JGY-339自动生产线拆装调试实训考核装置
一、系统概述：
本装置是一种为典型的机电一体化产品，是为职业院校、职业教育培训机构而研制的，它适合机电一体、自动化等相关专业的教学和培训。该装置采用型材结构，其上安装有供料机构、搬运机构、加工与检测机构、装配机构、成品分拣机构，完成工件上料、搬运、加工、检测、输送、装配、分拣功能等工作站及相应的电源模块、按钮模块、PLC模块、变频器及交流电机模块、步进电机驱动模块和各种工业传感器等控制检测单元。在接近工业生产制造现场基础上，强化自动化生产线的安装与调试能力。
二、系统特点：
实训装置贴近工业现场要求，是典型的自动生产线，设备从选材、工艺、流程、结构、控制等各方面应从实际工业现场出发，考虑工学结合要求，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、PLC控制及工业通信网络等多种技术，能开展任务驱动的项目教学法，采用PLC工业网络通信技术实现系统联动，能真实再现工业自动生产线中的供料、搬运、加工、检测、输送、装配、分拣过程。实训考核装置PLC模块I/O端子、变频器接线端子、各常用模块接线端子，均采用安全型插座，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、传感器和指示元件的电路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，能够保证学员基本技能的训练和电路连接的快速、安全。
整体结构采用开放式和拆装式，具有明显的动手拆装实训功能，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；能根据不同的任务进行更换组合模块，具有很强的可重组性，使教学或竞赛时可方便的选择需要的模块。
系统用于考核或技能竞赛时，可考察的职业能力有：
1、机械零部件的装配与调整能力
2、机电设备的安装与调试能力
3、工业现场控制系统电路安装接线能力
4、气动控制系统的安装与调试能力
5、机电一体化设备的控制程序的编写能力
6、自动控制系统的安装与调试能力
7、PLC工业现场总线网络的安装、编程与调试能力
三、技术性能
1、输入电源：三相四线（或三相五线）～380V±10% 50Hz
2、工作环境：温度-10℃～40℃ 相对湿度≤85%（25℃）海拔＜4000m
3、装置容量：≤1.5kVA
4、外形尺寸：2400mm×800mm×1500mm（不包括电脑桌）
5、安全保护：具有漏电压、漏电流保护，安全符合国家标准
四、系统组成
1、供料站：
主要由井式工件库、推料气缸、物料台、光电传感器、磁性开关、电磁阀、支架、机械零部件构成。
工作过程描述：系统启动后，推料气缸推出，把工件库中底层的工件推至物料台上。工件到位传感器检测到工件到位后，推料气缸缩回。搬运机械手伸出并抓取该工件，并将其运送至切削加工站。
（2）搬运站收接到搬运信号后，搬运机械手按顺序动作进行抓取工件搬运到加工单元。放料后按顺序回到初始位置等待下一周期。
（3）加工单元在接收到搬运单元搬运过来的物料后，按顺序旋转到加工区域并顺序完成铣槽、冲压加工，加工单元加工完毕后进行分类检测并向系统送检测结果。这里要注意一点是：当加工完毕的工件还没被搬运单元取走时系统要锁死搬运单元的放料。
（4）搬运安装单元接收到系统加工完成的信号后，搬运安装单元的机械手进去抓料，通过步进电机带到传动丝杆，把工件搬运到装配台上，并向系统发出搬运到位信号。等待系统发出装配完成的信号后，再从装配台是抓取也装配好的工件，搬动到传送带单元，向系统发出搬送完毕信号。
