JG-GJD22 光機(jī)電一體化實訓(xùn)考核裝置
光機(jī)電是光學(xué)、機(jī)械、電子的簡稱。它是激光技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、微電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)結(jié)合而成的綜合性技術(shù)，是許多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)裝備的基礎(chǔ)。光機(jī)電一體化的應(yīng)用有很多，數(shù)碼相機(jī)、打印機(jī)、計算機(jī)仿真、激光測量儀、數(shù)控機(jī)床、激光加工設(shè)備這些都是。光機(jī)電一體化包括產(chǎn)品和技術(shù)兩方面：產(chǎn)品方面，是集光學(xué)、機(jī)械、微電子、自動控制和通信技術(shù)于一體的高科技產(chǎn)品，具有豐富的功能和很高附加值；技術(shù)方面，是指其技術(shù)原理和使光機(jī)電一體化產(chǎn)品得以實現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)。為何說光機(jī)電一體化是未來激光制造的方向？目前，很多“自動化”激光制造設(shè)備都還只是半自動化，仍然缺少一套真正的自動化控制系統(tǒng)。
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主要功能：JG-GJD22 光機(jī)電一體化實訓(xùn)考核裝置
光機(jī)電是光學(xué)、機(jī)械、電子的簡稱。它是激光技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、微電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)結(jié)合而成的綜合性技術(shù)，是許多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)裝備的基礎(chǔ)。光機(jī)電一體化的應(yīng)用有很多，數(shù)碼相機(jī)、打印機(jī)、計算機(jī)仿真、激光測量儀、數(shù)控機(jī)床、激光加工設(shè)備這些都是。光機(jī)電一體化包括產(chǎn)品和技術(shù)兩方面：產(chǎn)品方面，是集光學(xué)、機(jī)械、微電子、自動控制和通信技術(shù)于一體的高科技產(chǎn)品，具有豐富的功能和很高附加值；技術(shù)方面，是指其技術(shù)原理和使光機(jī)電一體化產(chǎn)品得以實現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)。為何說光機(jī)電一體化是未來激光制造的方向？目前，很多“自動化”激光制造設(shè)備都還只是半自動化，仍然缺少一套真正的自動化控制系統(tǒng)。真正的自動化控制程序是怎樣的呢？舉個例子，“我”有5臺2000W的光纖激光切割機(jī)，用于切割鈑金材料。5臺設(shè)備從鈑金材料送料到切割加工完畢下料，操作全自動化，各道工序由一套電子控制系統(tǒng)指揮、操作。更高階的系統(tǒng)還可以通過被控對象的數(shù)學(xué)模型以及根據(jù)外界各種參數(shù)的變化情況，智能尋找工作程序、動作程度、速度以及協(xié)調(diào)關(guān)系，以實現(xiàn)化工作及操作。這對于擁有5臺2000W的光纖激光切割機(jī)的“我”來說，意味著什么？一、減少了人力成本。用工業(yè)機(jī)器人代替工人，可以進(jìn)行長時間單調(diào)的、苦累的重復(fù)操作，并按時準(zhǔn)量完成的加工重任；二、提升了效率。工業(yè)機(jī)器人根據(jù)預(yù)先設(shè)置的編程或人工智能來進(jìn)行工作，幾乎不會犯錯，哪怕是設(shè)備故障，也有相應(yīng)的快速阻斷機(jī)制，因此良品率接近100％。而且，用一套系統(tǒng)控制數(shù)臺設(shè)備的運行，整個生產(chǎn)線一站式管理。
