TW-ZSX02自動生產線拆裝與調試實訓裝置

一、系統概述：

本裝置是一種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制的，它適合機電一體、自動化等相關專業的教學和培訓。該裝置采用型材結構，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。在接近工業生產制造現場基礎上，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，采用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。

整體結構采用開放式和拆裝式，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。

系統用于考核或技能競賽時，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制程序的編寫能力

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、物料臺、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。搬運機械手伸出并抓取該工件，并將其運送至切削加工站。

2、加工站：（切削中心）

主要由物料臺、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、滾珠絲桿副、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，二維運動裝置絲桿開始動作，主軸電機啟動，切削加工完成后，主軸電機停止，二維運動裝置絲桿帶動主軸回零點，物料臺重新伸出，到位后，機械手指松開，由搬運站機械手伸出并夾緊工件，將其運送至裝配站。

3、裝配站（三工位）

主要由井式供料單元、三工位旋轉民作臺、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，旋轉工作臺順時針旋轉，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，同時旋轉工作臺順時針旋轉，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，旋轉工作臺順時針旋轉到待搬運位置后，搬運站氣動機械手伸出并抓取該工件，并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，變頻器啟動并帶動傳送帶運動，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臺后，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，最后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)

三菱：

六、實訓項目

（一）氣動控制回路安裝與調試

該配置配有多種類型的氣缸、電磁閥，磁性開關，如：單出桿氣缸、單出雙桿氣缸、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，基于這些氣動控制元件，可完成下列氣動技術的安裝調試訓練任務：

1、氣動方向控制回路的安裝與調試

2、氣動速度控制回路的安裝與調試

3、氣動旋轉控制回路的安裝與調試

4、氣動順序控制回路的安裝與調試

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，基于這些模塊，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制程序編寫

2、異步電機調速控制電路的連接與控制程序編寫

3、步進電機控制電路的連接與控制程序編寫

4、交流伺服電機控制電路的連接與控制程序編寫

5、氣動方向控制程序編寫

6、氣動順序動作控制程序編寫

7、氣動機械手控制程序編寫

8、皮帶輸送控制程序編寫

9、自動生產線控制程序編寫

（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，基于本網絡通信功能，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、基于多臺西門子S7-200 PLC的復雜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臺，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