TC-235-B型光机电一体化实训考核装置技术方案

一、   光机电一体化实训考核装置概述

TC-235-B型光机电一体化实训考核装置由安装在铝合金导轨式实训台上的供料、搬运、分拣等工作站，构成一个典型的机电一体化设备的机械平台；系统采用了三相变频电动机驱动、机械传动、气动、可编程控制器、传感器，变频调速等多种控制技术；该实训考核装置采用一台PLC承担其控制任务，从而组成自动完成产品（不同物质）分拣的流水线，真实呈现自动流水线的生产过程；为学生提供了一个典型的综合实训环境，使学生对过去学过的诸多单科的专业和基础知识，在这里能得到全面的认识、综合的训练和实际运用。

 

 

图1  正视图

二、技术参数

1．交流电源：三相五线制， AC 380V±10%  50 Hz

2．温度：-15℃～45℃；环境湿度：≤85%（25℃）

3．实训桌外形尺寸：长×宽×高=1400mm×800mm×780mm

4．整机消耗：≤1.5kVA

5．气源工作压力：最小0.4MPa，最大0.7MPa

6．安全保护措施：具有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的国家标准，采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实验导线。

三、装置结构与功能

TC-235B型光机电一体化实训考核装置由安装在铝合金导轨式实训台上的供料、搬运、分拣及接线端子板、控制模块等单元组成。

3．1  TC-235B各工作站的结构和功能如下：

3．1．1  供料站

供料站主要由料仓及物料滑槽、直流减速电机、转盘上料机械构件、警示灯和物料导向台以及相应的传感器构成，如图1所示。

图1  供料站

供料站的工作流程如下：推料气缸将料槽中的工件推出到传输带上，传输电机驱动传输带运转，物料由传输带运输到末端的物料平台上，物料检测传感器开始检测；如果传输电机运行10秒钟后，物料检测传感器仍未检测到物料，则说明物料料槽已无物料，这时停机并报警，此时报警灯红色亮。

3．1．2   搬运站

搬运站能完成三个自由度动作，手臂伸缩、手臂旋转、手爪上下；气动机械手机构由手爪提升气缸、磁性开关、手爪、旋转气缸、接近传感器、双杆气缸、缓冲器、机械构件等组成，如图2所示。

图2  搬运站

搬运站的基本功能：该工作站主要完成驱动它的抓取机械手装置精确定位到指定工作站的物料台，在物料台上抓取物料，把抓取到的物料输送到指定地点然后放下的功能，用于协调整个系统的工作。

搬运站的工作流程如下：供料站的物料检测光电传感器检测到有物料，将给PLC发出信号,由PLC驱动机械手臂伸出，手爪下降抓取物料，然后手爪提升臂缩回，手臂向右旋转到右限位，手臂伸出，手爪下降将物料放到传送带上。

3．1．3  分拣站

分拣站由落料电容传感器、物料料槽、电感式传感器、接近开关、三相异步电机、单出杆推料气缸、传送平皮带、机械结构件等组成，提供了一个立体物流仓库的实验模型，如图3所示。

图3  分拣站

分拣站的基本功能是完成从物料分拣。当搬运站送来物料放到传送带上并为入料口电容传感器检测到时，将信号传输给PLC，通过PLC的程序启动变频器，电机运转驱动传送带工作，把物料带进分拣区，如果进入分拣区为金属物料，则检测金属物料的传感器动作，作为1号槽推料气缸启动信号，将金属料推到1号槽里；如果进入分拣区为黑色物料，检测黑色的传感器作为2号槽推料气缸启动信号，将黑色料推到2号槽里；如果进入分拣区为蓝色物料，检测蓝色的传感器作为3号槽推料气缸启动信号，将蓝色料推到3号槽里，SRS-ME02-B型光机电一体化实训考核装置的工作结束。

