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TW-ZSX02自動生產線拆裝與調試實訓裝置

一、系統介紹：

      本裝置是一種最為典型的機電一體化產品，是為職業院校、職業教育培訓機構而研製的，它適合機電一體、自動化等相關專業的教學和培訓。該裝置採用型材結構，其上安裝有井式供料、切削加工、多工位裝配、氣動機械手搬運、皮帶傳送分揀等工作站及相應的電源模塊、按鈕模塊、PLC模塊、變頻器及交流電機模塊、步進電機驅動模塊、伺服電機驅動模塊和各種工業傳感器等控制檢測單元。在接近工業生產製造現場基礎上，強化自動化生產線的安裝與調試能力。

二、系統特點：

      實訓裝置貼近工業現場要求，是典型的自動生產線，設備從選材、工藝、流程、結構、控制等各方面應從實際工業現場出發，考慮工學結合要求，融合機械、電氣、氣動、傳感器、交流電機變頻調速、步進電機驅動控制、伺服電機驅動控制、PLC控制及工業通信網絡等多種技術，能開展任務驅動的項目教學法，採用PLC工業網絡通信技術實現系統聯動，能真實再現工業自動生產線中的供料、檢測、搬運、切削加工、裝配、輸送、分揀過程。

      整體結構採用開放式和拆裝式，具有明顯的動手拆裝實訓功能，可以拆裝到各零部件及每顆細小的螺絲，能很好的服務于項目實訓教學；能根據不同的任務進行更換組合模塊，具有很強的可重組性，使教學或競賽時可方便的選擇需要的模塊。

系統用於考核或技能競賽時，可考察的職業能力有：

1、機械零部件的裝配與調整能力

2、機電設備的安裝與調試能力

3、工業現場控制系統電路安裝接線能力

4、氣動控制系統的安裝與調試能力

5、機電一體化設備的控製程序的編寫能力

6、自動控制系統的安裝與調試能力

7、PLC工業現場總線網絡的安裝、編程與調試能力

三、技術性能

1、輸入電源：三相四線（或三相五線）～380V±10%  50Hz

2、工作環境：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：1980mm×1040mm×1300mm（不包括電腦桌）

5、安全保護：具有漏電壓、漏電流保護，安全符合國家標準

四、系統組成

1、供料站：

    主要由井式工件庫、推料氣缸、物料台、光電傳感器、磁性開關、電磁閥、支架、機械零部件構成。

    工作過程描述：系統啟動后，推料氣缸推出，把工件庫中底層的工件推至物料臺上。工件到位傳感器檢測到工件到位后，推料氣缸縮回。搬運機械手伸出並抓取該工件，並將其運送至切削加工站。

2、加工站：（切削中心）

    主要由物料台、物料夾緊裝置、龍門式二維運動裝置、主軸電機、刀具以及相應的傳感器、磁性開關、電磁閥、步進電機及驅動器、主軸電機、滾珠絲杆副、支架、機械零部件構成。

    工作過程描述：該站主要完成對工件的切削加工。當搬運站機械手把工件運送到該站物料臺上，且光電傳感器檢測到工件后，機械手指夾緊工件，二維運動裝置絲杆開始動作，主軸電機啟動，切削加工完成后，主軸電機停止，二維運動裝置絲杆帶動主軸回零點，物料台重新伸出，到位后，機械手指鬆開，由搬運站機械手伸出並夾緊工件，將其運送至裝配站。

3、裝配站（三工位）

    主要由井式供料單元、三工位旋轉民作台、平面軸承、沖壓裝配單元、光電傳感器、電感傳感器、磁性開關、電磁閥、交流伺服電機及驅動器、支架、機械零部件構成。

    工作過程描述：該站主要完成大小工件的緊合裝配過程。當搬運站氣動機械手把工件運送到裝配站旋轉工作臺上后，旋轉工作台順時針旋轉，將工件旋轉到井式供料單元下方，井式供料單元頂料氣缸伸出頂住倒數第二個工件；擋料氣缸縮回，工件庫中底層的工件落到待裝配工件上，擋料氣缸伸出到位，頂料氣缸縮回物料落到工件庫底層，同時旋轉工作台順時針旋轉，將工件旋轉到沖壓裝配單元下方，沖壓氣缸下壓，完成工件緊合裝配后，氣缸回到原位，旋轉工作台順時針旋轉到待搬運位置后，搬運站氣動機械手伸出並抓取該工件，並將其運送往物料分揀站。

