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TW-233A型光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)考核裝置

一、概述

    光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)考核裝置囊括了機(jī)電一體化等專業(yè)學(xué)習(xí)中所涉及的機(jī)械、傳動(dòng)、氣動(dòng)、傳感器、編程控制、電氣控制、通訊等多種應(yīng)用技術(shù)，是專門為職業(yè)教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等而設(shè)計(jì)的典型的機(jī)電一體化培訓(xùn)產(chǎn)品，該產(chǎn)品適合于機(jī)械制造及其自動(dòng)化、機(jī)電一體化、機(jī)械電子工程、電氣工程及自動(dòng)化、自動(dòng)化工程、控制工程、測(cè)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等教學(xué)和培訓(xùn)。

    設(shè)備由一些典型機(jī)械部件和電氣控制部件組成，有PLC模塊、輸入按鈕模塊、電源模塊、變頻器模塊、接線面板模塊、機(jī)械部件模塊……等工作站構(gòu)成，是一個(gè)以現(xiàn)代工業(yè)現(xiàn)設(shè)備為原型的機(jī)電一體化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核裝置。整體結(jié)構(gòu)臺(tái)用拆裝開放式，用于電氣線路搭接、機(jī)械部件組裝等實(shí)訓(xùn)科目，可對(duì)現(xiàn)有的機(jī)械部件進(jìn)行組裝不相同的生產(chǎn)流程，也可對(duì)設(shè)備添加其它模塊進(jìn)行擴(kuò)展，模塊采用標(biāo)準(zhǔn)化接口具有很好的互換性，能夠靈活的適應(yīng)各種教學(xué)要求。

二、主要特點(diǎn)：

1.專業(yè)性：整個(gè)實(shí)訓(xùn)裝置囊括了機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)習(xí)中所涉及的諸如電機(jī)驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)、PLC（可編程控制器）、傳感器等多種技術(shù)，解決了學(xué)生不能在實(shí)際生產(chǎn)線上操作訓(xùn)練的問題，指導(dǎo)教師可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行從設(shè)計(jì)、組裝、編程、調(diào)試到檢查問題和維護(hù)等一系列課題的不同層次的教學(xué)培訓(xùn)；

2.靈活性：整個(gè)實(shí)訓(xùn)裝置模塊各自獨(dú)立，每一模塊有獨(dú)立控制，整體結(jié)構(gòu)臺(tái)用拆裝開放式，用于電氣線路搭接、機(jī)械部件組裝等實(shí)訓(xùn)科目，可以容納較多的學(xué)員同時(shí)學(xué)習(xí)；

3.開放性：該實(shí)驗(yàn)裝置PLC模塊I/O端子、變頻器的接線端子、各常用模塊與PLC的連接端子、傳感器、按鈕開關(guān)、指示燈元件等端子全部開放，均采用護(hù)套插座導(dǎo)線連接，可進(jìn)行電氣線路控制、電氣線路設(shè)計(jì)等內(nèi)容實(shí)訓(xùn)。

4.安全性：系統(tǒng)具有短路保護(hù)、急停保護(hù)、限位保護(hù)、智能保護(hù)等各種保護(hù)功能，可確保人身與設(shè)備安全；

5.模塊化概念：從不同的模塊到工作單元，從單獨(dú)的工作單元到整個(gè)系統(tǒng)，各工作單元之間具有柔性的組合方式。

三、功能模塊詳細(xì)說明

1、實(shí)訓(xùn)臺(tái)

    整體采用鋁合金制作，尺寸約為1200x800x800，所有工業(yè)鋁型材均采用表面亮麗氧化處理。電氣控制屏面板采用2mm厚全鋁制，表面經(jīng)氧化著色處理，永不掉色，線路及標(biāo)識(shí)清晰。

2、PLC系統(tǒng)