光機(jī)電一體化實訓(xùn)考核裝置 由型材導(dǎo)軌式實訓(xùn)臺、典型機(jī)電一體化設(shè)備機(jī)械部件、PLC模塊、變頻器模塊、按鈕模塊、電源模塊、模擬生產(chǎn)設(shè)備實訓(xùn)模塊（包含上料單元、皮帶輸送檢測單元、氣動機(jī)械手搬運單元、物料傳送倉儲單元及返回單元）、觸摸屏、接線端子排和各種傳感器等組成。采用開放式和拆裝式結(jié)構(gòu)，可根據(jù)現(xiàn)有的機(jī)械部件組裝生產(chǎn)設(shè)備，使整個裝置能夠靈活的按實訓(xùn)教學(xué)或競賽要求組裝具有生產(chǎn)功能的光機(jī)電一體化設(shè)備。模塊采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)及抽屜式模塊放置架，互換性強(qiáng)。
實訓(xùn)系統(tǒng)集運動控制、氣動控制、變頻調(diào)速、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動、伺服電機(jī)驅(qū)動、傳感器檢測、可編程控制、時序邏輯控制于一體。通過基于該實訓(xùn)系統(tǒng)的使用、訓(xùn)練和培訓(xùn)，能充分鍛煉操作者團(tuán)隊協(xié)作能力、計劃組織能力、自動線安裝與調(diào)試能力、工程實施能力等。同時適合學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計。
1、技術(shù)指標(biāo)
（1）輸入電源：三相四線（或三相五線）～380V±10% 50Hz
（2）工作環(huán)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：1200mm×800mm×1500mm
（5）安全保護(hù)措施：具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)功能，安全性符合相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護(hù)套的高強(qiáng)度安全型實驗導(dǎo)線。
2、功能要求
（1）整體結(jié)構(gòu)：
采用由整套鋁合金實訓(xùn)臺拼裝組合而成，根據(jù)實訓(xùn)內(nèi)容復(fù)雜程度不同，可選用其中一張或者兩張實訓(xùn)桌，模塊采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和抽屜式模塊放置架，互換性強(qiáng)；按具有生產(chǎn)性功能和整合學(xué)習(xí)功能的原則確定模塊內(nèi)容，使教學(xué)或競賽時可方便的選擇需要的模塊。
PLC模塊的I/O 端子、變頻器的接線端子、各常用模塊與PLC的連接端子，均與安全插座連接，使用帶安全插頭的導(dǎo)線進(jìn)行電路連接；各指令開關(guān)、光電開關(guān)、傳感器和指示元件的電路，則通過端子排進(jìn)行連接。插拔線連接電路與端子排連接電路相結(jié)合，既保證學(xué)生基本技能的訓(xùn)練、形成和鞏固，又保證電路連接的快速、安全和可靠。
（2）各個功能模塊要求：
1）模塊材料要求：高強(qiáng)度塑料外殼、重量輕，面板是鋁塑板，圖案、文字符號采用進(jìn)口油墨絲印。人機(jī)界面采用彩色觸摸屏，配套安裝支架，支架可固定與實訓(xùn)臺架鋁合金臺面上。
2）電源模塊：包括三相電源總開關(guān)（帶漏電和短路保護(hù)）1個，熔斷器3只，單相電源插座2個，安全插座5個；按鈕模塊：24 V/6 A、；急停按鈕1只，轉(zhuǎn)換開關(guān)2只，蜂鳴器1只，復(fù)位按鈕黃、綠、紅各1只，自鎖按鈕黃、綠、紅各1只，24V指示燈黃、綠、紅各2只。
3）一體化接線排：接線排殼體上兩側(cè)相對設(shè)置有一初級接線區(qū)（接線端子）和一次級接線區(qū)（安全插座）；接線端子與對應(yīng)的安全插座通過導(dǎo)電彈性件連接；接線排殼體邊緣卷折，設(shè)有固定用的螺孔，可以通過螺絲桿固定在實訓(xùn)桌上。
4）上料裝置：光電傳感器、單桿氣、調(diào)速閥、磁性開關(guān)、單控電磁閥、物料庫、推塊、物料檔塊、氣缸支架等組成。將料塊推送到分揀裝置上。
5）物料分揀裝置：傳送帶通過三相異步電動機(jī)驅(qū)動，在傳送帶端點處設(shè)計有落料口，通過光電傳感器檢測物料；傳送帶上裝有三個出料槽，對應(yīng)位置有電感傳感器、光纖傳感器等同時正對料槽位置裝有推料氣缸，共計三個氣缸。傳送帶采用可拆卸的鋁合金支架。氣缸及附屬傳感器選用SMC。
