SKGMT-41型 自动生产线实训考核装置

·设备外观

·设计简述

    实训装置是一种典型的机电一体化产品，是为高等院校、职业院校、职业教育培训机构而研制的，它适合机电一体化、自动化等相关专业的教学和培训。
    实训装置采用型材结构，由送料单元、加工单元、装配单元、传送单元和分拣单元5个单元组成。电气布局采用抽屉式，所有电气控制器都安装在网孔板式的抽屉上。其中，每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时也都是一个机电一体化的系统。各个单元的执行机构基本上以气动执行机构为主，但传送单元的机械手装置整体运动则采取伺服电机驱动、精密定位的位置控制。分拣单元的传送带驱动则采用了通用变频器驱动三相异步电动机的交流传动装置。
    设备应用了多种类型的传感器，分别用于判断物体的运动位置、物体通过的状态、物体的颜色及材质等。
    在控制方面，PLC和触摸屏采用RS485串行通信的控制方案，各PLC之间通过PROFINET实现互连,PLC和变频器之间通过USS通讯协议实现互联。
    实训装置贴近工业现场，融合机械、电气、气动、传感器、交流电机变频调速、步进电机驱动控制、伺服电机驱动控制、PLC控制及工业通信网络等。整体框架采用开放式拆装结构，可以拆装到各零部件及每颗细小的螺丝，能很好的服务于项目实训教学。
    通过该实训系统的工作任务训练，能较好地充分锻炼操作者团队协作能力、自动线拆装与调试能力、工程实施能力和安全意识。引导高等院校、高职院校机电及自动化等专业教学改革，满足自动化类中机电一体化和自动化技术专业的核心能力训练要求，突出强调技术的综合运用。

·主要参数

    1.工作电源：三相四线AC380V±10%  50Hz；
    2.工作环境：温度-10℃～+40℃，相对湿度≤85%（25℃），海拔＜4000m；
    3.气源压力：0.2Mpa～0.55Mpa；
    4.装置容量：＜1.5kVA；
    5.外形尺寸：1980mm×960mm×1500mm；
    6.安全保护：具有接地保护、漏电保护功能，安全性符合国家标准。

