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机电一体化柔性生产线加工系统

作者：液压实验台,发布时间：2023-06-15,浏览：

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机电一体化柔性生产线加工系统,机电一体化组合实训平台

一、产品描述

MPS机电一体化生产线加工系统是为提高学生动手能力和实践能力而设计生产的一套实用性实验设备。给学生提供了既能满足专业需要又符合实际工业情况的教学环境，使学生将所学的诸多单科专业知识得到全面认识、综合训练和相互提升。每个单元具有一套PLC控制，可“单机/联机”运行，具有较好的柔性。将几个单元模块分开培训可以容纳较多的学员同时学习，在基本单元模块培训完成以后，又可以将相邻的两站、三站⋯直至多站连接在一起，学习复杂系统的控制、编程、装配和调试技术。

二、系统构成

供料单元、检测单元、加工单元、机械手单元、分拣单元。

三、产品涉及课程

气动技术、传感器技术、PLC编程技术、位置检测技术、电子电气技术、机械组装技术、传感器技术、电气驱动技术、信号连接与转换技术、机械手技术、物流技术、网络通讯技术、机械加工自动化技术、计算机应用技术。

四、性能参数

1、输入电源：AC220V±10％(单相三线)

2、整机功率：＜1kVA

3、外形尺寸：3750×800×1380mm

4、气源压力：0.6MPa

五、各单元介绍

1、供料单元

供料单元的主要功能是为系统提供加工工件。在管状料仓中最多可存放8个工件。供料过程中，推料气缸从料仓中逐一推出工件，真空吸盘将工件吸起，在摆臂气缸的驱动下将工件移动至下一单元的检测位置。

配置清单

序号	名称	规格
1.	实训桌	750×800×800mm
2.	上料机构	上料基座，料筒
3.	气缸	摆动气缸，笔形气缸，真空吸盘
4.	电磁阀
5.	调速阀
6.	气源过滤器
7.	光电传感器	多种规格
8.	磁传感器
9.	PLC主机	FX2N-48MR
10.	通讯模块	FX2N-485BD

2、检测单元

检测单元的主要功能是对工件的属性进行记录并检测工件的高度。光电、电感及电容传感器的组合检测可以区分工件的特性；高度检测机构完成对工件高度的检测。并将高度合格的工件传送至下一单元，而将高度不合格的工件推送至废料槽。

配置清单：

序号	名称	规格
1.	实训桌	750×800×800mm
2.	检测机构
3.	皮带传送机构
4.	废料槽
5.	气缸
6.	电磁阀
7.	调速阀
8.	气源过滤器
9.	光电传感器	多种规格
10.	电容传感器
11.	磁传感器
12.	PLC主机	FX2N-48MR
13.	通讯模块	FX2N-485BD

系统组成

(一) DW01电源、仪器控制屏

控制屏为铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板。为实验提供交流电源、高压直流电源、低压直流电源及各种测试仪表等。具体功能如下：

1、主控功能板

(1) 三相四线电源输入，经漏电保护器后，经过总开关,由接触器通过起、停按钮进行操作；

(2) 设有450V指针式交流电压表三只，指示电源输入的三相电压；

(3) 定时器兼报警记录仪（服务管理器），平时作为时钟使用，具有设定实验时间、定时报警、切断电源等功能；还可以自动记录由于接线或操作错误所造成的漏电告警、仪表超量程告警总次数, 为学生实验技能的考核提供一个统一的标准。

