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LGGY-R02B型智能生產(chǎn)線運行與維護綜合實訓(xùn)裝置

一、概述

LGGY-R02B型智能生產(chǎn)線運行與維護綜合實訓(xùn)裝置是一種最為典型的機電一體化與自動化產(chǎn)品，是為職業(yè)院校、職業(yè)教育培訓(xùn)機構(gòu)而研制的，裝置適合機電一體化、電氣自動化等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)。裝置在接近工業(yè)生產(chǎn)制造現(xiàn)場基礎(chǔ)上又針對教學(xué)及實訓(xùn)目的進行了專門設(shè)計的實訓(xùn)教學(xué)設(shè)備，強化了自動化生產(chǎn)線的安裝與調(diào)試能力。

智能生產(chǎn)線運行與維護綜合實訓(xùn)裝置由六部分組成，分別為：供料機構(gòu)、搬運機構(gòu)、加工與檢測機構(gòu)、搬運分揀機構(gòu)、裝配機構(gòu)、成品分揀機構(gòu)，完成工件上料、搬運、加工、檢測、輸送、裝配、分揀等功能。裝置涵蓋了自動化類中機電一體化和電氣自動化專業(yè)中所涉及的PLC控制、變頻調(diào)速、傳感檢測、氣動、步進電機驅(qū)動與調(diào)速、機械結(jié)構(gòu)安裝與系統(tǒng)調(diào)試等內(nèi)容。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、職業(yè)素養(yǎng)、交流溝通能力、效率、成本和安全意識，引導(dǎo)高職院校自動控制類專業(yè)教學(xué)改革發(fā)展方向，促進工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式改革與創(chuàng)新，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的滿足企業(yè)需求的自動化控制高技能人才。

通過工作任務(wù)訓(xùn)練，能充分鍛煉操作者團隊協(xié)作能力、自動線拆裝與調(diào)試能力、工程實施能力和安全意識。引導(dǎo)職業(yè)院校機電及自動化等專業(yè)教學(xué)改革，滿足電氣自動化控制綜合裝置和自動化技術(shù)專業(yè)的核心能力訓(xùn)練要求。

二、技術(shù)性能

1、輸入電源：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：≥2100mm×800mm×1500mm

5、安全保護：具有漏電壓、漏電流保護，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)

三、系統(tǒng)組成

1、供料站

主要由井式工件庫、推料氣缸、物料臺、光電傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、支架、機械零部件構(gòu)成。工作過程描述：系統(tǒng)啟動后，推料氣缸推出，把工件庫中底層的工件推至物料臺上。工件到位傳感器檢測到工件到位后，推料氣缸縮回。搬運機械手伸出并抓取該工件，并將其運送至切削加工站。

2、加工站

主要由主要包括滑動料臺，模擬沖頭和沖床, 磁性開關(guān)、電磁閥，帶保護接線端子單元等組成。工作過程描述：把該單元物料臺上的工件送到?jīng)_壓機構(gòu)下面，完成一次沖壓加工動作，然后再送回到物料臺上，待輸送單元的抓取機械手裝置取出。

3、裝配站（三工位）

主要由井式供料單元、三工位旋轉(zhuǎn)工作臺、平面軸承、沖壓裝配單元、光電傳感器、電感傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、步進電機及驅(qū)動器、支架、機械零部件構(gòu)成。工作過程描述：該站主要完成大小工件的緊合裝配過程。當(dāng)搬運站氣動機械手把工件運送到裝配站旋轉(zhuǎn)工作臺上后，旋轉(zhuǎn)工作臺順時針旋轉(zhuǎn)，將工件旋轉(zhuǎn)到井式供料單元下方，井式供料單元頂料氣缸伸出頂住倒數(shù)第二個工件；擋料氣缸縮回，工件庫中底層的工件落到待裝配工件上，擋料氣缸伸出到位，頂料氣缸縮回物料落到工件庫底層，同時旋轉(zhuǎn)工作臺順時針旋轉(zhuǎn)，將工件旋轉(zhuǎn)到?jīng)_壓裝配單元下方，沖壓氣缸下壓，完成工件緊合裝配后，氣缸回到原位，旋轉(zhuǎn)工作臺順時針旋轉(zhuǎn)到待搬運位置后，搬運站氣動機械手伸出并抓取該工件，并將其運送往物料分揀站。