6）搬運裝置：三自由度氣動機(jī)械手，氣缸及附屬傳感器選用SMC；整個搬運機(jī)構(gòu)能完成三個自由度動作，手臂旋轉(zhuǎn)、手爪上下、手爪松緊。提升采用帶導(dǎo)桿的滑臺，旋轉(zhuǎn)采用角度可調(diào)的旋轉(zhuǎn)氣缸。
7）傳送檢測裝置：該傳送裝置采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動、同步帶、同步輪、物料托盤，通過同步帶運動將托盤輸送到指定位置進(jìn)行物料分檢。
8）返回裝置：伺服電機(jī)及驅(qū)動器、齒條、齒輪、蝸輪蝸桿、雙軸氣缸、真空發(fā)生器及真空吸盤。負(fù)責(zé)將分揀后的物料快返回到上料端。
9）設(shè)備臺架：采用鋁合金導(dǎo)軌式實訓(xùn)臺，桌面型材采用截面為20mm*80mm的高級鋁型材，采用拉出式的抽屜結(jié)構(gòu)，PLC、變頻器等模塊可以放置在抽屜上，整體結(jié)構(gòu)為開放式和可拆裝式。外形尺寸為： 1200mm×800mm×800mm。
3、實訓(xùn)項目
任務(wù)一：氣動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試
（1）氣動方向控制回路的安裝
（2）氣動速度控制回路的安裝
（3）氣動順序控制回路的安裝
（4）氣動機(jī)械手的安裝
（5）氣動系統(tǒng)氣路的連接
（6）磁性開關(guān)的位置調(diào)整
（7）氣動系統(tǒng)調(diào)試
任務(wù)二：變頻器、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動器、伺服電機(jī)及驅(qū)動器的安裝與調(diào)試
（1）變頻器與交流電機(jī)主電路的連接
（2）變頻器面板的參數(shù)設(shè)置與操作
（3）變頻器面板控制交流電機(jī)調(diào)速
（4）通過變頻器外部端子控制電機(jī)啟停
（5）步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動器的選型
（6）步進(jìn)電機(jī)的控制回路連接
（7）步進(jìn)電機(jī)的調(diào)試
（8）伺服電機(jī)及驅(qū)動器的選型
（9）伺服電機(jī)的控制回路連接
（10）伺服電機(jī)的調(diào)試
任務(wù)三：機(jī)電設(shè)備的安裝與調(diào)試
（1）上料單元的安裝與調(diào)試
（2）交流電機(jī)傳動裝置的安裝與調(diào)試
（3）工業(yè)編碼器安裝和同軸度的調(diào)整
（4）物料檢測傳感器的安裝與調(diào)試
（5）氣動機(jī)械手裝置的安裝與調(diào)試
（6）步進(jìn)電機(jī)傳動裝置的安裝與調(diào)試
（7）伺服電機(jī)傳動裝置的安裝與調(diào)試
（8）蝸輪蝸桿、齒條、齒輪的安裝與調(diào)試
（9）平面巷式倉庫位的安裝與調(diào)整
（10）觸摸屏的安裝與調(diào)試
（11）機(jī)電一體化設(shè)備控制回路安裝調(diào)試
（12）自動生產(chǎn)線整體控制回路安裝調(diào)試
任務(wù)四：電氣控制電路的安裝與PLC編程
（1）電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的連接與程序編寫
（2）電動機(jī)調(diào)速控制電路的連接與程序編寫
（3）電機(jī)閉環(huán)定位控制電路的連接與程序編寫
（4）皮帶輸送檢測程序編寫
（5）氣動順序動作控制程序編寫
（6）氣動機(jī)械手控制程序編寫
（7）步進(jìn)電機(jī)控制電路連接及控制程序編寫
（8）伺服電機(jī)控制電路連接及控制程序編寫
（9）觸摸屏電路的連接及控制畫面編寫
（10）機(jī)電一體化設(shè)備控制程序編寫
（11）自動生產(chǎn)線控制程序編寫
任務(wù)五：自動控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試
（1）多種傳感器的安裝與調(diào)試
（2）皮帶輸送檢測的自動控制
（3）機(jī)械手的自動控制
（4）物料返回單元的自動控制
（5）機(jī)電一體化的自動控制
（6）PLC控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試
