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1、815L+说明书SX-815L 机电一体化综合实训考核设备 1.1 设备概述 该设备是依据维修电工高技能人才培训教程，维修电工考核鉴定题库的要求开发设计。整套系统由机电一体化综合实训平台、一体化维修平台以及双工位实训电脑桌等部分组成，是集机、电、气为一体的综合型实训设备。机电一体化综合实训平台由上料单元、环形皮带分拣单元、四轴四自由度机器人搬运单元、直流调速钻床模拟加工单元、气动装配单元、加温单元(选配)、交流伺服仓储单元、触摸屏监控单元以及故障设置单元等部分组成，融合了PLC控制技术、PLC定位功能模块应用技术、交流变频驱动技术、步进驱动技术、交流伺服驱动技术、气动控制技术、传感器检测技术、
2、电子应用技术、双闭环直流调速技术、触摸屏监控技术、通信网络技术以及机械装调技术等机电一体化高新技术的应用。装置采用多工位平台式设计，学员可根据实训教学要求模拟生产现场流程选择不同的单元模块搭建自动化生产线加工系统，同时系统中还人为地设置有模拟生产现场的常见故障，可对学员进行机电装调技能、编程技能、故障分析与检修技能以及团队合作精神等综合技能的培养。适用于各类职业院校、技工学校、劳动培训及技能鉴定等机构作为维修电工、电气控制、机电一体化、工业自动化等课程的实训考核，也可作为相关专业的技能竞赛用设备。 1 1.2 技术参数 工作电源：三相五线 380V5% 50HZ 安全保护：漏电保护,过流保护，
3、熔断器保护 外形尺寸：长宽高 3000 mm960 mm1200 mm P L C：FX2N-48MR FX2N-48MT FX2N-485BD FX2N-1PG FX2N-3A 变 频 器：FR-E740-0.75K 步进电机：42BYG 交流伺服：MR-E-20A 触 摸 屏：GT1175-QSBD-C 直流调速系统：电流环、速度环双闭环控制 传 感 器：ORMON品牌 气动元件：SMC AirTAC 品牌 额定功率：0.5KW 环境温度：-1050 相对温度：85% 1.3系统配置 序号 1 2 3 4 名称 机电一体化综合实训平台 双工位电脑桌 一体化检测维修台 数字式示波器 一体化实
4、训工具套件 常用实训器件 环形输送分拣单元 三相变频电机 链板式环形输送系统 筒式上料系统 金属料储料仓 白色料储料仓 送料台 PLC 控制系统 型号 41K25GN-S3 FX2N-48MR 单位 台 台 台 台 套 套 套 台 套 套 套 套 套 套 数量 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 备注 2 通迅模块 变频器 FX2n-485-BD FR-E740-0.75K SMC SMC LSC3806-003G-200BZ3 ORMON ORMON ORMON 42BYG YJ2HB03M FX2N-48MR FX2n-485-BD FX2N-1PG 中大电机 SMC
5、SMC SMC ORMON 个 套 个 个 个 个 个 个 套 套 套 套 套 个 个 个 个 个 个 个 个 套 套 套 套 套 套 套 块 1 1 6 6 1 6 1 2 1 1 2 2 2 1 1 1 1 1 1 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1 配减速箱 配减速箱 直行气缸 电磁阀 编码器 光电传感器 金属传感器 色标传感器 5 转运机器人站 直行导轨 步进电机 步进电机驱动器 四轴机器人 PLC 控制系统 通迅模块 特殊功能模块 直流电机 单叶片式180摆缸 手爪气缸 电磁阀 金属传感器 6 钻床模拟加工站 主轴电机 主轴升降电机 主轴升降导轨 主轴升降丝杆 虎钳装配 模拟负载
6、装置 双闭环主板 3 电源板 反馈板 SMC SMC ORMON SMC SMC SMC SMC FX2n-M48T FX2n-485-BD ORMON FX2n-3A SMC SMC 块 块 块 块 个 个 个 套 套 套 套 套 个 个 个 个 套 个 个 套 套 套 个 个 套 套 套 1 1 1 1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 4 1 6 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 触发板 电源转换板 直行气缸 电磁阀 金属传感器 7 装配站 配件料筒 移动平台 装配台 装配手臂 吸盘 气缸 旋转气缸 电磁阀 PLC控制系统 通迅模块 光电传感器 8 9 加温站 加温箱 加温台