4、分揀站

主要由傳送帶、變頻器、三相交流減速電機、旋轉(zhuǎn)氣缸、磁性開關(guān)、電磁閥、調(diào)壓過濾器、光電傳感器、光纖傳感器、對射傳感器、支架、機械零部件構(gòu)成。工作過程描述：該站主要完成對上站傳送至本站的裝配完畢的工件進行分揀。系統(tǒng)入料口光電傳感器檢測到有工件，變頻器啟動并帶動傳送帶運動，將工件送入分揀區(qū)，通過旋轉(zhuǎn)氣缸將白色工件推入1號料槽、黑色工件導(dǎo)入2號料槽，傳輸皮帶停止工作，等待下一個工件，同時計數(shù)器記錄工件入庫個數(shù)。

5、搬運站

主要由交流伺服電機及驅(qū)動器、直線導(dǎo)軌、四自由度搬運機械手、定位開關(guān)、行程開關(guān)、支架、機械零部件構(gòu)成。工作過程描述：該站主要完成向各個工作站輸送工件。系統(tǒng)復(fù)位先回原點，當(dāng)?shù)竭_(dá)原點位置后，系統(tǒng)啟動，井式供料站送料到物料臺后，光電傳感器檢測到有工件時，搬運機械手伸出將工件搬運到切削加工站物料臺上，等加工站加工完畢后，再將工件送到三工位裝配站完成兩種不同工件裝配，最后將兩種工件成品送到分揀站分揀入庫。

四、系統(tǒng)配置清單

序號	名稱	規(guī)格	數(shù)量	單位	備注
1	工作臺	≥1980mm×800mm×800mm	1	張
2	PLC模塊	CPU 1214C (AC/DC/RLY)	2	臺
		CPU 1214C (AC/DC/RLY)+1路模擬量輸出模塊	1	臺
		CPU 1214C (DC/DC/DC)+8入8出模塊	2	臺
3	變頻器模塊	功率≥0.37kW	1	臺
4	觸摸屏模塊	7032KT 7英寸 TFT真彩，65K色	1	套
5	電源模塊	三相電源總開關(guān)（帶漏電和短路保護）1個、熔斷器4只、單相三極電源插座4個、DC24 5A電源	1	塊
6	控制單元模塊	配備有DC24V指示燈：黃色（L1）、綠色（L2）、紅色（L3）各一只。主令器件：綠色常開按鈕SB1一只，紅色常開按鈕SB2一只，黃色常開按鈕SB3一只，選擇開關(guān)SA（一對轉(zhuǎn)換觸點），急停按鈕QS（一個常閉觸點）。	1	塊
7	供料機構(gòu)	主要由井式工件庫、推料氣缸、物料臺、光電傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、支架、機械零部件構(gòu)成。	1	套
8	加工機構(gòu)	主要由物料臺、物料夾緊裝置、龍門式二維運動裝置、主軸電機、刀具以及相應(yīng)的傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、步進電機及驅(qū)動器、主軸電機、滾珠絲桿副、支架、機械零部件構(gòu)成。	1	套
9	裝配機構(gòu)	主要由：井式供料單元、三工位旋轉(zhuǎn)工作臺、平面軸承、沖壓裝配單元、光電傳感器、電感傳感器、磁性開關(guān)、電磁閥、步進電機及驅(qū)動器、支架、機械零部件構(gòu)成。	1	套
10	分揀機構(gòu)	主要由：傳送帶、變頻器、三相交流減速電機、旋轉(zhuǎn)氣缸、磁性開關(guān)、電磁閥、調(diào)壓過濾器、光電傳感器、光纖傳感器、對射傳感器、計數(shù)器、支架、機械零部件構(gòu)成。	1	套
11	搬運機構(gòu)	主要由：交流伺服電機及驅(qū)動器、直線導(dǎo)軌、四自由度搬運機械手、定位開關(guān)、行程開關(guān)、支架、機械零部件構(gòu)成。	1	套
12	工件	含大小黑白工件	1	套
13	電源線	單相三芯電源線	4	根
14	實訓(xùn)導(dǎo)線	強電、弱電連接導(dǎo)線	1	套
15	PU氣管	Ф4/Ф6若干	1	套
16	氣動接頭	氣動快插式三通接頭EPE6	5	只
17	PLC編程電纜	網(wǎng)線	2	根
18	配套U盤	包含PLC編程軟件、使用手冊、程序等	1	套
19	配套工具	工具箱：十字長柄螺絲刀、大、中、小號一字螺絲刀，中、小號十字螺絲刀，鐘表螺絲刀，剝線鉗，尖嘴鉗，剪刀，電烙鐵，驗電筆，萬用表，鑷子，活動扳手，內(nèi)六角扳手（8把）	1	套
20	型材電腦桌	4080鋁合金（帶槽），長度：≥815mm，壁厚：≥2mm，不少于2根； 4080鋁合金，長度：≥510mm ，壁厚：≥2mm，不少于2根；桌面板，尺寸：≥650x550x25mm，不少于1張； 4080鋁合金塑料端蓋圓弧，不少于2個； 4080鋁合金塑料端蓋平，不少于4個；直角支撐，鈑金厚度：≥1.5mm ，尺寸：≥200x150x40mm，不少于2個；桌面支撐鈑金，厚度：≥1.5mm，尺寸：≥570x400x120mm，不少于1張；福馬輪，GD-40F，不少于4只。	1	張
21	靜音氣泵	0.4～0.8MPa	1	臺