（7）自動生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試
任務(wù)六：區(qū)分六種不同物料系統(tǒng)的設(shè)計
（1）自動生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試
（2）區(qū)分三種物料的程序編寫
（3）調(diào)節(jié)三種傳感器：識別并分揀金屬、白尼龍、黑尼龍物料
4、配置清單
序號 |
名稱 |
主要元件或型號、規(guī)格 |
數(shù)量 |
備注 |
1 |
工作實訓(xùn)臺 |
1200mm×800mm×800mm |
1臺 |
|
2 |
PLC實訓(xùn)模塊 |
PLC主機(jī)FX2N-48MT（晶體管輸出） |
1件 |
三菱 |
3 |
變頻器實訓(xùn)模塊 |
變頻器D720，AC220V輸入，≥0.4kW |
1件 |
三菱 |
4 |
觸摸屏 |
7英寸 工業(yè)彩色觸摸屏 |
1件 |
|
5 |
電源模塊 |
電源總開關(guān)（帶漏電和短路保護(hù)）1個，熔斷器3只，電源插座2個 |
1件 |
|
6 |
按鈕模塊 |
開關(guān)電源24V/6A、急停按鈕1只，轉(zhuǎn)換開關(guān)2只，蜂鳴器1只，復(fù)位按鈕黃、綠、紅各1只，自鎖按鈕黃、綠、紅各1只，24V指示燈黃、綠、紅各1只 |
1件 |
|
7 |
上料單元 |
光電傳感器1只、單桿氣缸1只、調(diào)速閥2只、磁性開關(guān)2只、單控電磁閥1只、物料庫1只、尼龍推塊1塊、物料檔塊1塊、氣缸支架1個 |
1件 |
|
8 |
皮帶輸送檢測單元 |
三相交流減速電機(jī)（AC380V，輸出轉(zhuǎn)速50r/min）1臺，傳輸帶960×58×2mm 1條、電容傳感器1只、電感傳感器1只、顏色傳感器1只、旋轉(zhuǎn)編碼器1只、滾輪2只、皮帶安裝架1套 |
1件 |
|
9 |
氣動機(jī)械手搬運單元 |
薄型氣缸1只、回轉(zhuǎn)氣缸1只、氣動手爪1只、磁性開關(guān)5只、單控電磁閥3只、調(diào)速閥6只、手臂底座1只 |
1件 |
|
10 |
物料傳送倉儲單元 |
同步帶1根、同步輪2只、步進(jìn)電機(jī)1只、驅(qū)動器1只、平面貨架1只、平面送貨臺1只、行程開關(guān)2只、磁性開關(guān)2只、單控電磁閥1只、推動氣缸1只，調(diào)試閥2只 |
1件 |
|
11 |
物料返回單元 |
伺服電機(jī)及驅(qū)動器各1只、齒條1根、齒輪1個、蝸輪蝸桿1個、雙軸氣缸1個、真空發(fā)生器及真空吸盤各1個 |
1件 |
|
12 |
觸摸屏 |
7英寸彩色觸摸屏 |
1件 |
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13 |
接線端子排 |
接線端子和安全插座 |
1套 |
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14 |
物料 |
金屬（鋁）2個，黑白尼龍各2個 |
6個 |
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15 |
安全插線 |
|
1套 |
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16 |
氣管 |
Ф4/Ф6若干 |
1套 |
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17 |
PLC編程電纜 |
|
1條 |
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18 |
PLC編程軟件 |
|
1套 |
DEMO |
19 |
配套工具 |
工具：中、小號十字螺絲刀，鐘表螺絲刀，剝線鉗，尖嘴鉗，剪刀，電烙鐵，鑷子，活動扳手，內(nèi)六角扳手（8把） |
1套 |
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20 |
產(chǎn)品配套光盤 |
（使用手冊、程序等） |
1套 |
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21 |
空氣壓縮機(jī) |
0.6～0.8MPa |
1臺 |
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