·组成及功能

1.供料单元 
    功能：供料单元是起始单元，在整个系统中，起着提供原材料的作用。按照需要将放置在料仓中待加工工件（原料）自动地推出到物料台上，以便传送单元的机械手将其抓取，输送到其他单元上。
    参数：底板采用290×340×15mm的钢板，经机械加工平整后喷塑处理，保证了设备的稳定行和水平度。底板上开有定位孔，与桌面连接，可调节位置。支撑架采用工业标准20×20型材搭建。
    工作过程：系统启动后，顶料气缸伸出顶住倒数第二个工件；推料气缸推出，把料槽中层的工件推到物料台上工件抓取位。工件到位传感器检测到工件到位后，推出气缸和顶料气缸逐个缩回，倒数第二层工件落到层，等待推出。搬运站机械手伸出并抓取该工件，并将其运送往加工站。
    主要实训项目：
    1)供料单元的拆装实训；
    2)供料单元的PLC 编程实训；
    3)光电传感器的检测距离调试；
    4)磁性开关的位置调整；
    5)气动元件的安装与调试。
2.加工单元 
    功能：对物料台上的工件（工件由传送单元的抓取机械手装置从装配站送来）送到冲压机构下面，完成把小工件压入到大工件的工作过程，然后再送回到物料台上，待传送单元的抓取机械手装置取出。
    参数：底板采用390×340×15mm的钢板，经机械加工平整后喷塑处理，保证了设备的稳定行和水平度；底板上开有定位孔，与桌面连接，可调节位置。支撑架采用工业标准20×20型材搭建。
    工作过程：把该单元物料台上的工件（工件由传送单元的抓取机械手装置供料送来）送到冲压机构下面，完成一次冲压加工动作，然后再送回到物料台上，待传送单元的抓取机械手装置取出；该单元物料台上的工件（工件由传送单元的抓取机械手装置从装配站送来）送到冲压机构下面，完成把小工件压入到大工件的工作过程，然后再送回到物料台上，待传送单元的抓取机械手装置取出。
    主要实训项目：
    1)加工单元的拆装实训；
    2)加工单元的PLC编程实训；
    3)光电传感器的检测距离调试；
    4)磁性开关的位置调整；
    5)气动元件的安装与调试。
3.装配单元 
    功能：在整个系统中，起着对输送站送来工件进行装配及小工件供料的作用。把从加工单元已加工好的大工件进行装配（通过机械手把小工件装配到大工件内），然由传送单元的搬运机械手搬向分拣单元。
    参数：底板采用450×340×15mm的钢板，经机械加工平整后喷塑处理，保证了设备的稳定行和水平度；底板上开有定位孔，与桌面连接，可调节位置。支撑架采用工业标准20×20型材搭建。
    工作过程：当搬运站的机械手把工件运送到装配站物料台上时，顶料气缸伸出顶住供料单元倒数第二个工件；挡料气缸缩回，使料槽中层的小圆柱工件落到旋转供料台上，然后旋转供料单元顺时针旋转180度（右旋），到位后装配机械手按下降气动手爪→抓取小圆柱→手爪提升→手臂伸出→手爪下降→手爪松开的动作顺序，把小圆柱工件顺利装入大工件中，机械手装配单元复位的同时，旋转送料单元逆时针旋转180度（左旋）回到原位，搬运站机械手伸出并抓取该工件，并将其运送往物料分解站。
    主要实训项目：
    1)装配单元的拆装实训；
    2)装配单元的PLC编程实训；
    3)PLC控制指示灯的程序编写；
    4)气动顺序动作控制程序编写；
    5)气动机械手控制程序编写；
    6)磁性开关的位置调整；
    7)光纤传感器的灵敏度调试；
    8)气动元件的安装与调试。
4.分拣单元 
    分拣单元的基本功能：完成将上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣，使不同颜色的工件从不同的料槽分流、分别进行组合的功能。
    参数：底板采用725×340×10mm的钢板，经机械加工平整后喷塑处理，保证了设备的稳定行和水平度；底板上开有定位孔，与桌面连接，可调节位置。支撑架采用工业标准20×20型材搭建。具备工业传送的防震、防抖、打滑等功能。传感器支架至少可在（0～400）mm之间进行无极定位。
    工作过程：本站的功能是完成从装配站送来的装配好的工件进行分拣。当搬运站送来工件放到传送带上并为入料口光电传感器检测到时，即启动变频器，工件开始送入分拣区，如果进入分拣区工件为白色，则由检测白色物料的光纤传感器动作，作为1号槽推料气缸启动信号，将白色料推到1号槽里，如果进入分拣区工件为黑色，由检测黑色的光纤传感器作为2号槽推料气缸启动信号，将黑色料推到2号槽里。自动生产线的加工结束。
    主要实训项目：
    1)分拣单元的拆装实训；
    2)分拣单元的编程实训；
    3)PLC控制交流电机多段速实训；
    4)PLC控制交流电机正反转实训；
    5)变频器控制交流电机正反转实训；
    6)变频器的参数设置实训；
    7)光电传感器的检测距离调试；
    8)磁性开关的位置调整；
    9)光纤传感器的灵敏度调试；
    10)气动元件的安装与调试；
    11)皮带输送控制程序编写。
5.传送单元 
    功能：该单元通过到单元的物料台精确定位，并在该物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到地点然后放下的功能。
    参数：底板采用1470×750×10mm的铝板，经机械加工平整后氧化喷细砂处理，保证了设备的稳定行和水平度；底板上开有定位孔，与桌面连接，可调节位置。
