SBGJD-06自动化生产线控制实训考核装置
一、自动化生产线控制实训考核设备概述
自动化生产线控制实训考核装备由安装在铝合金导轨式实训台上的送料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成。电气布局采用双抽屉式,所有其电气控制器都安装在网孔板式的抽屉上。其中,每一工作单元都可自成一个独立的系统,同时也都是一个机电一体化的系统。各个单元的执行机构基本上以气动执行机构为主,但输送单元的机械手装置整体运动则采取伺服电机驱动、精密定位的位置控制,该驱动系统具有长行程、多定位点的特点,是一个典型的一维位置控制系统。分拣单元的传送带驱动则采用了通用变频器驱动三相异步电动机的交流传动装置。位置控制和变频器技术是现代工业企业应用最为广泛的电气控制技术。
在该设备上应用了多种类型的传感器,分别用于判断物体的运动位置、物体通过的状态、物体的颜色及材质等。传感器技术是机电一体化技术中的关键技术之一,是现代工业实现高度自动化的前提之一。
在控制方面,标准配置采用了基于RS485串行通信的PLC网络控制方案,即每一工作单元由一台PLC承担其控制任务,各PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。用户可根据需要选择不同厂家的PLC及其所支持的RS485通信模式,组建成一个小型的PLC网络。小型PLC网络以其结构简单,价格低廉的特点在小型自动生产线仍然有着广泛的应用,在现代工业网络通信中仍占据相当的份额。另一方面,掌握基于RS485串行通信的PLC网络技术,将为进一步学习现场总线技术、工业以太网技术等打下了良好的基础。
二、功能特点
自动生产线实训考核装备具有以下较为突出的优点：
1、基本包含了高职自动化类专业的核心知识点。
2、具有很高的灵活性和易扩展性,特别适于技能考核和竞赛。
很容易将485通讯模式升级为现场总线、远程I/O模式等。
输送站的位置控制伺服电机和步进电机很容易跟换。
工作站的升级也非常的容易。
3、工作流程由浅入深,符合教学规律。
各个单元的基本功能如下：
1、供料单元
供料单元的基本功能：
供料单元是起始单元,在整个系统中,起着向系统中的其他单元提供原料的作用。
供料单元的具体功能：
按照需要将放置在料仓中待加工工件（原料）自动地推出到物料台上,以便输送单元的机械手将其抓取,输送到其他单元上。
供料单元的主要组成：
主要包括竖式料筒,顶料气缸,推料气缸,物料检测传感器部件,安装支架平台,材料检测装置部件,带保护接线端子单元等组成。
2、加工单元
加工单元的基本功能：
加工单元是对工件处理单元之一,在整个系统中,起着对输送站送来工件进行模拟冲孔处理或工件冲压等作用。
加工单元的具体功能：
（1）把该单元物料台上的工件（工件由输送单元的抓取机械手装置供料送来）送到冲压机构下面,完成一次冲压加工动作,然后再送回到物料台上,待输送单元的抓取机械手装置取出。
（2）该单元物料台上的工件（工件由输送单元的抓取机械手装置从装配站送来）送到冲压机构下面,完成把小工件压入到大工件的工作过程,然后再送回到物料台上,待输送单元的抓取机械手装置取出。
加工单元的主要组成：
主要包括滑动料台,模拟冲头和冲床,紧机械手,物料台伸出/缩回气缸,带保护接线端子单元及相应的传感器,电磁阀构等组成。
3、装配单元
装配单元的基本功能：
装配单元是对工件处理的力一单元,在整个系统中,起着对输送站送来工件进行装配及小工件供料的作用。
装配单元的具体功能：
将该单元将料仓内的黑色或白色小圆柱工件进行送料抬上。
（1）把从加工单元已加工好的大工件进行装配（通过机械手把小工件装配到大工件内）,然由输送单元的搬运机械手搬向分解单元。
（2）把从供料单元的大工件进行装配（通过机械手把小工件装配到大工件内）,然由输送单元的搬运机械手搬加工单元进行冲压的加工。
装配单元的主要组成：
主要包括供料机构,旋转送料单元,机械手装配单元,放料台,带保护接线端子单元等组成。
4、分拣单元
分拣单元的基本功能：
完成将上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣,使不同颜色的工件从不同的料槽分流、分别进行组合的功能。