4、分揀站：

    主要由傳送帶、變頻器、三相交流減速電機、旋轉氣缸、磁性開關、電磁閥、調壓過濾器、光電傳感器、光纖傳感器、對射傳感器、計數器、支架、機械零部件構成。

    工作過程描述：該站主要完成對上站傳送至本站的裝配完畢的工件進行分揀。系統入料口光電傳感器檢測到有工件，變頻器啟動並帶動傳送帶運動，將工件送入分揀區，通過旋轉氣缸將白色工件推入1號料槽、黑色工件導入2號料槽，當對射傳感器檢測到有物料入槽、傳輸皮帶停止工作，等待下一個工件，同時計數器記錄工件入庫個數。

5、搬運站：

    主要由直線電機驅動器、直線導軌、四自由度搬運機械手、定位開關、行程開關、支架、機械零部件構成。

    工作過程描述：該站主要完成向各個工作站輸送工件。系統復位先回原點，當到達原點位置后，系統啟動，井式供料站養料到物料台后，光電傳感器檢測到有工件時，搬運機械手伸出將工件搬運到切削加工站物料臺上，等加工站加工完畢后，再將工件送到三位裝配站完成兩種不同工件裝配，最後將兩種工件成品送到分揀站分揀入庫。

五、系統配置清單

表一：基本配置表(標配西門子系統)

 

序號	名稱	規格	數量	單位	備註
1	工作台	1980mm×960mm×800mm	1	張
2	PLC模塊	西門子CPU222(AC/DC/RLY)	2	台	8DI/600
		西門子CPU224(DC/DC/DC)	2	台	14DI/10D0
		西門子CPU226(DC/DC/DC)	1	台	24DI/16D0
3	變頻器模塊	西門子MM420 功率≥0.75KW	1	台
4	電源模塊	三相電源總開關(帶漏電和短路保護)1個、熔斷器4只、單相三極電源插座4個、安全插座7只，DC24 5A電源	1	塊
5	按鈕模塊	開關電源24V/6A 1組、轉換開關2只、復位按鈕(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	1	塊
6	步進電機驅動模塊	由步進電機驅動器、指示燈、開關電源組成	1	套
7	伺服電機驅動模塊	由交流伺服電機、伺服電機驅動器組成	1	套
8	觸摸屏模塊	崑崙通態  7英吋	1	套
9	供料機構	主要由井式工件庫、推料氣缸、物料台、光電傳感器、磁性開關、電磁閥、支架、機械零部件構成	1	套
10	加工機構	主要由物料台、物料夾緊裝置、龍門式二維運動裝置、主軸電機、刀具以及相應的傳感器、磁性開關、電磁閥、步進電機及驅動器、主軸電機、滾珠絲杆副、支架、機械零部件構成	1	套
11	裝配機構	主要由井式供料單元、三工位旋轉工作台、平面軸承、沖壓裝配單元、光電傳感器、磁性開關、電磁閥、交流伺服電機及驅動器、支架、機械零部件構成	1	套
12	分揀機構	主要由傳送帶、變頻器、三相交流減速電機、旋轉氣缸、磁性開關、電磁閥、調壓過濾器、光電傳感器、光纖傳感器、對射傳感器、計數器、支架、機械零部件構成	1	套
13	搬運機構	主要由直線電機驅動器、直線導軌、四自由度搬運機械手、定位開關、行程開關、支架、機械零部件構成	1	套
14	接線端子板	接線端子排及安全型插座	1	套
15	工件	含大小黑白工件	1	套
16	電源線	單相三芯電源線	4	根
17	實訓導線	強電、弱電連接導線	1	套
18	PU氣管	Φ4/Φ6若干	1	套
19	氣動接頭	氣動快插式三通接頭EPE6	5	只
20	PLC編程電纜	PC/PPI	2	根
21	配套光盤	PLC編程軟件(DEMO版)、使用手冊、程序等	1	套
22	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、鐘錶螺絲刀，剝線鉗，尖嘴鉗，剪刀，電烙鐵，驗電筆，鑷子，活動扳手，內六角扳手(8把)	1	套
23	挂線架	TH-JD20	1	個
24	型材電腦桌	TH-JD21	1	張
25	靜音氣泵	0.4~0.8MPa	1	台
26	計算機	品牌機	1	台	用戶自配

