技术、伺服电机驱动技术、触摸屏应用技术、上位机监控技术、工业网络通讯技术、变频调速技术、PLC控制技术、系统故障检测技术、机械结构与系统安装调试技术、人机接口技术、运动控制技术、过程控制技术等，同时还能进行团队精神、合作精神、组织能力的培养等训练。
目前承担维修电工四级（中级）、三级（高级）、二级（技师）职业技能训练课程，还承担高等职业院校、中等职业院校和技工学校教师专业技能培训，以及企业事业单位员工维修电工职业技能培训。
该实训室主要采用机电一体化实训装置，主要完成机电一体化技术综合技能的训练。
一、机电一体化技术实训室,机电一体化技术实训室建设方案,机电一体化综合系统实训装置主要的实训项目有：
1. 供料单元：
1）供料井控制 2）霍尔磁性开关的装调
3）对射型传感器的应用 4）气动组件的应用与装调
2. 分拣单元：
1）反射性传感器的应用 2）电容传感器的应用
3）电感传感器的应用 4）颜色传感器的应用
5）变频器参数设置实训 6）变频器调速控制实训
3. 搬运单元：
1）机械手运动控制 2）直流电机运动控制
3）步进电机运动控制
4）交流伺服电机运动控制 5）脉冲定位控制应用
4. 加工单元、装配单元：
1）气动组件的应用与装调 2）霍尔磁性开关的装调
3）对射型传感器的应用
5. 仓储单元：
1）仓位开关控制与应用 2）脉冲定位控制应用
3）出入仓管理程序的应用 4）货仓分配管理应用
6. 人机界面单元：
1）触摸屏控制 2）数据汇总及查询实训
3）上位机监控技术
7. 工业网络通讯技术：
1）PPI、MPI通信控制 2）ProfiBus、ProfiNet总线控制
8. 机械结构与系统安装调试技术
9. 运动控制技术与过程控制技术
二、机电一体化技术实训室,机电一体化技术实训室建设方案,机电一体化综合系统实训装置实验室主要的配置设备：
MYN-236C 机电一体化综合系统实训装置
一）技术参数：
1、工作电源：三相五线 380V±5％ 50Hz
2、安全保护：漏电保护（动作电流≤30mA），过流保护，熔断器保护
3、接线方式：半集中/开发双型接线
4、额定功率：0.8 Kw
5、环境温度：－10℃ ～40 ℃
6、相对湿度：≤90%(25 ℃)
7、外形尺寸：1600×925×1050mm
8、变 频 器：三菱FR-E740-0.75KW
9、P L C：三菱FX2N-48MT
10、步进电机：24VDC 9级细分 2A
11、PLC扩展模块： FX0N-3A
12、触 摸 屏：三菱GT1155-QSBD-C
13、单片机模块：伟福SP-51
14、电机控制单元：220/380V 双向控制 1：50减速箱
15、气动元器件：原装SMC或亚德客
16、设备重量：100kg
二）产品结构：
1、实验桌：采用优质钢板做骨架，经过机械加工成型，外表面喷涂彩色环氧聚塑，整机既坚固耐用，又美观大方。可以内嵌入计算机系统，并配备可隐藏式书桌，既能做实操平台又能做编程工位还能进行理论教学。桌下前柜内存放执行模型电脑机箱等，后柜可用于存储实训模块，抽屉内具有工具箱模具，便于存放工具、万用表、导线、实验指导书等，方便实训室管理。
桌面部分：采用20mm铝型材拼接式设计，铝型材表面平均分布T型槽，学员可以利用T型槽轻松布局和安装执行机构零件，方便实训操作。
实训模块：外壳采用优质钢板加工而成，表面进行静电喷塑处理。面板采用优质纯铝板加工，进行化学蚀刻彩色处理，面板图文字符采用现代喷描技术处理，使面板标识清晰且经久耐用。设置的电路美观整齐、科学规范。统一的尺寸规格，使得所有挂箱均可随意更换，操作方便。
2、实训模块具有两种接线模式，可以开放单独对实训单元的IO进行连接，也可以统一分配地址，减少接线所耽误的时间。
实训单元: 共包括上料站、搬运站、分拣站和仓储站，采用优质铝材或异型材做框架，原装SMC或欧姆龙元器件做电控检测部分，每个站与站之间可自由组合搭配，形成不同的控制模式，方便教师设置课题。如（按物料流动顺序）：课题一、上料单元→搬运单元→分拣单元→仓储单元，课题二、仓储单元→搬运单元→分拣单元，课题三、上料单元→仓储单元→搬运单元等等，可以任意组合，灵活多变。每个实训单元都配有特制的底座，底座上集成执行单元机构、电磁气动阀、传感器保护电路等装置，实训方便接线简便可靠。
三）装置优点：
1、设备采用了全钢制结构，计算机嵌入式设计，既符合编程又方便机械装调，突出了实训设备一体化的特点，增强了实训室的整体效果，便于日常管理；
2、集成了多种控制方式，实训机构可以通过PLC控制、单片机控制和电子线路控制，真正做到任务引领的方式将多专业知识有机融于一体；
