CRG-GJD2自動生產線實驗實訓考核試驗台

一、概述

     CRG-GJD2自動生產(chan) 線實驗實訓考核試驗台是一種典型的機電一體(ti) 化與(yu) 自動化產(chan) 品，是為(wei) 職業(ye) 院校、職業(ye) 教育培訓機構而研製的，它適合機電一體(ti) 化、電氣自動化等相關(guan) 專(zhuan) 業(ye) 的教學和培訓。它在接近工業(ye) 生產(chan) 製造現場基礎上又針對教學及實訓目的進行了專(zhuan) 門設計的實訓教學設備，強化了自動化生產(chan) 線的安裝與(yu) 調試能力。
二、自動生產(chan) 線實訓考核裝備係統集成，由1）、供料單元2）、加工單元3）、裝配單元4）、分揀單元5）、輸送單元等組成。
CRG-GJD2自動生產(chan) 線實驗實訓考核試驗台應能完成：1）、貨物的自動供給2）、貨物的自動識別分揀3）、機械手搬運4）、自動裝配5）、貨物的自動加工操作等全過程。同時對係統的運行過程實行全程動作狀態監控及數據監控，能完成上位管理操作過程。
係統平台設計應基於(yu) 標準化、模塊化、開放式結構設計理念，可適應不同廠家型號的各種傳(chuan) 感器、控製器、執行器。
三、功能說明：
1）供料單元：按照需要將放置在料倉(cang) 中待加工工件（原料）自動地推出到物料台上，以便輸送單元的機械手將其抓取，輸送到其他單元上。
2）加工單元：把該單元物料台上的工件（工件由輸送單元的抓取機械手裝置送來）送到衝(chong) 壓機構下麵，完成一次衝(chong) 壓加工動作，然後再送回到物料台上，待輸送單元的抓取機械手裝置取出。
3）裝配單元：完成將該單元料倉(cang) 內(nei) 的黑色或白色小圓柱工件嵌入到已加工的工件中的裝配過程。
4）分揀單元：完成將上一單元送來的已加工、裝配的工件進行分揀，使不同顏色的工件從(cong) 不同的料槽分流的功能。
5）輸送單元：通過直線運動傳(chuan) 動機構驅動抓取機械手裝置到單元的物料台上精確定位，並在該物料台上抓取工件，把抓取到的工件輸送到地點然後放下，實現傳(chuan) 送工件的功能。
6）工作單元（電氣控製）：設備說明將機械裝置和電氣控製部分的相對分離。每一工作單元機械裝置整體(ti) 安裝在底板上，而控製工作單元生產(chan) 過程 的PLC裝置則安裝在工作台兩(liang) 側(ce) 的抽屜板上。機械裝置上的各電磁閥和傳(chuan) 感器的引線均連接到裝置側(ce) 的接線端口上。PLC的I/O引出線則連接到PLC側(ce) 的接線端口上。兩(liang) 個(ge) 接線端口間通過多芯信號電纜互連。
裝置側(ce) 的接線端口的接線端子必須采用三層端子結構，上層端子用以連接DC24V電源的+24V端，底層端子用以連接DC24V電源的0V端，中間層端子用以連接各信號線。
PLC側(ce) 的接線端口的接線端子采用兩(liang) 層端子結構，上層端子用以連接各信號線,其端子號與(yu) 裝置側(ce) 的接線端口的接線端子相對應。底層端子用以連接DC24V電源的+24V端和0V端。
裝置側(ce) 的接線端口和PLC側(ce) 的接線端口之間通過專(zhuan) 用電纜連接。其中25針接頭電纜連接PLC的輸入信號，15針接頭電纜連接PLC的輸出信號。
7）供電電源：外部供電電源為(wei) 三相五線製AC 380V/220V。總電源開關(guan) 選用DZ47LE-32/C32型 三相四線漏電開關(guan) 。係統各主要負載通過自動開關(guan) 單獨供電。其中，變頻器電源通過DZ47C16/3P三相自動開關(guan) 供電；各工作站PLC均采用DZ47C5 /2P單相自動開關(guan) 供電。此外，係統配置4台DC24V6A開關(guan) 穩壓電源分別用作供料、加工和分揀單元，及輸送單元的直流電源。