2、交、直流电源

(1) 励磁电源：直流220V/0.5A，具有短路保护。

(2) 电枢电源：直流0～220V/2A连续可调电源一路，具有短路保护。

(3) 直流可调稳压电源：0-30V/2A，具有短路软截止自动恢复保护功能。

(4) 交流电源：设有单相调压器一组，可得到交流0～250V可调电压；

3、交、直流仪表

(1) 交流电压表：0～500V带镜面交流电压表一只，精度1.0级。

(2) 交流电压表：0～5A带镜面交流电流表一只，精度1.0级，具有超量程报警、指示、切断总电源等功能。

(3) 功率、功率因数表：由微电脑、高精度A/D转换芯片和全数显电路构成。通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。为了提高测量范围和测试精度，在硬、软件上均分八档区域，自动判断、自动换档。功率测量精度1.0级，电压、电流量程分别为450V、5A，测量功率因数时还能自动判断负载性质（感性显示“L”，容性显示“C”，纯电阻不显示），可储存15组数据，供随时查阅。

(4) 直流电压表：直流数字电压表1只，测量范围0～300V，三位半数显，输入阻抗为10MΩ，精度0.5级。

(5) 直流电流表：直流数字电流表1只，测量范围为0～5A，三位半数显，精度0.5级，具有超量程报警、指示、切断总电源等功能。

（二）实验桌

实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、而磨高密度板、结构坚固，造型美观大方。桌子左右各设有两个抽屉（带锁）。

（三）实训组件

1、PLC实训组件

（1）三菱系列

配置三菱FX1N-40MT PLC主机，内置数字量I/O（24路数字量输入16路数字量输出），FX1N-485BD通信模块，FX0N-3A模拟量模块（2路输入/1路输出），，配套SC-09通信编程电缆。

1.	SX1	抢答器/音乐喷泉	通过对抢答系统中各组人员抢答时序的监视和控制，掌握条件判断控制指令的编写方法；通过对音乐喷泉控制系统中“水流”及音乐的循环控制，掌握循环指令的编写方法。
2.	SX2	装配流水线/十字路口交通灯	通过对“生产流水线”顺序加工过程及十字路口交通灯路况信号控制，掌握顺序控制指令的编写方法。
3.	SX3	水塔水位/天塔之光	通过对“水塔水位”和“储水池水位”变化过程的判断，了解简单逻辑控制指令的编写方法。通过对天塔之光闪亮过程的移位控制，掌握移位寄存器指令的编写方法。
4.	SX4	自动送料装车/四节传送带	通过对传送带启停、传送状态的控制和对货物在自动送料装车系统中流向、流量的控制，掌握较复杂逻辑控制指令的编写方法。
5.	SX5	多种液体混合装置	通过对“液体混合装置”中不同液体比例及液体混合时搅拌时间的控制，掌握条件判断指令及各种不同类型的定时器指令的编写方法。
6.	SX6	自动售货机	通过对用户投币数目的识别和自动售货机中各种“货物”的进出控制，掌握各种计数器指令及比较输出指令的编写方法。
7.	SX7	自控轧钢机/邮件分拣机	通过对自控轧钢机和邮件分拣机材料（“钢锭“邮件”）来料数量、来料类别识别及对各种执行器（例如“电机”）启停时序的控制，掌握数值运算指令及中断指令的编写方法。
8.	SX8	机械手控制/自控成型机	通过对机械手停留“位置”及自控成型机各方向“液缸位置”的控制，掌握一个完整工业应用系统中的较简单逻辑控制程序的编写能力。
9.	SX9	加工中心	通过对加工中心中各方向“电机”运行方向及“刀库”进出刀、换刀过程的控制，掌握一个完整工业应用系统中的较复杂逻辑控制的编写能力。
10.	SX10	四层电梯	通过对一个完整的四层电梯模型的综合控制，初步掌握PLC控制系统的分析、I/O分配、设计I/O接线图、接线、编程、调试等工作过程的综合知识。
11.	SX11	步进电机/直线运动：（实物）步进电机系统由驱动电路、步进电机、刻度盘、指针等组成；直线运动系统由电机、同步带、光电传感器、导轨、移动块等组成。	通过利用PLC对步进电机及直线运动实物模块的控制，初步了解步进电机方向、拍数的控制及直线运动检测、定位控制。
12.	SX12	自动洗衣机/电镀生产线	通过对洗衣机进出水时间、洗涤流程及电镀生产线中物块侵入不同溶液的时间、方式、先后顺序的控制，掌握多点PLC控制系统的综合应用能力。
13.	SX13	直流电机控制/温度控制	通过对直流电机系统中脉冲信号采集、转速控制（电压量）及温度控制系统中的温度参数的控制，掌握高速计数器指令、模拟量处理指令、PID指令的使用。
14.	WK1	典型电动机控制实操单元：施耐德交流接触器3只；时间继电器1只，3个按钮，3只交流指示灯，2只热继电器，元器件配置专用底座。	掌握一般强电系统的安装和调试工作过程知识，实现PLC方式的电机典型运行控制；掌握安装和调试PLC电气控制系统的有关知识。
15.	WK2	网孔板	学会电气控制系统中各元器件的布局规划、安装、调试过程知识。
16.	BP1	变频器实训组件：配置三菱FR-D720-0.4K-CHT变频器，带有RS485通信接口及BOP操作面板	初步具有综合应用变频器的能力，了解变频调速在实际中的应用，掌握变频器与PLC之间USS通信协议的建立连接方法。
17.	CM1	触摸屏实训组件：7寸MCGS 7062	了解工业触摸屏的功能及使用方法、掌握与PLC之间的通信知识，并掌握复位、置位、交替等功能键、图形（曲线）显示、动态画面跟踪在触摸屏中的实现方法。
18.	MCU01	单片机模块	51单片机芯片．D/A转换电路．A/D转换电路．DS1302 时钟芯片．8位LED灯．8位数码管．蜂鸣器．独立按键．矩阵键盘．温感18B20．8*8点阵．红外接收头．红外遥控接收器．LCD12864带字库．振动传感器．继电器．直流电机．步进电机．MAX232串口，数据线．杜邦线等
19.	SFDJ-01	伺服驱动模块	交流伺服电机及控制系统一套：绝缘等级B级。
序号	编号	控制对象实训模块	实训教学目标