   采用三菱新款FX3U系列PLC 48點(diǎn)I/O繼電器輸出,所有PLC對(duì)應(yīng)端口引出于面板。

3、變頻器

   采用380V交流變頻器，三菱FR-E740系列、0.75KW，變頻器所有接線

端口引出到電氣面板上。

   4、觸摸屏

   昆侖通態(tài)，彩色7英寸、6500色、與PLC同步通訊，

   5、電氣面板模塊

   集成10路按鈕且所有按鈕觸點(diǎn)教引接到面板上、帶24V電源接口、指示燈、電源開關(guān)、急停按鈕、兩組直流繼電器、所有電氣元件觸點(diǎn)與線圈端子均引出到面板上。

   6、送料機(jī)構(gòu)

放料轉(zhuǎn)盤：轉(zhuǎn)盤中共放三種物料，一種金屬物料、一種黑色塑料物料、一種白色塑料物料。

物料滑槽：放料轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，物料互相推擠趨向入料口，物料則從入料口順著滑槽可以落到落料臺(tái)上。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)：電機(jī)采用24V直流減速電機(jī)，轉(zhuǎn)速10r/min轉(zhuǎn)矩30kg/cm；用于驅(qū)動(dòng)放料轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)。

物料檢測(cè)：物料檢測(cè)為光電漫反射型傳感器。主要為PLC提供一個(gè)輸入信號(hào)，如果有物料在落料臺(tái)上，則機(jī)械手開始動(dòng)作。如果運(yùn)行中，光電傳感器沒有檢測(cè)到物料并保持6秒鐘，則讓系統(tǒng)停機(jī)然后報(bào)警，紅色報(bào)警燈開始閃爍。

   7、機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)

整個(gè)搬運(yùn)機(jī)構(gòu)能完成四個(gè)自由度動(dòng)作：手臂伸縮、手臂旋轉(zhuǎn)、手爪上下、手爪緊松。

手爪提升氣缸：提升氣缸采用雙向電控氣閥控制，氣缸伸出縮回可任意定位。

磁性傳感器：用于檢測(cè)氣缸處于伸出或縮回位置。（注意：紅色線接“﹢”，黑色線接“-”）。

手      爪：抓緊或松開物料。

手爪傳感器：抓取物料由雙向電控氣閥控制，當(dāng)雙向電控氣閥得電，手爪夾緊，手爪傳感器有信號(hào)輸出，指示燈亮。雙向電控氣閥另一端通電，手爪松開。

旋轉(zhuǎn)氣缸：  控制機(jī)械手臂的左右轉(zhuǎn)，由雙向電控氣閥控制。

接近傳感器：機(jī)械手臂左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)到位的檢測(cè)。當(dāng)左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)到位后，接近傳感器輸出信號(hào)。（注意：棕色線接“﹢”，藍(lán)線色接“-”、黑色線接輸出）。

雙桿氣缸：  機(jī)械手臂伸出、縮回，由雙向電控氣閥控制。氣缸上裝有兩個(gè)磁性傳感器，檢測(cè)氣缸伸出或縮回位置（注意：紅色線接“﹢”，黑色線接“-”）。

緩 沖 器：  旋轉(zhuǎn)氣缸高速左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)到位時(shí)，起緩沖減速作用，以保持氣缸平穩(wěn)到位。

一體化實(shí)訓(xùn)設(shè)備

整體要求;

該套系統(tǒng)要求基于《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域急需緊缺專門人才及創(chuàng)新型科技人才的培養(yǎng)要求，依據(jù)國(guó)家相關(guān)職業(yè)工種培養(yǎng)及鑒定標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合中國(guó)當(dāng)前制造業(yè)的崗位需求，并接軌世界技能競(jìng)賽（World skills）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程要求。該套系統(tǒng)由要求“工作站”(Working Station）形式綜合體現(xiàn)。

“工作站”可以模塊方式自由組合，形成多種模式，操作者不但在實(shí)習(xí)、工作中培養(yǎng)、訓(xùn)練了機(jī)械裝調(diào)、電氣管路連接、程序設(shè)計(jì)、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用、傳感器應(yīng)用、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、檢修排故、觸摸屏組態(tài)、伺服、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)控制等機(jī)電專業(yè)技能。