五、PLC仿真教學(xué)軟件及資源包

1、系統(tǒng)由微課學(xué)習(xí)、編程實訓(xùn)、創(chuàng)意實訓(xùn)和個人中心四個模塊組成。

2、微課學(xué)習(xí)包括視頻和元件庫兩個模塊，可通過樹形菜單選擇。視頻資源包括PLC相關(guān)的學(xué)習(xí)視頻20個，涵蓋PLC知識講解、PLC編程、軟件使用和實物操作等種類。

3、元件庫主要包括與PLC相關(guān)的低壓電氣元件、傳感器和執(zhí)行器，建立了三維數(shù)字模型并進行虛擬展示，三維模型總數(shù)不少于20個。點擊任意元件，可展示元件的三維模型，能夠進行三維交互，包括縮放、旋轉(zhuǎn)、平移，能夠?qū)α慵M行360°觀看。

4、編程實訓(xùn)模塊主要由典型的PLC實訓(xùn)項目組成，分為初級實訓(xùn)和中級實訓(xùn)兩個類別。編程實訓(xùn)需要針對固定的實驗場景進行編程實訓(xùn)，編程實訓(xùn)項目的數(shù)量不少于20個。

5、通過實訓(xùn)項目樹形菜單與實訓(xùn)項目圖片按鈕均可進入實訓(xùn)場景，實訓(xùn)場景為相關(guān)的三維虛擬場景，場景可進行放大、縮小、旋轉(zhuǎn)等交互操作。

6、可進行實訓(xùn)項目通信設(shè)置：點擊通信設(shè)置按鈕可打開PLC連接設(shè)置，可選擇西門子S_200實物、S_300實物、S_300虛擬、三菱等不同的控制器，連接成功通信狀態(tài)指示燈變綠。

7、可查看實訓(xùn)項目點位配置：點擊配置按鈕可打開配置界面，查看PLC點位設(shè)置，配置傳感器和執(zhí)行器的點位。

8、可實現(xiàn)自動考核：點擊考核按鈕將進入考核模式，該模式中自動執(zhí)行PLC程序，并對程序進行檢測，檢測完畢后進行自動打分，當(dāng)PLC未連接或處于運行狀態(tài)時，考核模式不會啟動。

9、仿真運行：連接PLC后點擊運行按鈕可進入操作狀態(tài)，在三維場景中就可仿真程序的運行結(jié)果，查看程序的正確性，如果程序錯誤，三維場景會有錯誤的提示。

10、創(chuàng)意實訓(xùn)可以自主搭接實訓(xùn)場景，實訓(xùn)場景具備保存和導(dǎo)入功能。

11、創(chuàng)意實訓(xùn)需要具備零件庫，零件庫中零件的數(shù)量不少于50個，軟件能夠?qū)α慵M行分類管理，零件分類發(fā)/接收器、貨物、重型傳送設(shè)備、輕型傳送設(shè)備、傳感器、安全設(shè)備、操作站、工作站等種類。

12、創(chuàng)意實訓(xùn)場景中的物體具備物理模型，能夠反映物體的運動狀態(tài)，搭建的時候能夠進行干涉檢測，可以在三維場景中移動零件的位置。實訓(xùn)中的傳送帶類零件，能夠調(diào)整傳送帶的速度及轉(zhuǎn)向。