3．1．4  接线端子板

1、基本机构：金属接线板、安全插圈等组成。接入接线板端的导线均给出对应元件的标签说明，方便学员接线和查线。

2、主要功能：为学员提供了安全完备的实验操作接口，实验装置中使用到的各类电气元件的端口和接线均引至端子板，以开放式的结构供实训人员接线调试。

3．1．5  控制模块

控制部件以模块形式放置在采用标准结构和抽屉式模块放置架上，模块由防水盒加工制成，包括机电一体化中典型的控制元件（电源、PLC、变频器等），

1、PLC模块： PLC镶嵌在防水盒内，防水盒表面固定有安全插座。PLC的各端子均      连接于安全插座之上，同时安装有AC 220V的电源输入插座及保险丝。

2、 电源模块：外部输入AC380V 交流电源，内置DC 24V开关电源，面板安装有保险丝。

可分别输出AC380V、AC220V、DC 24V电源供装置中其他电气元件的电源输入。

3、 变频器模块： 变频器安装于防水盒表面，方便学员随时调节变频器的相关参数

及操作，所有接线端都以安全插座的形式固定与防水盒面板之上。

4、按钮指示灯模块：包含有急停按钮、蜂鸣器、复位按钮、模式选择按钮、3路不带自锁绿色按钮、3路带自锁红色按钮，同时还配有6路指示灯。

 

四、实训项目

光机电一体化实训考核装置（SRS-ME02-B）可实训项目如下：

1． 气动系统的安装与调试项目

气动方向控制回路的安装；气动速度控制回路的安装；摆动控制回路的安装；气动顺序控制回路的安装；气动机械手装置的安装。

2． 电气控制电路的安装和PLC程序编写项目

电动机正反转控制电路的连接与控制程序编写；电动机调速控制电路的连接与控制程序编写；气动方向控制程序编写；气动顺序动作控制程序编写；气动机械手控制程序编写；皮带输送机控制程序编写；机电一体化设备控制程序编写；自动生产线控制程序编写。

3. 机电设备安装与调试项目

传动装置同轴度的调整；皮带输送机的安装与调整；搬运机械手设备安装与调试；物件分拣设备的安装与调试；送料设备的安装与调试；自动生产线设备安装与调试。

4. 自动控制系统安装与调试项目

多种传感器的安装与调试；机械手的自动控制；皮带输送机的自动控制；机电一体化设备的自动控制； PLC控制系统的安装与调试；自动生产线的安装与调试。

5．光机气电一体化实训考核装置PLC模块的I/O 端子、变频器的接线端子、各常用模块与PLC的连接端子，均与安全插座连接，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、电磁阀和指示元件的电路，则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。

6. 光机电一体化实训考核装置用于考核或技能竞赛，要求可考察的职业能力

机械构件的装配与调整能力；机电设备的安装与调试能力；电路安装能力；气动系统的安装与调试能力；机电一体化设备的控制程序的编写能力；自动控制系统的安装与调试。

7. 可扩展实训项目

1、PLC的485通信控制（1：1网络及N：N网络）

2、组态控制

3、触摸屏应用

4、触摸屏控制变频器实训

5、PLC与触摸屏通信实训

6、PLC、触摸屏、变频器三者通讯实训

五、单台配置清单

 

序号	单元	名称	型号及规格	单位	数量
1	上料站	送料盘		个	1
		物料滑槽		个	1
		光电传感器		个	1
		直流电机	24V直流减速电机	台	1
2	搬运站	旋转气缸		个	1
		伸缩气缸		个	1
		升降气缸		个	1
		夹爪气缸		个	1
3	分拣站	三相异步电动机		台	1
		光电传感器		个	3
		电感传感器		个	1
		推料气缸		个	3
4	报警装置	报警灯		个	1
5	调滤组合	气动三联件		个	1
6	接线端子板	接线端子板		个	1
7	电源模块	电源模块	DC24V开关电源	台	1
8	PLC模块	PLC模块	三菱FX2N-48MR	台	1
9	变频器模块	变频器模块	三菱FR-E740	台	1
10	按钮指示灯模块	按钮指示灯模块		台	1
11	空气压缩机	空气压缩机		台	1

 

 

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