分拣单元的主要组成：
主要包括传送带机构,三相电机动力单元,分拣气动组件,传感器检测单元,高进度反馈和定位机构,带保护接线端子单元等组成。
5、输送单元
输送单元的基本功能：
该单元通过到指定单元的物料台精确定位,并在该物料台上抓取工件,把抓取到的工件输送到指定地点然后放下的功能。
输送单元的主要组成：
主要包括四自由度机械手,直线输单元,比例传送机构,多功能安装支架,同步轮,同步带,带保护接线端子单元等组成。
三、要求可完成的实训项目
1、有机融合了机械技术（包括气动技术）、传感器技术、交流电动机变频调速和步进电机驱动控制、触摸屏技术、PLC控制及通信网络等技术,体现了现代制造业生产过程的特征。
1)供料单元的安装与调试的实训；
2)加工单元的安装与调试的实训；
3)装配单元的安装与调试的实训；
4)分拣单元的安装与调试的实训；
5)输送单元的安装与调试的实训；
6)自动生产线控制的安装与调试的实训；
2、整体结构采用开放式和拆装式,能方便地更换模块,按具有生产性功能和整合学习功能的原则确定模块内容,使教学或竞赛时可方便的选择需要的模块。设备的扩展性和升级性强,如：
1)可扩展工作单元；
2)电气升级为现场总线；
3)定位模块来控制伺服电机等；
3、用于教学,可按工作过程导向,工学结合的模式规划教学活动,完成以下工作任务：
符合循序渐进的教学规律
1）气动系统的安装与调试项目：选用该装备配置的单出杆气缸、单出双杆气缸、旋转气缸等气动执行元件和单控电磁换向阀、双控电磁换向阀和磁性开关等气动控制元件,可完成下列气动技术的工作任务：
1)气动方向控制回路的安装；
2)气动速度控制回路的安装；
3)摆动控制回路的安装；
4)气动顺序控制回路的安装；
5)气动机械手装置的安装；
6)气动系统安装与调试；
7)气动综合系统的设计与安装；
2）电气控制电路的安装和PLC程序编写项目：选用该装置配置的PLC模块、变频器模块和伺服驱动模块、传感器等,可完成下列PLC应用技术工作任务：
1)三相电动机正反转控制电路的连接与控制程序编写；
2)三相电动机控制电路的连接与控制程序编写；
3)电动机调速控制电路的连接与控制程序编写；
4)变频器模拟量控制的连接与控制程序编写；
5)伺服电机控制电路的连接与参数设置；
6)PLC控制网络控制技术；
7)气动方向控制程序编写；
8)气动顺序动作控制程序编写；
9)气动机械手控制程序编写；
10)皮带输送机控制程序编写；
11)机电一体化设备控制程序编写；
12)自动生产线控制程序编写。
13)PLC通讯网络的安装、程序编制及调试：
14)PLC控制技术---485通信技术的编程和调试
15)机电设备安装与调试项目：选用该装置配置的机电一体化设备部件、PLC模块、变频器模块和指令开关、传感器等,可完成下列机电设备安装和机电一体化技术的工作任务：
1)传动装置同轴度的调整；
2)供料单元的机械安装与调整；
3)加工单元的机械安装与调整；
4)装配单元的机械安装与调整；
5)分拣单元的机械安装与调整；
6)输送单元的机械安装与调试；
7)自动生产线设备安装与调试。
4、该装备用于考核或技能竞赛,可考察的职业能力：
1)机械构件的装配与调整能力；
2)机电设备的安装与调试能力；
3)电路安装能力；
4)气动系统的安装与调试能力；
5)变频器在自动生产线的使用能力；
6)伺服电机在自动生产线的使用能力；
7)PLC模拟量控制在自动生产线的使用能力；
8)机电一体化设备的控制程序的编写能力；
9)自动控制系统的安装与调试能力。
10)PLC网络的安装、编程与调试能力。
11)★人机界面、组态技术的编程与调试能力
12)★符合国家职业技术标准"可编程序设计师三级标准"
四、自动化生产线控制实训考核平台配置清单
序号 |
名称 |
主要技术指标 |
数量 |
单位 |
备注 |
1 |
实训桌 |
1998mm×960mm×780mm铝钢结构,带滚轮（滚轮带有刹车）,双面四抽屉,抽屉采用网空板,设备安装灵活。 桌面：由12条（20*80*1980）mm铝型材组搭而成；桌面可使用有效面积1900800平方mm；桌面上开有四个长方形过线空（30*70）mm,套有工程塑料防护套。 桌脚：由四条（690*80*40）mm的铝型材加工而成,能保证桌子的稳定性。 万向脚轮支撑梁：由两条（810*80*40）mm铝型材加工而成,能整机桌面的稳定行,提高设备的是寿命。 网孔板抽屉：有A、B两种网孔板抽屉,用于灵活的布置、安装控制设备；A抽屉有效使用面积203320平方mm；；A抽屉有效使用面积304300平方mm. |
