自动生产线拆装与调试实训装置

一、 产品概述

本系统是一种最为典型的机电与自动化产品，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、电气自动化等相关专业的教学和培训。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。 该系统由六部分组成，分别为：供料机构、搬运机构、加工与检测机构、搬运分拣机构、装配机构、成品分拣机构，完成工件上料、搬运、加工、检测、输送、装配、分拣等功能。涵盖了自动化类中机电一体化和电气自动化专业中所涉及的PLC控制、变频调速、传感检测、气动、步进电机驱动与调速、机械结构安装与系统调试等内容。通过基于该实训系统的使用、训练和培训，能充分锻炼操作者团队协作能力、计划组织能力、自动线安装与调试能力、工程实施能力、职业素养、交流沟通能力、效率、成本和安全意识，引导高职院校自动控制类专业教学改革发展方向，促进工学结合人才培养模式改革与创新，培养可持续发展的满足企业需求的自动化控制高技能人才。

二、 产品特点

1. 该装置融机械部件安装与调试、气动系统的安装与调试、电气控制电路的安装和PLC编程、机电设备安装与调试、自动控制系统安装与调试于一体，满足实训教学、工程培训及职业竞赛的需要； 2. 该实训考核装置PLC模块I/O端子、变频器接线端子、各常用模块接线端子，均采用安全型插座，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通过端子排进行连接。插拔线连接电路与端子排连接电路相结合，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。

三、 技术性能

1. 输入电源：三相四线（或三相五线）～380V±10% 50Hz

2. 工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度≤85%（25℃）海拔＜4000m

3. 装置容量：＜1.5kVA

4. 外形尺寸：2400mm×800mm×1500mm

5. 安全保护：具有漏电压、漏电流保护，安全符合国家标准

四、 实训内容

（一） 实训项目

1. 传感器应用技术实训 该系统所使用的传感器数量达四十多个，有电容式的、电感式的、光电式以及电磁式的，每一个都有着各自的特性、发挥着不同的作用，使系统得以可靠工作。学员可通过了解工作中各类传感器的工作特性来加强对这些传感器的感性认识，再结合拆装式技能实训，可使学员快速掌握所学知识。

2. 气动应用技术实训 该装置上使用了大量的SMC气动元件，包括多种电控气动阀、多种气动缸、气动夹爪、真空吸盘、真空发生器、过滤减速阀等。在学习这些气动元件时，我们不但可以单独学习每一种分离元件，而且还可以在学习时了解各种气动元件之间以及气动元件与其它元件之间是如何配合起来进行协调工作的。

3. PLC 编程实训 自动线中六个机构由两套PLC控制器单独控制，这使得自动化生产教学系统可以分成若干完全独立的工作机构，使十几个学生可以同时进行学习，而且每个学员都有动手的机会。在该设备上学员不但可以学习PLC的各种技术，而且可以学习综合科技环境下PLC的多种应用。为灵活学习和掌握PLC的各方面知识提供了条件。

4. 电气控制电路实训 自动化教学培训系统六个工作机构其电控部分全部按照工业标准和习惯进行设计，并且以附件方式提供全部设计图纸和说明书。学员在该设备上可学习电路原理图分析、PLC各I/O地址查对和设备电路连线方法。

5. 机械系统安装与调试实训 自动化生产教学系统上的六个工作机构可让各组学员将机械部分全部的或部分的拆去，再按要求将其重新组装，并且调试至系统可正常、可靠地工作。这对提高在校学生动手能力有极大帮助。

6. 系统维护和故障检测技术实训 设备日常维护的内容和方法，以及系统常见故障分析、排除的方法。

（二） 工作任务

1. 自动线机构安装 提供的设备功能部件和元器件装配工业自动生产线； （1） 供料机构的安装与调整 （2） 搬运机构安装与调整 （3） 加工机构安装与调整 （4） 搬运分拣机构安装与调整 （5） 装配机构安装与调整 （6） 成品分拣机构安装与调整 （7） 自动生产线设备系统安装与调整

2. 气动系统的安装与调试 通过配置的气缸、电磁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； （1） 气动方向控制回路的安装 （2） 气动速度控制回路的安装 （3） 摆动控制回路的安装 （4） 气动顺序控制回路的安装 （5） 气动机械手装置的安装 （6） 气动系统安装与调试

3. 电气控制电路的安装和PLC编程 通过配置的PLC、变频器、步进电机、指令开关和传感器等，可完成下列PLC应用技术工作任务； （1） 电动机正反转控制电路的连接与程序编写 （2） 电动机变频调速控制电路的连接与控制程序编写 （3） 步进电机驱动电路的连接与程序编写 （4） 气动方向控制程序编写 （5） 气动顺序动作控制程序编写 （6） 气动机械手控制程序编写 （7） 自动生产线控制程序编写