3、模块化设计，兼容多种型号的PLC、变频器等工控装置，实现因地制宜的多元化教学，可针对不同的教材与教学大纲开展实训项目；
4、不拘一格的运动实训单元设计，运动实训单元包括上料单元、搬运单元、分拣单元和仓储单元，几个单元之间位置可以互换，不拘于一种组合方式，物料流动形式具有多向性，全方位激发学员的创新思维；
5、多种驱动方式，本套设备集成了多种类型的电机，均可对同一负载进行驱动，如分拣机可以用三相异步电机通过变频器带动，也可以通过直流电机、步进电机或者伺服电机带动，自由更换，训练与考核学员综合运用能力。
四）实验项目：
1、送料单元：
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1、气动组件的应用与装调 2、霍尔磁性开关的装调 3、对射型传感器的应用 |
4、汇流板式电磁阀的控制应用 5、重力填充式机构的安装与调试 6、反射型传感器定位应用 |
2、搬运单元：
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1、气动组件的应用与装调 2、霍尔磁性开关的装调 3、三轴运动机械手控制 4、机械手单周期运动控制 |
5、机械手连续运动控制 6、机械手步进运动控制 7、机械手手动/自动控制 8、机械手录制控制 |
3、分拣单元：
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1、气动组件的应用与装调 2、变频器基本参数设置实训 3、变频器PU操作实训 4、变频器外部控制实训 5、变频器点动调试实训 6、变频器无极调速实训 7、变频器多段速度控制实训 |
8、变频器自定义端子实训 9、反射性传感器的应用 10、材质传感器的应用 11、霍尔传感器的应用 12、电机控制传送带运行实训 13、步进系统控制传送带运行实训 14、分类记录管理 |
4、仓储单元：
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1、气动组件的应用与装调 2、丝杆传动系统装调与应用 3、出入仓管理程序的应用 4、货仓分配管理应用 |
5、仓库统计与分类管理 6、脉冲定位控制应用 7、步进系统控制与应用 8、仓位开关控制与应用 |
5、人机界面单元：
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1、窗口切换 2、界面制作 3、数据输入 4、PLC寄存器连接 5、流动文字 |
6、界面总控实训 7、手动自动控制 8、数据汇总及管理实训 9、数据查询及更改实训 |
B、MYN-236H 自动生产线实训考核装置
一）装置构成：实训装置由铝合金导轨式实训台、典型的机电一体化设备的机械部件、PLC模块、变频器模块、按钮模块、电源模块、模拟生产设备实训模块、接线端子排和各种传感器、计算机等组成。整体结构采用开放式和拆装式，实训装置用于机械部件组装，可根据现有的机械部件组装生产设备，也可添加机械部件组装其他生产设备，使整个装置能够灵活的按教学或竞赛要求组装具有生产功能的机电一体化设备。模块采用标准结构和抽屉式模块放置架，互换性强；按具有生产性功能和整合学习功能的原则确定模块内容，使教学或竞赛时可方便的选择需要的模块。设备需完全符合电工电子全国职业技能大赛所要求，同时还要求具有可拓展功能，可以组成更加大型的生产模拟系统，以配合各个用户学校不同层次，不同专业的教学及培训要求。
二）技术参数：
1. 交流电源：三相五线 AC 380V±10% 50 Hz；
2. 温度：-10～40 ℃；环境湿度：≤90%（25℃）；
3. 外形尺寸：长×宽×高=1200×800×1500 mm；
4. 整机功耗：≤1.5 kW；
5. 安全保护措施：具有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的国家标准。采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实验导线。
三）设备结构：
实训装置台架为铝合金导轨式，实训考核装置PLC模块的I/O 端子、变频器的接线端子、各常用模块与PLC的连接端子，均与安全插座连接，使用带安全插头的导线进行电路连接；各指令开关、光电开关、传感器和指示元件的电路，则通过端子排进行连接。插拔线连接电路与端子牌连接电路相结合，既保证学生基本技能的训练、形成和巩固，又保证电路连接的快速、安全和可靠。