（5）装配单元接收到系统信号，根椐系统反馈的信号对料仓进行选择，推出相应的装配物料，工业吸盘对工件吸取后，通过机械手臂的机械传动把装配物料装入加工完成的工件中完成装配，回到初始位置并向系统发出装配完成信号。
（6）分拣单元料台旁的漫反射式光电传感器检测到有工件到达料台时，把信号输入给PLC主机，PLC主机结合系统各单元总的反馈信号对工件进行判别，再控制相应的电磁阀推动气缸，把工件推入相应的料槽中使现分流过程。
（7）如果发生物料不足够的预报警信号，警示灯中红色灯以1Hz的频率闪烁，绿色和黄色灯保持常亮。如果发生物料没有的报警信号，警示灯中红色灯以1Hz的频率闪烁，黄色灯熄灭，绿色黄色灯保持常亮。
五、系统软件
1、自动生产线调试与运行仿真实训软件：通过仿真实训软件真实再现工业自动生产线中的供料、检测、搬运、切削加工、装配、输送、分拣过程。软件界面模拟工业现场环境，满足实训教学需求。
软件采用3D技术与交互式动画相结合的方式，模拟实际自动生产线设备。
软件实现以下功能：（1）井式供料装置仿真；（2）冲压加工机构仿真；（3）多工位装配机构仿真；（4）气动机械手搬运装置仿真；（5）皮带传送分拣机构仿真；（6）自动生产线设备综合运行仿真。
2、 PLC仿真实训软件：通过计算机交互技术实时显示PLC的运行状态，实现PLC虚拟接线、接线的错误检查、PLC运行模拟等功能，可选择西门子S7-200系列PLC、三菱FX系列PLC、欧姆龙CPM系列PLC。
本软件包含 “四节传送带的模拟控制”、“自动配料系统模拟实验”、“十字路交通灯的模拟控制”、“装配流水线的模拟控制”、“水塔水位的模拟控制”、“天塔之光的模拟实验”、“机械手动作的模拟”、“液体混合装置的模拟”、“三相步进电机的模拟控制”、“LED数码显示控制”、“喷泉的模拟控制”、“三层电梯控制系统的模拟”、“轧钢机控制系统模拟”、“邮件分拣系统模拟”、“运料小车控制模拟”、“舞台灯光的模拟”、“加工中心模拟系统控制”、“三相异步电动机点动控制和自锁控制”、“三相异步电动机Y△换接起动控制”、“三相异步电动机联锁正反转控制”、“三相异步电动机带延时正反转控制”、“基于PLC通讯方式的变频器开环调速”、“基于PLC模拟量闭环调速实验”、“基于PLC通讯方式的变频器闭环定位控制”等共24个实训项目。
3 、电力拖动仿真软件：应适用中高等院校电拖专业和劳动部门的中高级电工培训。电力拖动仿真软件应收集有电拖专业里基础、重要的12种电路，分别为电动机反接制动控制线路、电动机半波整流能耗制动控制线路、Y-△启动控制线路、电动机串电阻降压启动控制线路、顺序控制线路、位置控制线路、双重联锁正反转控制线路、接触器联锁正反转控制线路、按钮联锁正反转控制线路、接触自锁正转控制线路、点动正转控制线路。每种线路分为元件结构、原理分析、实际接线、课堂练习四大模块。其中原理分析采用文字、声音、图像有机合在一起，生动形象。实际接线采用FLASH动画，从而提高了学生的学习兴趣。
六、工作任务
1、传感器使用实训：
该系统所使用的传感器数量达四十多个，有光纤式、电感式、光电的以及磁性传感器，每种传感器都有各自作用，根据被检测物的性质不同发挥作用使系统得以可靠工作。学员可通过了解系统中各类传感器的工作特性来加强对这些传感器的感性认识，再结合老师对传感器的工作原理分析和特性演示，可使学员快速掌握所学知识。
2、气动技术应用实训
该装置上使用了大量的气动元件，包括多种电控气动阀、、多种气缸、无杆气缸、气动手爪、真空吸盘、真空发生器、过滤减压阀等。在学习这些气动元件时，我们不但可以单独学习每一种气动元件，而且还可以在学习时了解各种气动元件之间是如何配合起来进行工作的。
3、可编程控制器编程实训
