ZNJD-T02型通用机电实训设备

一、设备总体概述

ZNJD-T02型通用机电实训设备主要由实训台架、典型的机电设备的机械部件，电气控制单元等组成。典型的机电设备的机械部件主要包括供料机构、传送带输送分拣机构、工业机器人、直角坐标机械手、立体仓库以及可扩展的模拟生产设备实训模块等；电气控制单元主要有电源配电、PLC可编程控制器、触摸屏、变频器、步进电机控制、伺服电机控制、按钮指示灯、接线端子及各种检测传感器等部分组成。整体结构要求采用开放式和拆装式，可根据现有的机械部件，以模块化的方式组装和搭建具有生产功能的智能生产线设备，也可添加其它机械部件组装其他生产设备，使整个装置能够灵活的按教学或竞赛要求组装具有生产功能的智能生产线设备。

ZNJD-T02型通用机电实训设备适合中等职业学校的《机械技术》、《机电设备安装与维修》、《机电技术应用》、《电气运行与控制》、《电气技术应用》、《电气及PLC控制技术》、《可编程控制器技术》、《PLC及其应用》、《人机界面组态与应用》、《传感器检测与应用》、《工业机器人基础与应用》、《运动控制技术与应用》、《变频器技术及应用》、《电子电器应用与维修》等专业课程的实训教学。也适合中高职学校、职业培训学校、职教中心、鉴定站的PLC实操、技能鉴定考核。

二、技术参数

1、输入电源：三相五线制AC 380V±10%  50HZ。

2、输入功率：2 kw。

3、工作环境：

1）温度：覆盖10℃～+40℃；   

2）相对湿度：90%（+20℃）；  

3）环境：空气清洁，无腐蚀性及爆炸性气体，无导电及能破坏绝缘的尘埃。

三、通用机电实训设备（实训台架）

1、设备台架

ZNJD-T02型通用机电实训设备以3张铝合金导轨式实训台为基础平台，扩展1张机械装调实训台以及1张钳工实训台。整体结构要求采用开放式和拆装式，框架结构主要采用铝合金型材搭建而成，型材有圆角，型材凹槽有包边，型材桌面采用悬浮式工作台设计，桌面四周有圆角型材包边，支撑脚底部带有万向脚轮。实训台下方四周都采用封门设计，前后面板采用带锁的可拆卸结构设计，内部集成电源控制柜、资料夹、机器人控制柜以及气站单元等功能。实训台左右侧面板均设置了三个标准的电源插座、气源接口、网络接口，配电箱后侧均采用航空快插接口设计。

实训台可根据不同形式生产功能要求将多个实训台组合成不同长宽的基础工作面，然后在基础平台上根据现有的机械部件，以模块化的方式组装和搭建具有生产功能的智能生产线设备，也可添加其它机械部件组装其他生产设备，使整个装置能够灵活的按教学或竞赛要求组装具有生产功能的智能生产线设备。

实训台另外单独配套一张机械装调单元的工作台和一张钳工实训台，机械装调工作台可用做于十字滑台、转塔冲压机构等机械装配单元的模块搭建与调试，钳工实训台可用于零部件的组装，测量以及方便地存放工作时所需要的手工具和零部件。

2、配置清单

表1：主要配置

序号	名称	主要技术指标	数量	单位
1	实训台	框架结构主要采用铝合金型材搭建而成，型材有圆角，型材凹槽有包边，型材桌面采用悬浮式工作台设计，桌面四周有圆角型材包边。支撑脚底部带有万向脚轮。实训台下方四周都采用封门设计，前后面板采用带锁的可拆卸结构设计，内部可放置电源控制柜、资料夹、机器人控制柜以及气站等单元，整体结构采用开放式和拆装式。 1）实训台1：长×宽×高=1200mm×800mm×925mm； 2）实训台2：长×宽×高=800mm×800mm×925mm； 3）实训台3：长×宽×高=800mm×800mm×925mm； 4）实训台4（机械装调实训台）： 长×宽×高=1200mm×800mm×925mm； 5）实训台5（钳工实训台）： 长×宽×高=950mm×700mm×1500mm；	1	套

四、通用机电实训设备（机械部分）

（1）供料装置

在本次采购的设备中的供料装置提供了多种不同形式的供料机构，采用的是托盘式供料形式；采用的是转盘式供料形式；采用的是十字滑台送料形式；在搭建自动化生产线时，可根据不同场景的供料需求选择相关供料模块。