7、 温度表头 模拟量模块 直行气缸 电磁阀 仓储管理站 立体仓库 堆垛机 选配站，此站可以选择替代装配站 4 Z轴直行导轨 X轴直行导轨 Z轴丝杆 X轴丝杆 Z轴伺服电机 X轴伺服电机 双联伸缩缸 SMC SMC SMC ORMON GT1175 GX-Develpor V8.3 GT Desinger 2 套 套 套 套 套 套 个 个 个 个 个 根 根 根 套 1 1 1 1 1 1 1 1 2 4 1 2 1 3 1 抓手气缸 电磁阀 金属传感器 10 11 12 13 14 触摸屏 485通迅电缆 触摸屏编程电缆 PLC编程电缆 软件光盘 5 1.4 产品结构 系统由设备机电一体化综合
8、实训平台、一体化检测维修台、双工位电脑桌等组成如图1所示。 图1 系统总体结构图 主桌体：主桌体采用铝型式框架结构，底部安装有万向轮，移动、固定两相宜，前后各设置有两个推拉抽屉，用于安装执行机构控制单元，顶部为标准铝型材平台，可以根据实训需要或工作任务的不同进行不同的组合、安装和调试，整体设计坚固、美观。 一体化检测维修平台：一体化检测维修平台采用铝木结构，下方设置有两个抽屉，一个用于存放实训工具，配置有各型号内六角扳手、尖嘴钳、剥线钳、剪刀、橡胶锤、镊子、电烙铁、吸锡器、松香、焊锡丝、万用表等常用工具；另一个用于存放元器件，配置有各类型安装螺丝、各类型电子元器件等常用元件，各常用工具及常用元
9、件均放置于专业模具上，摆放整齐，便于取用及管理。 双工位电脑桌：电脑桌前后设置有两个操作工位，可以供两位用户同时进行PLC或触摸屏编 6 程和查阅资料。 环形输送分拣站： 执行机构由上料筒、顶料推料气缸、环形输送带、分拣推料气缸、送料气缸、送料台、三相变频电机、金属料储料仓、白色料储料仓等组成，如图2所示。 控制单元由FX-2N系列PLC、FR-E740系列变频器、FX2N-485通信模块、对射型光电传感器、反射型光电传感器、色标传感器、电磁阀、磁性开关等组成。 上料筒 推料气缸 环形输送带 三相变频电机 金属传感器 色标传感器 储料仓 送料台 实训项目： 机械装调实训项目： 笔形气缸的装调实
10、训 顶针式气缸的装调实训 传感器的装调实训 电气接线实训项目: 基于PLC控制系统的旋转编码器接线实训 基于PLC控制系统的传感器接线实训 基于PLC控制系统的气动电磁阀接线实训 基于PLC控制系统的变频器接线实训 软件编程实训项目： 7 PLC基本指令的编程实训 PLC高速计数指令的编程实训 PLC 485网络通信的编程实训 变频器加减速时间参数的设置实训 变频器多段速度参数的设置实训 变频器过电流保护参数的设置实训 调试检修实训项目： 旋转编码器常见故障的检修实训 电容式、色标式传感器的检修实训 光电式传感器的检修实训 磁性开关常见故障的检修实训 变频器常见故障的检修实训 气动电磁阀常见故
11、障的检修实训 气动回路常见故障的检修实训 机械手搬运单元 执行机构由直行导轨、同步轮、同步带、四轴四自由度机器人组成。其中机器人第一轴旋转轴由步进电机执行，第二轴前后摆动轴由旋转气缸组成，第三轴摆动由第二轴气缸通过同步带带动旋转，第四轴旋转轴由直流电机执行旋转，如图3所示。 控制单元由FX2N-48MT PLC、FX2N-1PG模块、FX2N-485BD模块、金属传感器、电磁阀、磁性开关等元件组成。 四轴机器人 直行导轨 步进电机 图3 转运机器人站结构图 8 实训项目： 机械装调实训项目： 步进电机带联轴器的装调实训 同步皮带的装调实训 直行导轨的装调实训 限位开关及传感器的装调实训 电气接