2、网孔板及器件：

规格为410mm×600mm，在网孔板上学会电气控制系统中各元器件的布局规划、安装、调试技能，接近工业现场。器件配有：交流接触器3只、时间继电器1只、按钮3只、热继电器2只、断路器1只、接线排20孔。

3、电机导轨及光码盘测速系统

含光码盘测速系统（配有进口光电编码器）一套，不锈钢导轨1幅，道轨平整度好，无应力变形，同心度好。

4、工控组态软件一套：

打开软件编程环境，任何实训都可以编辑出形象直观动感强、数字效果好的组态棒图，并进行实训动态跟踪教学。

5、交流电机一台，380V Y/△接法

6、实训模型

1）运动小车模型

DYGJD-04机电一体化组合实训平台

小车运动控制系统实训模型由运动小车、滚珠丝杆传动机构、步进电机及驱动器、光电传感器、接近开关、开关电源等组成，通过传感检测、PLC编程，实现传动控制、键值优化比较行走控制、定向控制、定位控制、加减速控制、报警运行控制、点动控制、位置显示控制，该系统外观精美，体积紧凑，重量轻，坚固又相对精巧，行程范围：0.6米，装有4只光电传感器、5只接近开关和2只行程开关进行位置反馈。实训系统能满足大中专院校可编程控制器技术的教学、课程设计和毕业设计

2）液位/流量控制模型

DYGJD-04机电一体化组合实训平台

液位/流量控制实训对象系统”作为PLC控制系统的一个物理模型，是由有机玻璃水箱、微型水泵、储水槽、手动阀门、液位传感器和电气控制箱组成。

水泵由一功率放大电路来驱动，储水箱中的水从有机玻璃水箱顶部进入，底部用一手动阀门控制出水的流量。用扩散硅压力变送器来检测液位，输出4～20mA标准信号，通过PLC可编程控制器可实现液位的开关和闭环控制，它可作为学校老师和科研技术人员作为研究PLC算法控制的一个实训平台。