    工作过程：本站的功能是完成向各个工作单元输送工件，系统分为四自由度抓取机械手单元和直线位移位置精确控制单元两部分，系统上电后，先执行回原点操作，当到达原点位置后，若系统启动，供料站物料台检测传感器检测到有工件时，机械手整体先提升到位，手爪伸出到位后手爪夹紧，手爪夹紧到位，手爪开始缩回，机械手整体下将到位后，伺服电机开始工作按设定好的脉冲量到加工站。加工站到位后机械手整体提升，提升到位后手爪伸出，伸出到位后机械手整体下降，下降到位后工件放入加工站物料台上，然后手爪松开，松开到位后机械手回缩，等加工站加工完成后再将工件送到装配站和分拣站完成整个自动生产线加工过程。
    主要实训项目：
    1)传送单元的拆装实训
    2)传送单元的编程实训
    3)PLC控制交流伺服电机多段速实训
    4)PLC控制交流伺服电机正反转实训
    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)交流伺服电机的定位控制实训
    8)机械手原点位置调整实训
    9)磁性开关的位置调整
    10)气动元件的安装与调试
6.PLC、变频器及触摸屏模块：
    模块材料要求：高强度钣金外壳、重量轻，面板是铝面板，图案、文字符号采用进口油墨填充。
    选配一：
    采用西门子高性价比小型PLC产品S7-200 Smart CPU SR40，供电电压AC85～264V，集成24路数字量输入（DC24V 4mA，漏型・源型可切换）/16路数字量输出（继电器输出），内置24KB程序存储器、16KB数据存储器、10KB保持性存储器、6个高速计数器（200KHz），集成RS485接口、以太网接口，支持RS232、RS485、MODBUS、USS、自由口通讯、S7协议通讯、PROFIBUS等通信，配有通信编程电缆。
    采用西门子高性价比小型PLC产品S7-200 Smart CPU ST40，供电电压DC20.4～28.8V，集成24路数字量输入（DC24V 4mA，漏型・源型可切换）/16路数字量输出（晶体管输出），内置24KB程序存储器、16KB数据存储器、10KB保持性存储器、6个高速计数器（200KHz），3轴高速脉冲输出（100KHZ），集成RS485接口、以太网接口，支持RS232、RS485、MODBUS、USS、自由口通讯、S7协议通讯、PROFIBUS等通信，配有通信编程电缆。
    采用西门子基本型变频器V20，功率0.75kVA，供电电压3AC～380V，输出频率0～550Hz，精度0.01Hz。带有RS485通信接口，集成4路数字量输入，2路继电器输出，2路模拟量输入（±10V，0～10V，0～20mA，12位分辨率），1路模拟量输出（0～20mA）；具有线性V/F控制、平方V/F控制、可编程多点设定V/F控制，磁通电流控制、电压/频率控制等工作模式；可进行PID控制、BICO功能、多脉冲高转矩启动模式、单脉冲高转矩启动模式、防堵模式、多泵控制、弹性电压提升控制、摆频功能、滑差补偿、双斜坡、PWM调制；具备霜冻保护、冷凝保护、气穴保护、动能缓冲、负载故障检测功能。
    选配二：
    采用三菱第3代小型可编程控制器FX3U-32MR/ES-A，供电电压AC100～240V，集成16路数字量输入（DC24V,5～7mA，漏型・源型可切换）/16路数字量输出（继电器输出），内置64000步RAM存储器、7680点辅助继电器、512点定时器、2点模拟量电位器、高速计数器，集成RS422接口，支持RS232、RS422、RS485、N:N网络、MODBUS、CC-LinK通讯，配有通信编程电缆
    采用三菱第3代小型可编程控制器FX3U-48MT/ES-A，供电电压AC100～240V，集成24路数字量输入（DC24V,5～7mA，漏型・源型可切换）/24路数字量输出（晶体管输出），内置64000步RAM存储器、7680点辅助继电器、512点定时器、2点模拟量电位器、高速计数器，集成RS422接口，支持RS232、RS422、RS485、N:N网络、MODBUS、CC-LinK通讯，配有通信编程电缆。
    采用三菱E700通用型系列变频器E740，功率0.75kVA，供电电压3AC～380V，输出频率0.2～400Hz，精度0.01%。集成7路数字量输入，1路继电器输出，2路集电极开路输出，2路模拟量输入（0～5V，0～10V，4～20mA），1路模拟量输出（0～10V）；支持Modbus RTU通讯。具有磁通矢量控制、通用磁通矢量控制、V/F控制、励磁控制；具备欠电压、过电压、过载、接地故障、短路、堵转、缺相、电机过温、变频器过温、风扇故障、CPU异常、参数错误等保护功能。

·实训项目

    1.PLC与变频器之间的IO控制
    2.气动方向控制回路的安装与调试
    3.气动速度控制回路的安装与调试
    4.气动旋转控制回路的安装与调试
    5.气动顺序控制回路的安装与调试
    6.气动机械手装置的安装与调试
    7.气动系统的安装与调试
    8.气动综合系统的设计与安装
    9.人机界面、组态技术的编程实训
    10.人机界面与PLC通信编程实训
    11.变频器参数设置实训
    12.变频器手动控制实训
    13.PLC IO形式控制变频器运行
    14.PLC与变频器USS通讯控制
    15.自动生产线控制安装与位置调试的实训
    16.自动生产线PLC控制程序的编写实训

·配置清单