1 |
台 |
|
2 |
供料单元 |
主要包括竖式料筒,顶料气缸,推料气缸,物料检测传感器部件,安装支架平台,材料检测装置部件,带保护接线端子单元等组成。 ★底板：采用（290*340*15）mm的钢板,保证了设备的稳定行和水平度；底板上开有四个（30*8）mm的定位空,与桌面连接,保证了设备安装的牢固,稳定。 供料支撑架：有截面为（20*20）mm方铝组搭建而成,由于方铝四面都有U型滑槽,提高了设备的灵活性。 |
1 |
套 |
|
3 |
输送单元 |
主要包括四自由度机械手,直线输单元,比例传送机构,多功能安装支架,同步轮,同步带,带保护接线端子单元等组成。 ★底板：采用（1470*750*10）mm的铝板,保证了设备的稳定行和水平度,同时降低了设备本身的重量,适合学生实训；底板上开有多个定位空,与桌面连接,保证了设备安装的牢固,稳定。 ★同步带：采用了T5? 10系列型号的同步带3.5米和环形同步带T5*250 10。 同步轮： A型：12-T5? C8内孔8mm,12个齿 B型：24-T5? C11内孔11mm,24个齿 C型：24-T5? C8内孔8mm,24个齿 |
1 |
套 |
|
4 |
加工单元 |
主要包括滑动料台,模拟冲头和冲床,带保护接线端子单元等组成。 底板：采用（390*340*15）mm的钢板,保证了设备的稳定行和水平度；底板上开有四个（30*8）mm的定位空,与桌面连接,保证了设备安装的牢固,稳定。 加工站支撑架：有截面为（20*20）mm方铝组搭建而成,由于方铝四面都有U型滑槽,提高了设备的灵活性。 |
1 |
套 |
|
5 |
装配单元 |
主要包括供料机构,旋转送料单元,机械手装配单元,放料台,带保护接线端子单元等组成。 底板：采用（450*340*15）mm的钢板,保证了设备的稳定行和水平度；底板上开有六个（30*8）mm的定位空,与桌面连接,保证了设备安装的牢固,稳定,同时具备装配站有横、竖两种装配方法,保证了设备的灵活性和多样性。 ★装配站支撑架：有截面为（20*20）mm方铝组搭建而成,由于方铝四面都有U型滑槽,提高了设备的灵活性。 |
1 |
套 |
|
6 |
分料单元 |
主要包括传送带机构,三相电机动力单元,分拣气动组件,传感器检测单元,高进度反馈和定位机构,带保护接线端子单元等组成。 底板：采用（720*340*15）mm的钢板,保证了设备的稳定行和水平度；底板上开有六个（30*8）mm的定位空,与桌面连接,保证了设备安装的牢固,稳定,同时具备装配站有横、竖两种装配方法,保证了设备的灵活性和多样性。 ★分料站支撑架：由10mm厚的铝板加工叠加而成,具备工业传送的防震、防抖、打滑等功能。 传感器支架,可在（0--400）mm之间进行无极定位。提高设备的灵活性 |
1 |
套 |
|
7 |
配电箱 |
配电箱底部采用抽屉式安装方式,配电箱尺寸（480*390*120）mm采用2mm厚的铁板折叠而成, |
1 |
套 |
|
8 |
步进电机 |
1 |
套 |
||
9 |
三相电机 |
80YS25GY38/80GK10HF099主要由电机和减速箱组成,减速比为1：10. |
1 |
台 |
|
10 |
光电传感器 |
CX-441 |
7 |
只 |
|
11 |
光电传感器 |
MHT15-N2317 |
2 |
只 |
|
12 |
接近传感器 |
GH1-F1710NA |
1 |
只 |
|
13 |
金属传感器 |
GH1-305QA |
2 |
只 |
|
14 |
光纤传感器 |
E3X-NA11/ E32-DC200 |
3 |
只 |
配套使用 |
15 |
警示灯 |
TDAL7-3ROG DC24V |
1 |
只 |
|
16 |
汇流板 |
5 |
只 |
||
17 |
双向电控气阀 |
4V120-M5 |
2 |
只 |
带灯 |
18 |
单向电控气阀 |