13、創(chuàng)建物體后，鼠標(biāo)放置物體上。單擊鼠標(biāo)右鍵可查看相應(yīng)功能或?qū)傩浴Ｔ趫鼍爸锌蓪崿F(xiàn)零件的刪除、位置升降、旋轉(zhuǎn)等操作。

14、實訓(xùn)場景搭建之后，能夠配置傳感器和執(zhí)行器與PLC的連接關(guān)系，對于傳感器和執(zhí)行器，可以設(shè)置高電平有效還是低電平有效。每個控制對象的IO點都可以單獨設(shè)定。

15、聯(lián)機設(shè)定：可選擇通信協(xié)議方式和PLC實物或者虛擬，通過輸入IP地址或者站點號進行連接。

16、個人中心能夠查看學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及實訓(xùn)項目的考核情況，展示視頻學(xué)習(xí)情況、實訓(xùn)項目考核成績及通過狀態(tài)。

17、視頻演示。

18、多功能電參數(shù)測量系統(tǒng)（配置1套供授課教師使用）

六、實訓(xùn)項目

1、氣動控制回路安裝與調(diào)試

該配置配有多種類型的氣缸、電磁閥，磁性開關(guān)，如：單出桿氣缸、單出雙桿氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸等氣動執(zhí)行元件、單控電磁閥、雙控電磁閥和磁性開關(guān)等，基于這些氣動控制元件，可完成下列氣動技術(shù)的安裝調(diào)試訓(xùn)練任務(wù)：

(1)氣動方向控制回路的安裝與調(diào)試

(2)氣動速度控制回路的安裝與調(diào)試

(3)氣動旋轉(zhuǎn)控制回路的安裝與調(diào)試

(4)氣動順序控制回路的安裝與調(diào)試

(5)氣動機械手裝置的安裝與調(diào)試

(6)氣動系統(tǒng)的安裝與調(diào)試

2、電氣控制電路的安裝和PLC程序編寫

該裝置配有PLC主機模塊、變頻器模塊、伺服電機驅(qū)動模塊、步進電機驅(qū)動模塊和各種傳感器等，基于這些模塊，可完成下列PLC應(yīng)用技術(shù)訓(xùn)練任務(wù)：

(1)異步電機控制電路的連接與控制程序編寫

(2)異步電機調(diào)速控制電路的連接與控制程序編寫

(3)步進電機控制電路的連接與控制程序編寫

(4)交流伺服電機控制電路的連接與控制程序編寫

(5)氣動方向控制程序編寫

(6)氣動順序動作控制程序編寫

(7)氣動機械手控制程序編寫

(8)皮帶輸送控制程序編寫

(9)自動生產(chǎn)線控制程序編寫

3、PLC工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)的安裝及調(diào)試

選用PLC作為主控制器，其本身集成以太網(wǎng)通信口具備以太網(wǎng)通信功能，基于本網(wǎng)絡(luò)通信功能，可完成下列工業(yè)現(xiàn)場總線通信技術(shù)訓(xùn)練任務(wù)：

(1)以太網(wǎng)絡(luò)的硬件連接、調(diào)試

(2)以太網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置、調(diào)試

(3)基于多臺PLC的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)讀寫程序編寫與調(diào)試

4、機電設(shè)備安裝與調(diào)試項目

井式供料、切削加工、多工位裝配、氣動機械手搬運、皮帶傳送分揀等工作站及相應(yīng)的電源模塊、按鈕模塊、PLC模塊、變頻器及交流電機模塊、步進電機驅(qū)動模塊、伺服電機驅(qū)動模塊和各種工業(yè)傳感器等控制檢測單元為硬件平臺，可完成下列機電設(shè)備安裝和控制的訓(xùn)練任務(wù)：

(1)井式供料機構(gòu)的安裝與調(diào)試

(2)切削加工機構(gòu)的安裝與調(diào)試

(3)多工位裝配機構(gòu)的安裝與調(diào)試

(4)氣動機械手設(shè)備安裝與調(diào)試

(5)輸送線設(shè)備安裝與調(diào)試

(6)工件分揀機構(gòu)的安裝與調(diào)試

(7)自動生產(chǎn)線系統(tǒng)安裝與調(diào)試

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