一，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要求：

每個(gè)獨(dú)立的單元由實(shí)訓(xùn)桌、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及掛板構(gòu)成。每套設(shè)備除配獨(dú)立的單元外，還配裝配桌、工具柜、電腦桌等。

實(shí)訓(xùn)桌：采用冷軋鋼板折彎焊接，表面靜電噴塑，防火、防水、防腐蝕。實(shí)訓(xùn)桌下方裝有四個(gè)萬(wàn)向輪和四個(gè)可調(diào)腳，萬(wàn)向輪移動(dòng)時(shí)用，可調(diào)腳固定時(shí)用。實(shí)訓(xùn)桌臺(tái)面是用鋁型材拼接而成，方便學(xué)生將工件在其上任意位置、任意方式地安裝，而不局限于在給定的孔位上按給定的方式安裝。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)：采用鋁板精加工后組裝而成，表面噴砂后陽(yáng)極氧化，既防腐蝕又美觀大方。

掛板：斜裝于實(shí)訓(xùn)桌正下方，可很方便地取、卸。掛板上裝有PLC、變頻器等電器元件，統(tǒng)一由電纜線及快速插頭與實(shí)訓(xùn)桌上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接。

裝配桌：有機(jī)械裝配桌和電氣裝配桌各一臺(tái)。均由臺(tái)身和臺(tái)面兩大部分組成。臺(tái)身用方管焊接噴塑后組裝連接，臺(tái)面用高密度中纖板，表面貼壓防火板，耐腐蝕、防靜電。整個(gè)裝配桌可隨意拆裝，方便運(yùn)輸安裝。

工具柜：用冷軋鋼板折彎焊接，表面靜電噴塑。工具柜有多個(gè)抽屜，可儲(chǔ)藏工具，下面裝4個(gè)萬(wàn)向輪，可推入工具柜的下方空隙處。

電腦桌：采用冷軋鋼板折彎焊接加中纖板臺(tái)面組裝而成。下面裝4個(gè)萬(wàn)向輪。

二、產(chǎn)品特點(diǎn)要求：

1．設(shè)備綜合運(yùn)用了工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)、PLC及特殊功能模塊技術(shù)、觸摸屏應(yīng)用技術(shù)、通信應(yīng)用技術(shù)、交流伺服應(yīng)用技術(shù)、交流變頻應(yīng)用技術(shù)、電力電子應(yīng)用技術(shù)、傳感器應(yīng)用技術(shù)、氣動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械調(diào)技術(shù)機(jī)電一體化高新技術(shù)的綜合應(yīng)用。

2. 通過模塊化的設(shè)計(jì)，每個(gè)單元可以單獨(dú)安裝、調(diào)試、運(yùn)行、教學(xué)、實(shí)訓(xùn)，學(xué)員可以從模塊化到整個(gè)單元、從單機(jī)到聯(lián)機(jī)、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜得學(xué)習(xí)各種機(jī)電一體化技術(shù)。

3.整個(gè)設(shè)備主體配置為5個(gè)單元，另有5個(gè)可選配置單元，通過不同單元配置形式可以得到6種不同功能設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)的教學(xué)內(nèi)容也會(huì)有所不同。用戶可以資金預(yù)算和教學(xué)要求選擇適合自己要求的配置，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備利用率的最大化。

三、產(chǎn)品配置與參數(shù)

額定電壓：AC380V ±10%

額定功率：3.3KW

環(huán)境濕度：≤90% 

安全保護(hù)功能：急停按鈕，漏電保護(hù)，過欠壓保護(hù)，過流保護(hù)，過熱保護(hù)。

PLC: 匯川H2u-1616MR /H2u-3232MT

伺服：驅(qū)動(dòng)器MR-JE-10A/電機(jī)HF-KN-13J-S100

變頻器：FR-D740-0.4K

步進(jìn)電機(jī)：XY系列

機(jī)器人：三菱 RV-2F-1D-S11

設(shè)備重量：330kg

單站尺寸：L600mm×W720mm×H1500mm

設(shè)備尺寸：L4800mm×W720mm×H1500mm

工作站尺寸：L4800mm×W2500mm×H1500mm