8）控製係統：每一工作單元必須可自成一個(ge) 獨立的係統，同時也可以通過網絡互連構成一個(ge) 分布式的控製係統。
①當工作單元自成一個(ge) 獨立的係統時，其設備運行的主令信號以及運行過程中的狀態顯示信號，來源於(yu) 該工作單元按鈕指示燈模塊。模塊上的指示燈和按鈕的端腳全部引到端子排上。
②當各工作單元通過網絡互連構成一個(ge) 分布式的控製係統時，對於(yu) 采用西門子S7-200係列PLC的設備。
四、組成部分技術指標
自動生產(chan) 線實訓考核裝備應包括實訓桌、PLC控製模塊、變頻器模塊、觸摸屏模塊、電源模塊、伺服係統、供料單元、輸送單元、加工單元、裝配單元、分料單元、傳(chuan) 感器、電磁閥組、氣缸、工具、控製單元、電腦推車、計算機、空氣壓縮機等組成，其主要技術指標如下所示：
1）PLC控製模塊：
①工藝：鋁塑外殼，完整嵌入實訓台抽屜式架體(ti) ，I/O接口開放到控製麵板，並提供誤接線保護功能，具有保險管座(250V、1A)。
②控製麵板工藝說明：2mm厚印刷電路板上覆膜，采用背麵印刷技術，保證圖形符號不脫落。
③PLC控製模塊包括：
 

 2）變頻器模塊：
①工藝：鋁塑外殼，完整嵌入實訓台抽屜式架體(ti) ，接口開放到控製麵板，並提供誤接線保護功能。
②控製麵板工藝說明：2mm厚印刷電路板上覆膜，采用背麵印刷技術，保證圖形符號不脫落。
③模塊包括西門子V20 變頻器。
3）觸摸屏模塊：
工藝：鐵質外殼，通訊接口轉引到控製麵板，便利於(yu) 學生接線操作。
模塊包括昆侖(lun) 通態觸摸屏TPC7062K 7寸，65000色；
4）控製單元模塊：
①工藝：鋁塑外殼，完整嵌入實訓台抽屜式架體(ti) ，I/O接口開放到控製麵板，並提供誤接線保護功能。
②控製麵板工藝說明：2mm厚印刷電路板上覆膜，采用背麵印刷技術，保證圖形符號不脫落。
③配備有指示燈（24VDC）：黃色（CRG1）、綠色（CRG2）、紅色（CRG3）各一隻。主令器件：綠色常開按鈕SB1一隻，紅色常開按鈕SB2一隻，選擇開關(guan) SA（一對轉換觸點），急停按鈕QS（一個(ge) 常閉觸點）
5） 電源模塊：
①電源模塊配有梅蘭(lan) 日蘭(lan) 三相短路器及漏電保護器，保險管座等。
②可供直流24V，交流220V，380V電壓。
6）傳(chuan) 感器檢測單元：
①光電傳(chuan) 感器/CX-441/漫反射型/7隻；
②光電傳(chuan) 感器/MHT15-N2317/2隻；
③接近傳(chuan) 感器/ GH1-F1710NA/1隻；
④金屬傳(chuan) 感器/ GH1-305QA/2隻；
⑤光纖傳(chuan) 感器/ E3X-NA11 E32-DC200/3隻；
7）供料單元：
主要包括豎式料筒，頂料氣缸，推料氣缸，物料檢測傳(chuan) 感器部件，安裝支架平台,材料檢測裝置部件,帶保護接線端子單元等組成；
8）輸送單元：
包括四自由度機械手，直線輸單元，比例傳(chuan) 送機構，多功能安裝支架，同步輪，同步帶, 帶保護接線端子單元等組成；
9）加工單元：
包括滑動料台，模擬衝(chong) 頭和衝(chong) 床, 帶保護接線端子單元等組成；
10）裝配單元：
包括供料機構，旋轉送料單元，機械手裝配單元，放料台，帶保護接線端子單元等組成；
11）分料單元：