3）机械手实训模型

DYGJD-04机电一体化组合实训平台

①、组成及特点：

A、机械手实验装置由底座、旋转底座、气动部分、三维（X、Y、Z）运动机械及电气控制等四部分组成。气动部分由电磁阀和气缸组成。三维运动机械部分是一个采用滚珠丝杠传动的齿轮传动相结合的模块化结构，用于实现定位功能。

B、电气控制由步进电机驱动器、电源、传感器等组成。

C、通过传感器信号采集，PLC编程，实现对步进电机、直流电机、电磁阀进行较复杂的位置控制、时序逻辑控制及开关控制等功能。

D、能完成PLC主机网络及MCGS工控组态棒图动态跟踪实验教学。

②、通过编程，可实现如下实验功能

开机复位、横轴前伸/缩回、竖轴上升/下降、底盘旋转、手旋转、手张开/夹紧，通过编程，使上述功能按一定顺序排列即可完成将一定范围内的物品转运到指定位置。

四、实训项目

（一）PLC基本技能实训

1.PLC认知实训（软硬件结构、系统组成、基本指令练习、接线、编程下载等）

2.PLC仿真实训

（二）PLC模拟控制应用实训

3.数码显示控制

4.抢答器控制（优先级、数值运算，具有声效功能）

5.天塔之光控制（闪烁、发射、流水型）

6.音乐喷泉控制（具有声效功能）

7.十字路口交通灯控制

8.水塔水位控制

9.自动送料装车系统控制

10.四节传送带控制

11.装配流水线控制

12.多种液体混合装置控制

13.自控成型机控制

14全自动洗衣机控制（具有声效功能）

15.电镀生产线控制

16.自控轧钢机控制

17.邮件分拣机控制

18.自动售货机控制

19.机械手控制

20.三层电梯控制

21.四层电梯控制（实物）

22.加工中心控制（实物）

（三）PLC实物控制实训

23.直线运动位置识别、运动轨迹控制、定位控制

24.步进电机运动控制

25.电梯运行控制

（四）PLC高级技能实训（设计、安装、调试及检修）

27.三相电机点动控制线路

28.三相电机自锁控制线路

29.三相电机正反转控制线路

30.三相电机Y/△启动控制线路

31.三相电机顺序启动电气控制线路

32. C620车床的电气控制线路

（五）PLC、变频器、触摸屏综合应用技能实训

33.变频器功能参数设置与操作

34.变频器报警与保护功能

35.外部端子点动控制

36.变频器控制电机正反转

37.多段速度选择变频调速

38.变频器无级调速

39.基于外部模拟量(电压/电流）控制方式的变频调速

40.瞬时停电启动控制

41.PID变频调速控制

42.PLC控制变频器外部端子的电机正反转

43.PLC控制变频器外部端子的电机运行时间控制

44.基于PLC数字量控制方式的多段速

45.基于PLC模拟量控制变频开环调速

46.基于PLC通信方式的变频器开环调速

47.基于PLC通信方式的速度闭环控制

48.基于PLC模拟量方式的变频器闭环调速

49.变频器恒压供水系统的模拟

50.基于触摸屏控制方式的基本指令编程练习

51.基于触摸屏控制方式的LED控制

52.基于触摸屏控制方式的温度PID控制

53.PLC、触摸屏与变频器通信控制

54.基于MCGS的现场总线网络通信技术

（六）单片机实训项目

1. LED闪烁实验

2. LED流水灯实验

3. 二进制加法实验

4. 跑马灯实验

5. 中断方式闪烁实验

6. 左右跑马灯实验

7. 按键移位实验

8. 按键控制LED实验

9. 读按键实验

10. 花样灯实验

11. 八月桂花香实验

12. 滴滴发声实验

13. 救护车实验

14. 生日快乐实验

15. 无源蜂鸣器实验

16. 祝你平安实验

17. 继电器实验