1、铝合金导轨式实训台：可以安装送料机构、机械手、传输分拣机构。实训模块及PLC主机等可以放置在拉出式的支架上。
2、触摸屏模块：模块材料要求：高强度塑料外壳、重量轻，面板是铝塑板，图案、文字符号采用进口油墨丝印。
3、PLC模块及变频器模块：PLC 40点以上IO三菱；变频器：三菱；模块材料要求：高强度塑料外壳、重量轻，面板是铝塑板，图案、文字符号采用进口油墨丝印。
4、电源模块：三相电源总开关（带漏电和短路保护）1个，熔断器3只，单相电源插座2个，安全插座5个；
按钮模块：24 V/6 A、12 V/2 A各一组；急停按钮1只，转换开关2只，蜂鸣器1只，复位按钮黄、绿、红各1只，自锁按钮黄、绿、红各1只，24V指示灯黄、绿、红各2只；
5、一体化接线排：接线排壳体上两侧相对设置有一初级接线区（接线端子）和一次级接线区（安全插座）；接线端子与对应的安全插座通过导电弹性件连接；接线排壳体边缘卷折，设有固定用的螺孔，可以固定在实训桌上。
6、井式上料机构：井式工件库1件，物料推出机构1件，光电传感器2只，磁性开关2只，单缸气缸1只，单控电磁阀1只，警示灯1只，主要完成将工件库中的工件依次推出。气缸及附属传感器选用SMC。
7、气动机械手装置：四自由度气动机械手，气缸及附属传感器选用SMC；整个搬运机构能完成四个自由度动作，手臂伸缩、手臂旋转、手爪上下、手爪松紧。气缸及附属传感器选用SMC。
8、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。
9、物件包装机构：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、光电传感器磁性开关、电磁阀（日本SMC）、直流减速电机、支架、机械零部件构成。
10、物料分拣装置：传送带通过三相异步电动机驱动，在传送带端点处设计有落料口，通过光电传感器检测物料；传送带上装有三个出料槽，对应位置有电感传感器、光纤传感器等，同时正对料槽位置装有推料气缸，共计三个气缸。传送带采用可拆卸的铝合金支架。气缸及附属传感器选用SMC。
四）实训内容：
1、气动系统的安装与调试项目：
选用该装置配置的单出杆气缸、单出双杆气缸、旋转气缸等气动执行元件和单控电磁换向阀、双控电磁换向阀和磁性开关等气动控制元件，可完成下列气动技术的工作任务：
项目一 气动方向控制回路的安装；
项目二 气动速度控制回路的安装；
项目三 摆动控制回路的安装；
项目四 气动顺序控制回路的安装；
项目五 气动机械手装置的安装；
项目六 气动系统安装与调试；
2、电气控制电路的安装和PLC程序编写项目：
选用该装置配置的PLC模块、变频器模块和指令开关、传感器等，可完成下列PLC应用技术工作任务：
项目七 电动机正反转控制电路的连接与控制程序编写；
项目八 电动机调速控制电路的连接与控制程序编写；
项目九 气动方向控制程序编写；
项目十 气动顺序动作控制程序编写；
项目十一 气动机械手控制程序编写；
项目十二 皮带输送机控制程序编写；
项目十三 机电一体化设备控制程序编写；
项目十四 自动生产线控制程序编写。
3、机电设备安装与调试项目
选用该装置配置的机电一体化设备部件、PLC模块、变频器模块和指令开关、传感器等，可完成下列机电设备安装和机电一体化技术的工作任务：
项目十五 传动装置同轴度的调整；
项目十六 皮带输送机的安装与调整；
项目十七 搬运机械手设备安装与调试；
项目十八 物件分拣设备的安装与调试；
项目十九 送料设备的安装与调试；
项目二十 自动生产线设备安装与调试。
4、自动控制系统安装与调试项目
选用该装置配置的机电一体化设备部件、PLC模块、变频器模块和指令开关、传感器等，可完成下列机电设备安装和机电一体化技术的工作任务：
项目二十一 多种传感器的安装与调试；
项目二十二 机械手的自动控制；
项目二十三 皮带输送机的自动控制；
项目二十四 机电一体化设备的自动控制；
项目二十五 PLC控制系统的安装与调试；
项目二十六 自动生产线的安装与调试。
5、PLC工业通讯网络的安装及调试
系统选用三菱PLC主控制器，配合FX1N-485BD网络模块，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：
项目二十七N:N网络的硬件连接、调试
项目二十八N:N网络参数设置、调试
项目二十九基于多台PLC的复杂网络数据读写程序编写与调试
三、机电一体化技术实训室,机电一体化技术实训室建设方案,机电一体化综合系统实训装置实验室建设的总结：