实训装置所提供的6个工作站都有一套PLC 控制器， 这使得本设备可以分成6个*独立的工作单元，使多个学生可以同时进行学习， 而且每个学员都有动手的机会。 在该设备上学员不但可以学习PLC 的硬件和软件技术，而且可以学习PLC之间的通信技术。 为掌握学习PLC 的各方面知识提供了条件。
4、电气控制电路实训
5、个工作站的电控部分全部按照工业标准和习惯进行设计，以附件方式提供全部设计图纸和说明书。学员在该设备上可学习电路原理图分析、 PLC各I/O 地址查对和新设备电路连线分析方法。
6、机械系统安装和调试实训
系统各个工作站可让各组学员将机械部分全部的或部分的拆去，再按要求将其重新组装，并且调试至系统正常、可靠地工作。这对提高在校学生动手能力有*帮助。
7、系统维护与故障检测实训
这部分培训重点介绍机电一体化系统日常维护的内容和方法，以及系统常见故障分析、排除的方法。
七、基本配置
序号 | 名称 | 规格 | 数量 | 单位 | 备注 |
| 工作台 | 1200mm×800mm×800mm | 2 | 张 |
|
| PLC模块 | CPU SR40(AC/DC/继电器)+EM DR08 | 1 | 台 |
|
CPU ST40(DC/DC/晶体管)+EM DR08 | 1 | 台 | |||
| 变频器模块 | MM420，三相AC380V输入，0.75kW | 1 | 台 | |
| 步进模块 |
| 1 | 台 |
|
| 电源模块 | 三相电源总开关（带漏电和短路保护）1个、熔断器3只、单相三极电源插座2个、安全插座5只。 | 2 | 块 |
|
| 按钮模块 | 开关电源（24V/6A、12V/5A）各1组、转换开关2只、复位按钮红、黄、绿各1只、自锁按钮红、黄、绿各1只、24V指示灯红黄绿各2只、急停按钮1只、蜂鸣器1只。 | 2 | 块 |
|
| 供料机构 | 井式工件库1只、工件锁紧定位装置、步进电机及驱动器各一只（三相/5A）、工件推出直线气缸1只、调压过滤器1只、电磁阀1只、磁性开关1只、光电传感器1个、电感传感器1个、极限开关2个、安装支架2个。 | 1 | 套 | 工件库、工件推出、直线移动装置、 |
| 搬运机构 | 机械手安装基架1只、摆台（旋转气缸）1只、双导杆气缸（薄型气缸）1只、单出杆气缸1只、气动手指1只、调压过滤器1只、行程开关2只、磁性开关5只、电磁阀4只。 | 1 | 套 | 工件取送装置 |
| 加工与检测机构 | 直流减速电机4只、步进电机及驱动器各一只（三相/5A）、加工刀*库（3种）、平面推力轴承1个、工件移位装置1台、双导杆气缸（薄型气缸）1只、单出杆直线气缸1只、工件夹紧气缸1只、调压过滤器1只、电感式传感器2只、光电传感器2只、磁性开关4只、极限开关2个、安装支架3只。 | 1 | 套 | 工件加工、检测装置 |
| 搬运分拣机构 | 工件搬运装置1台、气动手指1只、单出杆直线气缸1只、薄型气缸2只、磁性开关7只、电磁阀4只。 | 1 | 套 | 工件搬运装置 |
| 装配 机构 | 装配工件库1只、单出杆直线气缸1只、工件搬运装置（真空吸盘）1只、调压过滤器1只、磁性开关3只、电磁阀2只、摆动同步带轮各1只。 | 1 | 套 | 装配工件库、装配工件搬运装置 |
| 成品分拣 机构 | 输送带底座1只、皮带输送线1条、输送轮2只、光电传感器1只、光纤传感器1只、对射传感器1只、三相异步电动机1台、成品分拣料槽3只单出杆气缸3只、旋转气缸1只、磁性开关5只。 | 1 | 套 | 皮带输送线、成品分拣装置 |
| 接线端子排 | 接线端子排及安全型插座 | 2 | 套 |
|
| 工件 | Ф38白色工件 | 10 | 只 |
|
| Ф38黑色工件 | 10 | 只 |
| |
| Ф28白色工件 | 10 | 只 |
| |
| Ф18黑色工件 | 10 | 只 |
| |
| Ф38白色废料 | 2 | 只 |