表2：PLC及變頻器選配表(用戶可根據需要進行選配)

 

三菱：

序號	名稱	型號規格	數量
1	三菱PLC	FX2N-16MR 8路數字量輸入/8路繼電器輸出	2只
2	三菱PLC	FX2N-16MT 8路數字量輸如/8路晶體管輸出	1只
3	三菱PLC	FX2N-48MT 24路數字量輸入/25路晶體管輸出	2只
4	三菱通信模塊	FX2N-485BD	5只
5	三菱變頻器	FR-E740 功率≥0.75kw	1只

六、實訓項目

（一）氣動控制迴路安裝與調試

    該配置配有多種類型的氣缸、電磁閥，磁性開關，如：單出杆氣缸、單出雙杆氣缸、旋轉氣缸等氣動執行元件、單控電磁閥、雙控電磁閥和磁性開關等，基於這些氣動控制元件，可完成下列氣動技術的安裝調試訓練任務：

1、氣動方向控制迴路的安裝與調試

2、氣動速度控制迴路的安裝與調試

3、氣動旋轉控制迴路的安裝與調試

4、氣動順序控制迴路的安裝與調試

5、氣動機械手裝置的安裝與調試

6、氣動系統的安裝與調試

（二）電氣控制電路的安裝和PLC程序編寫

    該裝置配有西門子S7-200主機模塊、MM420變頻器模塊、伺服電機驅動模塊、步進電機驅動模塊和各種傳感器等，基於這些模塊，可完成下列PLC應用技術訓練任務：

1、異步電機控制電路的連接與控製程序編寫

2、異步電機調速控制電路的連接與控製程序編寫

3、步進電機控制電路的連接與控製程序編寫

4、交流伺服電機控制電路的連接與控製程序編寫

5、氣動方向控製程序編寫

6、氣動順序動作控製程序編寫

7、氣動機械手控製程序編寫

8、皮帶輸送控製程序編寫

9、自動生產線控製程序編寫

（三）PLC工業通訊網絡的安裝及調試

    本系統選用西門子S7-200PLC作為主控制器，其本身集成RS485通信口具備PPI網絡通信功能，基於本網絡通信功能，可完成下列工業現場總線通信技術訓練任務：

1、PPI網絡的硬件連接、調試

2、PPI網絡參數設置、調試

3、基於多臺西門子S7-200 PLC的複雜PPI網絡數據讀寫程序編寫與調試

（四）機電設備安裝與調試項目

    井式供料、切削加工、多工位裝配、氣動機械手搬運、皮帶傳送分揀等工作站及相應的電源模塊、按鈕模塊、PLC模塊、變頻器及交流電機模塊、步進電機驅動模塊、伺服電機驅動模塊和各種工業傳感器等控制檢測單元為硬件平台，可完成下列機電設備安裝和控制的訓練任務：

1、井式供料機構的安裝與調試

2、切削加工機構的安裝與調試

3、多工位裝配機構的安裝與調試

4、氣動機械手設備安裝與調試

5、輸送線設備安裝與調試

6、工件分揀機構的安裝與調試

7、自動生產線系統安裝與調試