4. 自动控制系统安装与调试 通过配置的供料机构、搬运机构、加工与检测机构、搬运分拣机构、装配机构、成品分拣机构，可进行机构重组，完成自动生产线的安装、接线、编程、调试；

五、 系统配置

该系统由型材实训台、供料机构、搬运机构、加工与检测机构、搬运分拣机构、装配机构、成品分拣机构、电源模块、按钮模块、PLC模块、变频器模块、步进模块、各种传感器、警示灯、电磁阀和I/O接口板等组成，完成工件上料、检测、搬运、输送、加工、装配、分拣等功能。整体结构采用开放式和拆装式设计，学生可以对各零件、部件、单元、直至整体机构进行零部件拆装、调试、运行。

表1：基本配置表

序号 名称 规格 数量 单位 备注

工作台 1200mm×800mm×800mm 2 张 PLC模块 松西门子、三菱 2 台 三种品牌选配，详见表2 变频器模块 西门子、三菱 1 台 步进模块 1 台 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、单相三极电源插座2个、安全插座5只。 2 块 按钮模块 开关电源（24V/6A、12V/5A）各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。 2 块 供料机构 井式工件库1只、工件锁紧定位装置、步进电机及驱动器各一只（三相/5A）、工件推出直线气缸1只、调压过滤器1只、电磁阀1只、磁性开关1只、光电传感器1个、电感传感器1个、极限开关2个、安装支架2个。 1 套 工件库、工件推出、直线移动装置、 搬运机构 机械手安装基架1只、摆台（旋转气缸）1只、双导杆气缸（薄型气缸）1只、单出杆气缸1只、气动手指1只、调压过滤器1只、行程开关2只、磁性开关5只、电磁阀4只。 1 套 工件取送装置 加工与检测机构 直流减速电机4只、步进电机及驱动器各一只（三相/5A）、、加工刀具库（3种刀具）、平面推力轴承1个、工件移位装置1台、双导杆气缸（薄型气缸）1只、单出杆直线气缸1只、工件夹紧气缸1只、调压过滤器1只、电感式传感器2只、光电传感器2只、磁性开关4只、极限开关2个、安装支架3只。 1 套 工件加工、检测装置 搬运分拣机构 工件搬运装置1台、气动手指1只、单出杆直线气缸1只、薄型气缸2只、磁性开关7只、电磁阀4只。 1 套 工件搬运装置 装配 机构 装配工件库1只、单出杆直线气缸1只、工件搬运装置（真空吸盘）1只、调压过滤器1只、磁性开关3只、电磁阀2只、摆动同步带轮各1只。 1 套 装配工件库、装配工件搬运装置 成品分拣 机构 输送带底座1只、皮带输送线1条、输送轮2只、光电传感器1只、光纤传感器1只、对射传感器1只、三相异步电动机1台、成品分拣料槽3只单出杆气缸3只、旋转气缸1只、磁性开关5只。 1 套 皮带输送线、成品分拣装置 接线端子排 接线端子排及安全型插座 2 套 工件 Ф38白色工件 10 只 Ф38黑色工件 10 只 Ф28白色工件 10 只 Ф18黑色工件 10 只 Ф38白色废料 2 只 Ф38黑色废料 2 只 物料盒 蓝色物料盒 1 只 电源线 单相三芯电源线 4 根 安全型导线 3#安全型导线 250 根 4#安全型导线 9 根 3#-4#安全型导线 3 根 导线架 滑轮式，可自由移动 1 个 PU气管 Ф6、橙色 10 米 Ф4、橙色 5 米 Ф4、黑色 5 米 PLC编程 电缆 西门子、三菱 1 根 PLC编程 软件 西门子、三菱 1 套 DEMO版 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 配套光盘 使用手册、程序等 1 套 导线架 SY-JD20 1 个 型材电脑桌 SY-JD21 1 台 计算机 品牌机 1 台 学校自备 空气压缩机 0.6～0.8MPa 1 台 静音 气动接头 气动快插式三通接头EPE6 5 只

表2：PLC及变频器选配表（二选一）

序号 名称 型号及规格 数量 备注

1 西门子PLC主机 CPU226CN(AC/DC/继电器)+EM222CN 1台 CPU226CN(DC/DC/晶体管)+EM222CN 1台 西门子变频器 MM420,三相AC380V输入,0.75KW 1台 2 三菱PLC主机 FX2N-48MR(继电器输出) 1台 FX2N-48MT(晶体管输出) 1台 三菱变频器 FR-E740，三相AC380V输入，0.75KW 1台