包括傳(chuan) 送帶機構，三相電機動力單元，分揀氣動組件，傳(chuan) 感器檢測單元，高進度反饋和定位機構，帶保護接線端子單元等組成；
12）伺服係統單元：
需采用MHMD022P1U/ MADDT1207003
13）電磁閥組單元:
①匯流板/100M-2F/1隻；
②匯流板/100M-4F2隻；
③匯流板/100M-3F/1隻；
④匯流板/100M-6F/1隻；
⑤雙向電控氣閥帶燈/4V120-M5/2隻；
⑥單向電控氣閥帶燈/4V110-M5/16隻；
14）氣缸:
①筆型缸、薄氣缸、回轉缸、氣動手爪、雙杆氣缸、導杆氣缸、導杆氣缸共18隻；
②配磁性開關(guan) 、按裝支架；
15）工具
必須含有工具箱、內(nei) 六角扳手、尖嘴鉗、剝線鉗、壓線鉗、十字螺絲(si) 刀、一字螺絲(si) 刀、斜口鉗、十字螺絲(si) 刀、一字螺絲(si) 刀、鍾表螺絲(si) 刀、優(you) 利德萬(wan) 用表。
16）實訓桌
①帶滾輪,雙麵四抽屜,抽屜采用網空板,設備安裝靈活；
②1998mm×960mm×780mm鋁鋼結構；
17）工業(ye) 控製網絡
①由主站、從(cong) 站、網絡電纜等組成PPI網絡，實現兩(liang) 個(ge) 工作站之間的數據交換。
②主站控製倉(cang) 儲(chu) 係統的入庫、出庫及移庫等操作，從(cong) 站控製貨物的出料、識別、檢驗等操作。
五、實訓裝置技術說明
1）裝置能夠把PLC控製單元、變頻器單元、步進電機單元、觸摸屏單元、調試單元、電源單元模塊化獨立設計，既可應用在本設備中，也可將模塊放置於(yu) 其他設備使用。
2）裝置平台設計應基於(yu) 標準化和模塊化設計理念，可適用不同廠家型號的各種傳(chuan) 感器、控製器、執行器。
3）裝置可實現梯級培訓模式，既可完成各單個(ge) 模塊基本知識培訓，也可完成相關(guan) 模塊構建複雜控製回路的設計及排故訓練。
4）裝置選用的元器件應工業(ye) 化，穩定性及耐用性高，適應長時間培訓。
5）係統應能模擬工業(ye) 自動化生產(chan) 線的生產(chan) 、加工、裝配、分揀等過程，實現貨物的供給、識別、搬運、分揀、加工、裝配等過程。
6）應具有專(zhuan) 業(ye) 技能培訓：係統組裝、調試和運行、係統故障檢查、排除和維護、團隊協作。
7）裝置應設計有漏電保護、短路保護、急停保護等，防止誤操作對操作者和設備帶來的危險。
8）係統應采用開放式結構設計，所有的控製器、傳(chuan) 感器、執行器的控製信號及電源信號都引到接口單元，在接口單元上可由學生自主接線，可依據不同的控製說明，搭建多種控製方案。
9）可擴展性強，設備預留可擴展空間，可根據工業(ye) 發展形勢及用戶方合理性建議進行改進、擴展。
10）此裝置不僅(jin) 適用於(yu) 西門子品牌PLC主機，應還可適用於(yu) 其他品牌的PLC，如三菱FX2N型PLC等。
六、實訓內(nei) 容說明
1）、能融合了機械技術（包括氣動技術）、傳(chuan) 感器技術、交流電動機變頻調速和步進電機驅動控製、觸摸屏技術、PLC控製及通信網絡等技術，體(ti) 現了現代製造業(ye) 生產(chan) 過程的特征。
供料單元的安裝與(yu) 調試的實訓；
（1）加工單元的安裝與(yu) 調試的實訓（2）裝配單元的安裝與(yu) 調試的實訓（3）分揀單元的安裝與(yu) 調試的實訓（4）輸送單元的安裝與(yu) 調試的實訓（5）自動生產(chan) 線控製的安裝與(yu) 調試的實訓