12、线实训项目: 基于PLC控制系统的步进系统接线实训 基于PLC控制系统的传感器接线实训 基于PLC控制系统的磁性开关接线实训 基于PLC控制系统的气动电磁阀接线实训 基于PLC控制系统的FX2N-1PG功能模块的接线实训 软件编程实训项目： PLC基本指令的编程实训 PLC 485网络通信的编程实训 基于步进控制系统的PLC PLSY功能指令的编程实训 基于步进控制系统的FX2N-1PG功能模块的编程实训 步进驱动器细分倍数及步距角的设置实训 调试检修实训项目： 金属式传感器的检修实训 磁性开关常见故障的检修实训 步进系统常见故障的检修实训 FX2N-1PG功能模块常见故障的检修实训 气动电磁
13、阀常见故障的检修实训 气动回路常见故障的检修实训 钻床模拟加工站 执行机构由主轴电机、主轴升降电机、主轴导轨、主轴丝杆、升降电机、钻头、虎钳装置、模拟负载装配组成，如图4所示。其中升降电机使用普通直流电机，而主轴电机采用由双闭环直流调速系统控制的直流电机，通过模块负载的变化过程来反应系统电流环和速度环的调节过程。 9 主轴升降电机 主轴电机 主轴导轨 主轴丝杆 加工物料 虎钳装置 模拟负载 加工过程：物料被搬运到加工台后，虎钳装置夹紧物料，升降电机通过丝杆带动主轴下降。物料中心有一比钻头大的通孔，钻头穿过通孔后进入模拟负载。这样直流调速电机就进入带负载运行状态。模拟负载内部是一个中间分叉、高温
14、耐摩材料的圆柱体，随着钻头进入圆柱体深度的增加，电机负载也会不断的增加。而圆柱体外部套一个铁管，用来保证中间分叉圆柱体在使用过程中不会变大。 图4 钻床模拟加工站 10 双闭环直流调速电路原理框图5所示 图5 双闭环直流调速原理框图 双闭环控制系统由一个主板和4块功能板组成，这4块功能板分别为电源板、触发板、反馈板、电压转换板。它们通过接插件安装在主板上，功能板上设置一些关键电路测试点，便于学生检测各点参数。老师出题时可以在各功能板上放置一些损坏的或参数不对的元器件，让学生进行检修。如图6示 图6 双闭环直流调速模块 11 实训项目： 机械装调实训项目： 主轴升降电机的装调实训 气动工作台的装
15、调实训 电气接线实训项目: 直流调速系统主电路的接线实训 直流调速系统给定电路的接线实训 直流调速系统触发电路的接线实训 软件编程实训项目： 电流环反馈量的调整实训 速度环反馈量的调整实训 给定量的调整实训 调试检修实训项目： 电源电路常见故障的检修实训 电流环反馈电路常见故障的检修实训 速度环反馈电路常见故障的检修实训 脉冲触发电路常见故障的检修实训 电压隔离电路常见故障的检修实训 给定故障常见故障的检修实训装配站 执行机构由配件料筒、装配台、装配手臂、移动平台、推料气缸、移动气缸、伸缩气缸、旋转气缸、吸盘等机构构成，如图7所示。 控制单元由FX2n PLC、FX2n-485模块、反射型光电
16、传感器、电磁阀、磁性开关等元件组成 配件料筒 装配台 装配手臂移动平台 气缸 吸盘 图7 装配站结构图 12 加温站 执行单元由加温箱、加温台、温度表头、加热器、物料推入气缸、物料顶起气缸组成，如图8所示。 控制单元由控制单元由FX2n PLC、FX2n-3A模块、光电传感器、电磁阀、磁性开关等组成。 加温箱 加热器 加温台 传感器 推入气缸 图8 加温站结构图 仓储管理站 执行机构由一个3行4列的立体仓库、堆垛机、入仓台、X轴和Z轴直行导轨、X轴和Z轴丝杆、两套伺服电机组成，如图9所示。 控制单元由FX2n PLC、FX2n-485模块、电磁阀、接近开关、磁性开关等组成。 13 Z轴伺服电机
17、 立体仓库 Z轴直行导轨 X轴伺服电机 入仓台 X轴直行导轨 堆垛机 图9 仓储管理站结构图 1.4 实训项目 1、基本技能实训 1）、基本编程指令及编程软件的应用 2）、气动元件基本应用及调试方法 3）、传感器应用 4）、伺服放大器的接线和基本操作 5）、PLC步进电机正反转和转速控制 6）、PLC伺服系统控制应用 7）、变频器的接线和基本操作 8）、变频器的程序运行及多段速度运行 9)、电子线路基本检测维修技能 10）、双闭环直流调速系统应用 11）、触摸屏GT1175编程应用 12）、PLC 485数据通信技术 13）、FX2n-1PG模块在步进电机控制中 的应用 14）、FX2n-3A模块基本应用 2、综合技能实训 1）、环形输送带物料分拣系统的控制 2）、钻床加工系统的控制 3）、步进系统实现机器人的定位控制 4）、MR-E20A伺服系统实现堆垛机的定位控制 5)、多PLC通信协调控制 3、创新技能实训 1）、物料分拣存储系统的设计 2）、智能立体仓库系统设计 3）、自动生产控制系统的设计 14