托盘式供料台机构采用多层托盘结构设计，托盘采用3×3排列设计，每个托盘可放置多种不同属性的物料，供料时，通过工业机器人直接在托盘上抓取。

转盘式供料底部装有直流减速电机，作为旋转动力，并通过缓冲装置与送料盘内部的螺旋叶片连接，供料时，直流电机驱动螺旋叶片旋转，将物料送至出料口。

十字滑台机构由2台交流伺服电机，分别通过同步带传动的方式驱动两根高精度滚珠丝杆及滚珠式双滑块平面直线线性导轨，构成X、Y两轴定位装置，在平面内可完成各种高精度、高难度的供料移动或加工传动。

（2）传送带输送分拣装置

在设备中的采用了步进电机和三相异步电动机电机加编码器两种不同驱动方式的传送带，传送带运行时，物料可在传送带上进行自由定位，以满足物料在不同位置的检测，分拣，抓取等功能。在传送带两端处设计有挡料口，通过光电传感器检测物料；传送带上装有至少三个出料槽，同时正对料槽位置装有推料气缸，对不同类型的物料进行分拣。

（3）工业机械手装置

在本次采购的设备中要求采用工业机器人和直角坐标机械手两种工业机械手装置，该两种机械手在系统中主要用于物料的搬运或者进行工件装配等工作，可根据不通的功能需求，进行组合或者功能互换。

工业机器人在搬运或装配的过程中，根据不同的搬运对象或者不同的装配流程，需要用到不同的夹具，要求配置多种气动手爪快换装置，以满足不同的工装要求。

（4）工件旋转及翻转装置

工件在检测或者进行装配时，需要对工件进行不同角度的识别及校准，最后通过工业机器人和冲压单元进行装配和冲压。旋转机构可满足工件在旋转工作台平面上任意角度的旋转及位置校准，翻转机构可满足工件在垂直工作面上180度的翻转。

（5）冲压装置

在本次采购的设备中的供料装置应提供至少两种不同形式的冲压机构，伸缩冲压、机械式冲压；在搭建自动化生产线时，可根据不同冲压加工场景选择相关冲压加工模块。

伸缩冲压机构主要包括伸缩滑动料台，模拟冲头和冲床,物料台伸出/缩回气缸等组成。能把该单元物料台上的工件（工件由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，等待机械手装置取出。

机械冲压机构主要由旋转部件、模具、自动冲压部件等部分组成，可根据加工要求通过步进电机的转动完成旋转部件中多形状冲压模具的更换动作，并通过气动定位系统对旋转模块进行精确定位；最后利用气液增压缸以及冷冲压模具的联合动作对物料进行精密冲压。

（6）仓库装置

在本次采购的设备中提供至少两种不同形式的仓库单元，平面式仓库、直入式立体仓库；在搭建自动化生产线时，可根据不同存储管理场景选择相关的仓库模块。

该仓库装置采用5层6列的梯形结构设计，在每一层的库位中，可放置至少3个物料托盘，每个托盘可放置两种不同属性的物料，在出入库时，通过机械手不同的夹具，对托盘或者直接对物料进行出入库的搬运。

该立体仓库主要由货架和堆垛机两大部分组成，货架采用3层×3列设计，堆垛机的横轴和竖轴机械传动采用高精密的步进电机驱动，配以先进地机械设计、精密的机械加工及装配，通过平行和上下移动，将物料平稳精确的送入指定库位。

在物料托盘中嵌入了RFID电子标签、条形码或二维码图形标签，可以对仓库的物料进行数据化信息管理，在读写信息时，可通过RFID读写控制器或扫码枪操作进行信息的录入和读取，实现仓储的智能化、信息化管理。

（7）实训项目

通用机电实训设备用于教学，可按工作过程导向，工学结合的模式规划教学活动，可完成以下工作任务：

1.机电设备的装配与调整项目

选用该装置配置的机电设备部件、气缸、直流电机、步进电机、伺服电机、传感器等器件可完成下列机电设备组装工作任务：

1）机械识图与装配工艺的编写；

2）转盘供料机构的装配与调整；

3）托盘供料机构的装配与调整；

4）十字滑台机构的装配与调整；

5）皮带输送机的装配与调整；

6）物件分拣机构的装配与调整；

7）直角坐标机械手机构装配与调整；

8）工业机器人单元的定位安装调整；

9）旋转机构的组装与调整；

10）翻转机构的组装与调整；

11）伸缩式冲压机构的装配与调整；

12）砖塔冲压机构的装配与调整

13）智能立体仓库机构的装配与调整；

14）自动生产线设备组装与调整。

5.通用机电实训设备用于考核或技能竞赛，可考察的职业能力：

1）机械识图能力

2）机械构件的装配与调整能力；

3）机电设备的安装与调试能力；

4）电路安装能力；

5）气动系统的安装与调试能力；

6）通用机电设备的控制程序的编写与调试能力；

7）自动控制系统的安装与调试能力。

五、通用机电实训设备（电气控制单元）

（1）网孔式抽屉

实训台的控制单元采用网孔式抽屉，可根据不用的控制要求，选择或扩展相关的电气控制元器件，灵活的安装在抽屉网孔面上，自由搭建、布局灵活、扩展性和互换性强，实训操作时更加贴近工业自动化设备生产操作环境。