2）、說明：整體(ti) 結構必須為(wei) 開放式和拆裝式，能方便地更換模塊，按具有生產(chan) 性功能和整合學習(xi) 功能的原則確定模塊內(nei) 容，使教學或競賽時可方便的選擇需要的模塊。設備的擴展性和升級性強，如：（1）如更換或擴展工作單元（2）電氣升級為(wei) 現場總線（3）定位模塊來控製伺服電機等
3）、用於(yu) 教學，可按工作過程導向，工學結合的模式規劃教學活動，完成以下工作任務：
1）氣動係統的安裝與(yu) 調試項目：
（1）氣動方向控製回路的安裝（2）氣動速度控製回路的安裝（3）擺動控製回路的安裝（4）氣動順序控製回路的安裝（5）氣動機械手裝置的安裝（6）氣動係統安裝與(yu) 調試（7）氣動綜合係統的設計與(yu) 安裝
2）電氣控製電路的安裝和PLC程序編寫(xie) 項目：
（1）三相電動機正反轉控製電路的連接與(yu) 控製程序編寫(xie) （2） 三相電動機控製電路的連接與(yu) 控製程序編寫(xie) （3）電動機調速控製電路的連接與(yu) 控製程序編寫(xie) （4）變頻器模擬量控製的連接與(yu) 控製程序編寫(xie) ；通過自由口編程實現 變頻器網絡控製（5）用PLC脈衝(chong) 輸出或定位模塊來控製伺服電機的技術（擴展）（6）伺服電機控製電路的連接與(yu) 參數設置（7）PLC控製網絡控製技術 （8）氣動方向控製程序編寫(xie) （9）氣動順序動作控製程序編寫(xie) （10）氣動機械手控製程序編寫(xie) （11）皮帶輸送機控製程序編寫(xie) （12）機電一體(ti) 化設備控製程 序編寫(xie) （13）自動生產(chan) 線控製程序編寫(xie) 。
3）PLC通訊網絡的安裝、程序編製及調試：
（1）PLC控製技術---485通信技術的編程和調試（2）PLC控製技術---現場總線通信技術的編程和調試（擴展）
4）機電設備安裝與(yu) 調試項目：
（1）傳(chuan) 動裝置同軸度的調整（2）供料單元的機械安裝與(yu) 調整（3）加工單元的機械安裝與(yu) 調整（4）裝配單元的機械安裝與(yu) 調整（5）分揀單元的機械安裝與(yu) 調整（6）輸送單元的機械安裝與(yu) 調試（7）自動生產(chan) 線設備安裝與(yu) 調試
5）、本裝備用於(yu) 考核或技能競賽，可考察的職業(ye) 能力：
（1）機械構件的裝配與(yu) 調整能力（2） 機電設備的安裝與(yu) 調試能力（3）電路安裝能力（4）氣動係統的安裝與(yu) 調試能力（5）變頻器在自動生產(chan) 線的使用能力（6）伺服電機在自動生產(chan) 線的使用能力 （7）PLC模擬量控製在自動生產(chan) 線的使用能力（8）機電一體(ti) 化設備的控製程序的編寫(xie) 能力（9）自動控製係統的安裝與(yu) 調試能力（10）PLC網絡的安裝、 編程與(yu) 調試能力（11）人機界麵、組態技術的編程與(yu) 調試能力（12）符合國家職業(ye) 技術標準“可編程序設計師三級標準
七、自動控製實訓內(nei) 容：
1）、能融合了機械技術（包括氣動技術）、傳(chuan) 感器技術、交流電動機變頻調速和步進電機驅動控製、觸摸屏技術、PLC控製及通信網絡等技術，體(ti) 現了現代製造業(ye) 生產(chan) 過程的特征。
一、自動生產(chan) 線係統的拆裝與(yu) 調試：
（1）供料單元的安裝與(yu) 調試的實訓；
（2）加工單元的安裝與(yu) 調試的實訓
（3）裝配單元的安裝與(yu) 調試的實訓
（4）分揀單元的安裝與(yu) 調試的實訓
（5）輸送單元的安裝與(yu) 調試的實訓
（6）自動生產(chan) 線控製的安裝與(yu) 調試的實訓