| |
| Ф38黑色废料 | 2 | 只 |
| |
| 物料盒 | 蓝色物料盒 | 1 | 只 |
|
| 电源线 | 单相三芯电源线 | 4 | 根 |
|
| 安全型导线 | 3#安全型导线 | 250 | 根 |
|
| 4#安全型导线 | 9 | 根 |
| |
| 3#-4#安全型导线 | 3 | 根 |
| |
| PU气管 | Ф6、橙色 | 10 | 米 |
|
| Ф4、橙色 | 5 | 米 |
| |
| Ф4、黑色 | 5 | 米 |
| |
| PLC编程 电缆 |
| 1 | 根 |
|
| PLC编程 软件 |
| 1 | 套 | DEMO版 |
| 配套工具 | 工具箱：十字长柄螺丝刀，大、中、小号一字螺丝刀，中、小号十字螺丝刀，钟表螺丝刀，剥线钳，尖嘴钳，剪刀，电烙铁，验电笔，镊子，活动扳手，内六角扳手（8把） | 1 | 套 |
|
| 配套光盘 | 使用手册、程序等 | 1 | 套 |
|
| 导线架 | 配有欧式导线架，用于悬挂和放置实训连接导线 外形尺寸为530mm×430mm×1200mm，设有五个万向轮，造型美观大方 | 1 | 个 |
|
| 型材电脑桌 | TH-JD21 | 1 | 台 |
|
| 计算机 | 品牌机 | 1 | 台 |
|
| 空气压缩机 | 0.6～0.8MPa | 1 | 台 | * |
| 气动接头 | 气动快插式三通接头EPE6 | 5 | 只 |
|
| 配套软件 | 自动生产线调试与运行仿真实训软件 | 1 | 套 |
|
PLC仿真实训软件 | 1 | 套 | |||
电力拖动仿真软件 | 1 | 套 |
|
八、实训项目
（一）气动控制回路安装与调试
该配置配有多种类型的气缸、电磁阀，磁性开关，如：单出杆气缸、单出双杆气缸、旋转气缸等气动执行元件、单控电磁阀、双控电磁阀和磁性开关等，基于这些气动控制元件，可完成下列气动技术的安装调试训练任务：
1、气动方向控制回路的安装与调试
2、气动速度控制回路的安装与调试
3、气动旋转控制回路的安装与调试
4、气动顺序控制回路的安装与调试
5、气动机械手装置的安装与调试
6、气动系统的安装与调试
（二）电气控制电路的安装和PLC程序编写
该装置配有西门子主机模块、MM420变频器模块、步进电机驱动模块和各种传感器等，基于这些模块，可完成下列PLC应用技术训练任务：
1、异步电机控制电路的连接与控制程序编写
2、异步电机调速控制电路的连接与控制程序编写
3、步进电机控制电路的连接与控制程序编写
4、交流伺服电机控制电路的连接与控制程序编写
5、气动方向控制程序编写
6、气动顺序动作控制程序编写
7、气动机械手控制程序编写
8、皮带输送控制程序编写
9、自动生产线控制程序编写
（三）PLC工业通讯网络的安装及调试
本系统选用SIEMENS西门子SR40PLC作为主控制器，其本身集成RS485通信口具备PPI网络通信功能，基于本网络通信功能，可完成下列工业现场总线通信技术训练任务：
1、PPI网络的硬件连接、调试
2、PPI网络参数设置、调试
3、基于多台 SIEMENS西门子SR40PLC的复杂PPI网络数据读写程序编写与调试
（四）机电设备安装与调试项目
井式供料、搬运机构、加工与检测机构、搬运分拣机构、装配机构、成品分拣机构等工作站及相应的电源模块、按钮模块、PLC模块、变频器及交流电机模块、步进电机驱动模块和各种工业传感器等控制检测单元为硬件平台，可完成下列机电设备安装和控制的训练任务：
1、井式供料机构的安装与调试
2、切削加工机构的安装与调试
3、多工位装配机构的安装与调试
4、气动机械手设备安装与调试
5、输送线设备安装与调试
6、工件分拣机构的安装与调试
7、自动生产线系统安装与调试