4V110-M5 |
16 |
只 |
带灯 |
19 |
气缸 |
18 |
只 |
配磁性开关、按装支架 |
|
18 |
通讯装置 |
1 |
套 |
||
19 |
过滤减压阀 |
GFR20008F1 |
1 |
只 |
亚德客 |
20 |
电磁阀组件 |
5 |
套 |
||
21 |
电源配电系统 |
1 |
套 |
||
22 |
气泵 |
1 |
台 |
||
23 |
工具 |
1 |
套 |
见工具附表 |
|
24 |
带保护接线端子组 |
5 |
套 |
||
25 |
控制单元 |
Z-17由3个指示灯组成,2个点动按钮,1个转换开关,1个急停按钮组成。 |
5 |
只 |
|
35 |
可编程控制器 |
PLC品牌选西门子 |
1 |
套 |
见PLC配置表 |
36 |
物料 |
1 |
套 |
6种,每样5个 |
|
37 |
触摸屏 |
KTP 700BASIC PN |
1 |
台 |
昆仑通态 |
38 |
自动化控制软件 |
1 |
套 |
附表一工具配置
序号 |
名称 |
型号/规格 |
单位 |
数量 |
备注 |
1 |
工具箱 |
1 |
只 |
||
2 |
内六角扳手 |
HANS.w |
1 |
套 |
长的 |
3 |
尖嘴钳 |
雄特160mm |
1 |
只 |
|
4 |
剥线钳 |
鸿义HY-150 |
1 |
只 |
|
5 |
压线钳 |
HS-06WF |
1 |
把 |
|
6 |
十字螺丝刀 |
新发3寸 |
1 |
把 |
|
7 |
一字螺丝刀 |
新发3寸 |
1 |
把 |
|
8 |
斜口钳 |
雄特160mm |
1 |
只 |
|
9 |
十字螺丝刀 |
得力3×75mm |
1 |
把 |
|
10 |
一字螺丝刀 |
得力3×75mm |
1 |
把 |
|
11 |
钟表螺丝刀 |
1 |
套 |
||
12 |
万用表 |
数字MY60 |
1 |
个 |
|
13 |
奶子锤（小号） |
1 |
个 |
||
14 |
尼龙棒 |
长20cm直径30mm |
1 |
条 |
|
15 |
橡胶榔头（小号） |
1 |
个 |
||
16 |
内卡簧钳 |
1 |
把 |
附表二PLC配置、西门子系统
序号 |
名称 |
型号/规格/编号 |
单位 |
数量 |
制造商 |
1 |
可编程控制器PLC |
S7-200-224CN AC/DC/RLYI14/O10 AC220V供电 |
台 |
2 |
西门子 |
2 |
可编程控制器PLC |
S7-200-226CN AC/DC/RLYI24/O16?AC220V供电 |
台 |
1 |
西门子 |
3 |
可编程控制器PLC |
S7-200-224CNXPAC/DC/RLYI14/O10 AC220V供电 |
台 |
1 |
西门子 |
4 |
可编程控制器PLC |
S7-200-226CN DC/DC/DCI24/O16DC24V供电 |
台 |
1 |
西门子 |
5 |
PROFIBUS DP |
45°出线带编程口 |
个 |
1 |
西门子 |
6 |
PROFIBUS DP |
90°出线不带编程口 |
个 |
4 |
西门子 |
7 |
电缆 |
PROFIBUS |
米 |
11 |
西门子 |
8 |
变频器 |
V20?? 0.37KW |
台 |
1 |
西门子 |
9 |
通讯线 |
两芯屏蔽线 |
米 |
3 |
|
10 |
PC/PPI通信线（编程线缆） |
中间不带转换器 |
条 |
2 |
西门子 |
11 |
PC/PPI通信线（编程线缆） |
中间带转换器支持网络 |
条 |
1 |
西门子 |
五、技术指标
1、交流电源：三相五线AC 380 V±10% 50Hz；
2、温度：-10～50℃；环境湿度：≤90％无水珠凝结；
3、外形尺寸：长×宽×高=2100mm×1000mm×1500mm；
4、整机功耗：≤1.5 kVA；
5、安全保护措施：实训台桌面采用高绝缘、高强度、耐高温的高密度板。具有接地保护、漏电保护功能,安全性符合相关的国标标准。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。