二、整體(ti) 結構必須為(wei) 開放式和拆裝式，能方便地更換模塊，按具有生產(chan) 性功能和整合學習(xi) 功能的原則確定模塊內(nei) 容，使教學或競賽時可方便的選擇需要的模塊。設備的擴展性和升級性強，如：
（1）如更換或擴展工作單元
（2）電氣升級為(wei) 現場總線
（3）定位模塊來控製伺服電機等
三、用於(yu) 教學，可按工作過程導向，工學結合的模式規劃教學活動，完成以下工作任務：
1）氣動係統的安裝與(yu) 調試項目：
（1）氣動方向控製回路的安裝
（2）氣動速度控製回路的安裝
（3）擺動控製回路的安裝
（4）氣動順序控製回路的安裝
（5）氣動機械手裝置的安裝
（6）氣動係統安裝與(yu) 調試
（7）氣動綜合係統的設計與(yu) 安裝
2）電氣控製電路的安裝和PLC程序編寫(xie) 項目：
（1）三相電動機正反轉控製電路的連接與(yu) 控製程序編寫(xie)
（2） 三相電動機控製電路的連接與(yu) 控製程序編寫(xie)
（3）電動機調速控製電路的連接與(yu) 控製程序編寫(xie)
（4）變頻器模擬量控製的連接與(yu) 控製程序編寫(xie) ；通過自由口編程實現 變頻器網絡控製
（5）用PLC脈衝(chong) 輸出或定位模塊來控製伺服電機的技術（擴展）
（6）伺服電機控製電路的連接與(yu) 參數設置
（7）PLC控製網絡控製技術
（8）氣動方向控製程序編寫(xie)
（9）氣動順序動作控製程序編寫(xie)
（10）氣動機械手控製程序編寫(xie)
（11）皮帶輸送機控製程序編寫(xie)
（12）機電一體(ti) 化設備控製程序編寫(xie)
（13）自動生產(chan) 線控製程序編寫(xie) 。
3）PLC通訊網絡的安裝、程序編製及調試：
（1）PLC控製技術---485通信技術的編程和調試
（2）PLC控製技術---現場總線通信技術的編程和調試（擴展）
4）機電設備安裝與(yu) 調試項目：
（1）傳(chuan) 動裝置同軸度的調整
（2）供料單元的機械安裝與(yu) 調整
（3）加工單元的機械安裝與(yu) 調整（
4）裝配單元的機械安裝與(yu) 調整
（5）分揀單元的機械安裝與(yu) 調整
（6）輸送單元的機械安裝與(yu) 調試
（7）自動生產(chan) 線設備安裝與(yu) 調試
5）、本裝備用於(yu) 考核或技能比賽，可考察的職業(ye) 能力：
（1）機械構件的裝配與(yu) 調整能力
（2） 機電設備的安裝與(yu) 調試能力
（3）電路安裝能力
（4）氣動係統的安裝與(yu) 調試能力
（5）變頻器在自動生產(chan) 線的使用能力
（6）伺服電機在自動生產(chan) 線的使用能力
（7）PLC模擬量控製在自動生產(chan) 線的使用能力
（8）機電一體(ti) 化設備的控製程序的編寫(xie) 能力
（9）自動控製係統的安裝與(yu) 調試能力
（10）PLC網絡的安裝、 編程與(yu) 調試能力
（11）人機界麵、組態技術的編程與(yu) 調試能力
（12）符合國家職業(ye) 技術標準“可編程序設計師三級標準
八、自動控製執行軟件
1、 軟件為(wei) C/S架構，運行於(yu) 局域網內(nei) ，分為(wei) 教師機與(yu) 學生機，教師機作為(wei) 服務器，要具有管理學生端，記錄學生運行與(yu) 操作記錄等基礎功能。
2、 教師端具有統計學生在線、離線情況的功能。
3、 軟件提供接線端子號碼管自定義(yi) 設置功能，每根導線連接完成後，提醒用戶輸入號碼管，輸入內(nei) 容實時顯示在導線端子上。
4、 教師端具有顯示服務器IP、端口功能，必要時，可以設置教師機端口。
