一、设备概述

本设备适合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、电子电器应用与维修等专业和非机电类专业的必修课程模块《可编程控制器技术》、《电器及PLC控制技术》或选修课程模块、《PLC及其应用》的教学与实训。

本设备主要包括实训台架、典型的机电一体化设备的机械部件、PLC模块、变频器模块、按钮模块、电源模块、模拟生产设备实训模块、接线端子排和各种传感器等组成。整体结构采用开放式和拆装式，实训装置用于机械部件组装，可根据现有的机械部件组装生产设备，也可添加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机电一体化设备。

本设备采用铝合金导轨式实训台，实训台架以经氧化处理的高材质20mm×80mm、30mm×60mm铝合金作为设备主要框架材料，实训台采用双面4抽屉结构，底部装有4个导向轮，方便实训台架移动。模块采用标准结构和抽屉式模块放置架，互换性强；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。

二、技术参数

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=1400mm×960mm×1500mm；

4、整机功耗：≤2.0 kVA；

5、安全保护措施：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

三、功能特点

（1）PLC、变频器及触摸屏模块：PLC为三菱FX3U-48MR和FX1N-40MT，变频器采用三菱E740；模块材料要求：高强度塑料外壳、重量轻，面板是铝塑板，图案、文字符号采用进口油墨丝印。尺寸：300×285mm。人机界面采用彩色触摸屏，配套安装支架，支架可固定与实训台架铝合金台面上。

（2）电源模块：包括三相电源总开关（带漏电和短路保护）1个，熔断器3只，单相电源插座2个，安全插座5个；按钮模块：24 V/6 A、12 V/2 A各一组；急停按钮1只，转换开关2只，蜂鸣器1只，复位按钮黄、绿、红各1只，自锁按钮黄、绿、红各1只，24V指示灯黄、绿、红各2只；铁质模块，尺寸：185×285mm.。

（3）一体化接线排：接线排壳体上两侧相对设置有一初级接线区（接线端子）和一次级接线区（安全插座）；接线端子与对应的安全插座通过导电弹性件连接；接线排壳体边缘卷折，设有固定用的螺孔，可以通过螺丝杆固定在实训桌上。

（4）送料装置：运动部分主要包括无杆气缸和推料气缸。已经放置在纵向料槽中的工件被无杆气缸驱动的推料板向前推动，及时保证横向料槽中有到位的工件，为推料气缸进行分料做好准备。当横向料槽中没有被分配好的工件的时候，推料气缸伸出，将一个工件推到横向料槽的最前端，完成一次分料过程。

（5）机械手搬运单元：四自由度气动机械手；当系统确认分拣模块需要物料进行分拣，而且供料模块中已有分配好的工件的时候，该模块上的摆台旋转90度，纵向伸缩气缸缩回，横向伸缩气缸伸出，抓取手指夹紧该工件，此时纵向伸缩气缸伸出，摆台复位旋转，将工件放入分拣模块的导正块中。完成循环系统中机械手模块的功能。

（6）物料分拣装置：传送带通过三相异步电动机驱动，当机械手模块将工件由导正块放入后，减速电机开始旋转，与减速电机相连的平皮带驱动主轴随动，从而使平皮带带动工件向前移动，当安装在分拣传感器安装架上的传感器检测到与之对应的工件后，电机停止转动，分拣气缸将该工件推送到同步带模块上的移动料斗中，完成该模块的工作任务。

（7）直流电机-滚珠丝杠输送单元：电机和丝杆通过联轴器连接，电机驱动丝杆同步旋转，套合在丝杆上的滚动螺母体在光杆的导向下，实现往复直线运动。同步带搬运模块搬运来的物料，被丝杆搬运模块的气缸和吸盘所组成的吸取提升机构吸取并提升，再在丝杆的驱动下，搬运到供料模块的纵向料槽的上方，气缸伸出，将物料放入纵向料槽内，该气缸缩回，并在丝杆的驱动下回到机械零点，完成本单元的工作任务。

（8）步进电机-同步带输送单元：同步带模块是将步进电机的旋转运动转化为移动料盘的直线运动，从而将移动料盘中的物料进行直线搬运的过程。

（9）设备台架：采用铝合金导轨式实训台，桌面型材采用截面为20mm*80mm的高级铝型材，采用拉出式的抽屉结构，PLC、变频器等模块可以放置在抽屉上，整体结构为开放式和可拆装式。

四、实训项目

本装置用于教学，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：

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、无杆气缸等气动执行元件、单电控换向阀、双电控换向阀、磁性开关、节流阀等气动控制元件，可完成下列气动技术的工作任务：

★气动方向控制回路的安装；

★气动速度控制回路的安装；

★摆动控制回路的安装；

★气动顺序控制回路的安装；

★气动机械手装置的安装；

★气动系统安装与调试；

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、通讯模块、步进电机驱动模块、旋转编码器、直流调速模块、各种传感器等，可完成下列PLC应用技术工作任务：

★直流电机控制电路的连接、调速控制的程序编写；

★步进电机调速控制电路的连接以及控制程序的编写；

★三相交流电机控制电路的连接以及控制程序的编写；

★气动方向控制程序编写；

★气动顺序动作控制程序编写；

★气动机械手控制程序编写；

★各输送单元控制程序的编写；

★旋转编码器反馈控制程序编写；

★机电一体化设备控制程序编写；

★自动生产线控制程序编写；

★PLC通讯网络的安装、程序编制及调试。

3、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：

★传动装置同轴度的调整；

★各个输送单元的安装与调整；

★搬运机械手设备安装与调试；

★送料设备的安装与调试；

★自动生产线设备安装与调试。

4、本装备用于考核或技能竞赛，可考察的职业能力：

★机械构件的装配与调整能力；

★机电设备的安装与调试能力；

★电路安装能力；

★气动系统的安装与调试能力；

★机电一体化设备的控制程序的编写能力；

★自动控制系统的安装与调试能力。

★PLC网络的安装、编程与调试能力。

五、设备配置

三菱FX3U PLC配置表：

西门子S7-200SMART PLC配置表：