18. 74LS138译码器实验

19. 数码管静态显示实验

20. 数码管动态显示实验

21. 74HC573使能控制实验

22. 交通灯实验

23. 16X16倒计时实验

24. 16X16汉字纵向移动实验

25. 步进电机实验

26. 热敏电阻实验

27. 1602液晶显示实验

28. DS1302实时时钟实验

29. 18B20温度传感器实验

30. 液晶滚动显示实验

31. 红外线控制实验

32. 遥控数码管实验

33. 555脉冲发生实验

34. 串口发送，接收实验

35. 485计算机通讯实验

36. 485从机对从机通讯实验

37. 计数器实验实验

38. 计时器实验实验

39. 电机恒速运动实验

五、配置清单

1.	PLC实训台	实训桌	1	台
2.	PLC实训台	实训屏	1	台
3.	通讯线	SC-09通信编程电缆	1	条
4.	通讯线	USB触摸屏通讯线	1	条
5.	主机实训模块	三菱FX1N-40MT+FXON-3A	1	块
6.	通讯模块	FX1N-485BD	1	块
7.	PLC实训模块	实训模块1（音乐喷泉/抢答器/直线运动)	1	块
8.		实训模块2（装配流水线/交通信号灯/自动供水/天塔之光)	1	块
9.		实训模块3（自动送料装车/传送带/多种液体混合装置/自动售货机/自动轧钢机）	1	块
10.		实训模块4（自动成型系统/机械手控制/温度控制/直流电机控制）	1	块
11.		实训模块5（邮件分检系统/步进电机的控制）	1	块
12.		实训模块6（加工中心刀具库/洗衣机自动控制）	1	块
13.		实训模块7（四层电梯的PLC控制/中间继电器）	1	块
14.		实训模块8（电镀自控系统PLC控制/数码显示控制）	1	块
15.		实训模块9（基础实验）	1	块
16.		变频器模块D720 0.4KW(日本三菱)	1	块
17.		触摸屏实训模块 MCGS 7062(北京昆仑通态)	1	块
18.		网孔板	1	块
19.	单片机模块	单片机实训挂箱	1	块
20.	伺服模块	含伺服驱动器SD15MT及伺服电机	1	套
21.	电机及电机导轨	三相鼠笼式异步电动机380V	1	台
22.	电机及电机导轨	电机导轨、1024编码器、转速表	1	套
23.	实物模型	运动小车模型	1	套	选配
24.		单容水箱模型	1	套	选配
25.		机械手实训模型	1	套	选配
26.	散件	交流接触器	3	个
27.		时间继电器	1	个
28.		按钮	3	个
29.		交流指示灯	3	个
30.		热继电器	2	个
31.		安装塑料件	若干	个
32.	软件	演示板原程序及三菱编程软件	1	套
33.		触摸屏软件
34.		MCGS组态软件
35.		单片机仿真软件
36.		单片机演示源程序
37.	说明书	PLC实验指导	1	册
38.	说明书	单片机实验指导	1	册
39.	PLC连接线	红色100CM Φ4	30	条
40.		红色100CM Φ2	20	条
41.		黑色100CM Φ2	2	条
42.		黄色（短线）20CM Φ2	15	条
43.		蓝色（短线）20CM Φ2	15	条
44.		黑色（短线）20CM Φ2	15	条
45.		黄色100CM Φ4	5	条
46.		红色100CM Φ4	5	条
47.		蓝色100CM Φ4	5	条
48.		黑色100CM Φ4	5	条
49.	网线	每张桌子	4	米
50.	安装配件	4X30自攻螺丝	10	个
51.		鱼眼垫	14	个
52.		4X20自攻螺丝	4	个
53.		黑胶带	1	个	整套
54.		扎线扣	10	个
55.		五芯电源线	1	条
序号	名称	型号	数量	单位	备注