5、 軟件使用三維引擎開發，建立虛擬實訓室，用戶可在虛擬實訓室中自由漫遊，完成電路、氣路連接,生產(chan) 線設備調試等訓練任務。
6、 軟件提供接線練習(xi) 功能，用戶可以自由選擇導線顏色。
7、 軟件實現與(yu) 三菱PLC軟件之間的通訊，用戶可以自由編輯PLC程序，通過三菱PLC軟件控製虛擬元器件運轉。
8、 教師端具有批量導入學生信息的功能，學生信息包括學生姓名、學號、角色分配等內(nei) 容。
9、 軟件提供規範的各站電氣原理圖，用戶根據電氣原理圖進行接線。
10、 軟件提供導線刪除功能，用戶可以刪除錯誤導線。
11、 軟件提供虛擬萬(wan) 用表功能，萬(wan) 用表實現電壓、電阻大小與(yu) 通斷測量。
12、 軟件提供設備電路調試功能，用戶完成電路氣路連接後可以通電運行設備。
13、 軟件中通電運行的設備具有醒目的狀態顯示，通電的連接端子有明顯的警示顏色。
14、 軟件提供設備氣路調試功能，氣路狀態的切換具有明顯提示，軟件提供通過氣動電磁閥上手動撳鈕切換氣路狀態。
15、 軟件虛擬氣缸工作原理，當氣缸杆伸出時能推動工件到達位置。
16、 軟件虛擬變頻器功能，驅動三相交流電機的正轉、反轉。
17、 軟件虛擬實現在三菱PLC編程軟件中編輯變頻器專(zhuan) 用指令並通過PLC的RS485端口控製變頻器驅動電機正轉、反轉。
18、 軟件虛擬實現編碼器脈衝(chong) 高速計數功能，脈衝(chong) 數據能實時傳(chuan) 輸給PLC並在PLC中顯示。
19、 軟件虛擬開關(guan) 電源功能，實現由交流電到直流電的轉換。
20、 軟件提供設備氣路原理圖，用戶可根據設備氣路原理圖連接氣路，也可自由連接。
21、 軟件虛擬實現PLC的N:N通信功能，每個(ge) 小組控製運行一個(ge) 工作站，工作站之間可以通信，最終由五個(ge) 小組，五個(ge) 工作站共同完成自動生產(chan) 線設備的運行控製。
22、 軟件虛擬工件、裝配件設置，包括顏色、材質等屬性。每個(ge) 工作站可以設置工件、零件，支撐各站調試。
23、 軟件虛擬光電式傳(chuan) 感器，在其有效檢測距離裏，能檢測到物體(ti) ，遠離則無信號輸出。
24、 軟件虛擬光纖式傳(chuan) 感器，能檢測物體(ti) 顏色及物體(ti) 的有無。
25、 軟件虛擬伺服控製器，在PLC中編輯脈衝(chong) 控製指令，控製伺服放大器驅動伺服電機旋轉。
26、 軟件實現PLC脈衝(chong) 輸出功能，在PLC中編輯脈衝(chong) 控製指令控製伺服運行，脈衝(chong) 輸出點與(yu) 真實PLC一致。
27、 軟件虛擬PLC位置控製功能，控製輸送站進行輸送工作。
28、 軟件虛擬供料站頂料氣缸頂料動作，使次下層工件不會(hui) 落下。
29、 軟件虛擬磁性開關(guan) 功能，當氣缸處於(yu) 伸出或縮回狀態時都能輸出開關(guan) 信號。
30、 小組之間進行生產(chan) 線設備綜合調試時，軟件實時顯示其餘(yu) 小組電路連接、氣路連接、運行狀態。
31、 軟件虛擬自動生產(chan) 線各站拆裝，每個(ge) 工作站拆卸至最基本結構。
32、 各站安裝時，先展現各站拆卸至最基礎結構的過程動畫，拆卸時，先展現各站裝配完成時的動畫。
33、 拆裝過程中有適當提示，並有拆裝進度顯示。
34、 軟件虛擬各工作站爆炸圖，支持360°旋轉查看詳細結構。
35、 軟件支持飛行視角，可自由進入設備內(nei) 部查看其詳細結構。
36、 軟件虛擬擺動氣缸，轉動輸送工件。
37、 軟件虛擬工件加工變形過程。
38、 軟件虛擬分揀站分揀過程，根據工件顏色、材料不同，經由雙作用氣缸推入不同分揀槽過程。