（2）电源供电

设备的配电箱位于实训台2的下方，电源供电采用配电箱集中配电方式，设备供电采用两组独立的供电进线方式，其中一组为三相五线制AC 380V的进线方式，电源进线经设备负荷开关再到三相漏电保护开关，最后经过各小型断路开关单独给设备各单元模块进行供电，配电箱后侧面板均采用航空快插接口设计，使各单元电源连接更加方便，灵活。配电箱中还配置一台直流开关稳压电源，输出为DC24V/10A,为系统提供稳定可靠的控制直流电源。另一组采用单相AC 220V的进线方式，给外围设备（计算机、线号机、小型气泵等）进行供电，供电接口位于设备的两侧。

（3）PLC、变频器及触摸屏模块

PLC、变频器及触摸屏控制系统模块可选配不同品牌的配置，其中包含7寸彩色触摸屏，配套安装支架，支架可固定与实训台架铝合金台面上。本次采购的设备中的PLC、变频器、按钮指示灯控制元件及其它电气元件均安装在网孔式抽屉中，可进行灵活的布局、安装、接线和扩展。

（4）采用插接线一体化接线端子

本次采购的设备的PLC模块的I/O 端子、变频器的接线端子、各指令开关、光电开关、传感器和指示元件的电路，控制元件电路均采用接插线一体化两用的接线端子。

具备即插即用型端子插接方式和直接接线方式两种方式。接线端子还可根据不同的电气属性，选用不同颜色的安全插座。

（5）智能检测单元

在该设备中，以梅花型联轴器作为物料的检测对象，在智能生产设备中配置有传感器检测装置，可检测出联轴器的高度，外径大小以及缓冲垫颜色等属性信息。

机器视觉检测系统主要由视觉光源、工业镜头、工业相机、视觉控制器、显示器以及上位机软件等部分组成，在智能生产设备中可用视觉检测系统检测出物料的不同特征属性。

（6）实训项目

1.气动系统的安装与调试项目：

选用该装置配置的单出杆气缸、气动手爪、旋转气缸、气动快换机构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与调试；

2）气动速度控制回路的安装与调试；

3）气动摆动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）气动快换控制回路的安装与调试；

6）气动系统安装与调试；

2.电气控制电路的安装与调试

选用该装置配置的PLC可编程控制器控制、变频器、步进电机和伺服电机驱动控制系统和指令开关、传感器等，可完成下列电气控制电路的安装与调试工作任务：

1）供料单元控制电路的连接与调试；

2）十字滑台单元电路的连接与调试

3）变频器驱动的输送分拣控制电路的连接与调试；

4）步进电机驱动的输送分拣控制电路的连接与调试；

5）直角坐标机械手电气控制电路的连接与调试；

6）工业机器人单元控制电路的连接与调试；

7）工件旋转单元控制电路的连接与调试；

8）工件翻转单元控制电路的连接与调试；

9）工件伸缩冲压单元控制电路的连接与调试；

10）工件转塔冲压单元控制电路的连接与调试；

11）智能立体仓库单元电路的连接与调试；

12）视觉识别系统电路的连接与调试；

13）扫码枪与RFID信息读写系统电路的连接与调试；

14）通用机电设备整机控制电路的连接与调试；

4.机电设备程序控制与调试项目

1）供料单元PLC控制程序编写与调试；

2）十字滑台单元的PLC定位控制程序编写与调试；

3）三相异步电机驱动的输送分拣单元PLC控制编写与调试；

4）步进电机驱动的输送分拣PLC控制编写与调试；；

5）直角坐标机械手PLC控制程序编写与调试；

6）工业机器人单元PLC控制程序编写与调试；

7）工件旋转单元PLC控制程序编写与调试；

8）工件翻转单元PLC控制程序编写与调试；

9）工件伸缩冲压单元PLC控制程序编写与调试；

10）工件转塔冲压单元PLC控制程序编写与调试；

11）立体仓库单元PLC控制程序编写与调试；

12）视觉识别系统流程编辑、PLC程序编写与调试；

13）扫码枪与RFID信息读写系统PLC程序编写与调试；

14）通用机电设备整机PLC控制程序编写与调试。