JGHK-02A 型通用机电设备安装与调试综合实训平台
一、产品概述
本实训平台依据中等职业学校有关装备制造大类的自动化类、机电设备类相关专业教学标准，紧密结合行业和企业需求，操作技能对接国家职业标准，贴合企业实际岗位能力要求。实训平台把机械装配和电气控制系统有效融合，内容中涉及到现代机械制造技术、机械制图、机械基础、电工电子技术、 PLC 应用技术、变频器应用技术、伺服驱动控制技术、工业机器人技术、气压传动技术、传感器技术、机电设备运行与控制技术等方面的知识和技能要求。通过训练可提高学生在装备制造企业及相关行业一线工艺装配与实施、机电设备及自动化生产线的安装、调试、运行、维护，机电产品维修与检测及机电产品售后服务、电路电气设备安装与维护、电路电气控制系统运行与维修、工业机器人及智能制造单元安装与调试等岗位的就业能力。
实训平台主要功能是根据要求完成对被加工物料的自动上下料及多模具精确冷冲压、产品的检测、分拣和仓储等过程。首先， PLC 控制系统控制二维送料部件与自动上下料仓储机构配合实现被加工物料（铝板）的自动上料、自动送料、自动定位和自动下料功能；其次，根据加工要求通过步进电机的转动完成转塔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转塔进行精确定位；再次，利用冲压系统以及冷冲压模具的联合动作对物料进行精密冲压；最后，利用机械手将被加工件抓取到视觉检测传送带上进行检测，检测合格的工件进入智能仓储单元入库，不合格品分拣到废品仓库。
工地现场图片：
二、平台组成
实训平台主要由实训台、电气控制单元、二维送料单元、转塔及自动冲压加工单元、自动上下料仓储机构、多级变速箱、机械手搬运单元、视觉检测 传输线单元 、智能仓储单元、气动单元、钳工操作台、装配及检测工具等组成，构成一个完整的智能通用机电设备加工设备。
1 、电气控制单元，包括电源控制模块、可编程控制器模块、触摸屏模块、交流伺服电机及驱动模块、步进电机及驱动模块、交流电机及变频器模块、电气扩展模块等。
2 、二维送料单元：由底板、中滑板、滚珠丝杠副、直线导轨副、气动夹手、气动推料装置等组成，可完成滚珠丝杠副、直线导轨副、气动夹手等的装配工艺及精度检测实训。
3 、转塔及自动冲压加工单元：包括上、下模盘，气液增压冲压装置、 3 种数控冲压模具、链传动机构等部件，可完成上模盘、下模盘及上下模盘之间的装配工艺及精度检测实训。
4 、自动上下料仓储机构：起到存放物料、上下搬运物料等功能，使毛坯料和工件分开，可完成自动上下料机构（仓库）的装配工艺及精度检测实训。
5 、机械手搬运单元：实现将被加工件抓取到视觉检测传送带上进行检测，检测合格的工件进入智能仓储单元入库，不合格品分拣到废品仓库。
6 、视觉检测 传输线单元： 当加工好的工件传送到该位置时，利用智能视觉传感器对成品进行检测，并分拣到仓库。传送带 由直流减速电机带动输送线进行物料传输，带有光电传感器进行到料检测。
7 、智能仓储单元：智能仓储单元包括底座及支架、蜗轮、蜗杆、齿轮、齿条、带传动、工件储存箱、真空吸盘等部分，根据通用机电设备工件入库任务要求完成物料出库、工件入库相应功能。
8 、控制系统：系统可由多台 PLC 组成， PLC 之间通过工业控制网络通讯实现互连。
三、技术性能
1 、输入电源：三相四线（或三相五线） ～ 380V±10% 50Hz
2 、工作环境：温度 -10℃ ～ +40℃ 相对湿度 85% （ 25℃ ） 海拔＜ 4000m
3 、装置容量：＜ 2.0kVA
4 、外形尺寸： 1400mm×750mm×1415mm （自动化冲压加工单元）
1000mm×800mm×1620mm （智能分拣仓储单元）
700mm×600mm×1800mm （电气控制单元）
1200mm×750mm×1500mm （钳工操作台）
5 、安全保护：具有电流型漏电保护，安全符合国家标准。
四、实训平台基本配置
序号 |
名称 |
规格 |
数量 |
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1 |
电气控制单元 |
实训台 |
铁质结构， 40mm 厚铸件平板台面，桌子下方设有储存柜，柜子上方设有 2 个抽屉 |
1 台 |
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2 |
电源控制模块 |
由漏电保护器、三相熔断器、空气开关、交流接触器、中间继电器、开关电源、急停按钮、停止按钮、启动按钮等组成，可提供系统电源 |
1 套 |
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3 |
可编程控制器模块 |
采用三菱第三代 3U 系列主机， FX3U-48MT ， 24 点输入 /24 晶体管输出，外加 16 路输入数字量扩展模块、 8 路输入数字量扩展模块、 FX3U-4AD 模拟量模块，配有以太网口和 RS485 接口 |
1 套 |
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4 |
触摸屏模块 |
采用 10.1 英寸高亮度 TFT 液晶显示屏（分辨率 1024×600 ）， Cortex-A7 CPU 为核心（主频 800MHz ）的高性能嵌入式一体化触摸屏。 1 个 RS232 、 2 个 RS485 、 1 个以太网、 1 个 USB ，电源 DC24V ，昆仑通态 |
1 套 |
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5 |
交流伺服电机及驱动模块 |
伺服驱动具备转矩、速度、位置、点对点定位及混合模式切换功能；伺服电机功率 200W ，配有 2500ppr 编码器 |
2 套 |
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6 |
步进电机及驱动模块 |
步进电机驱动器支持 15 档细分，最大细分数为 25600 ；步进电机采用 57 系列两相步进电机，减速比 1:30 |
1 套 |
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7 |
交流电机及变频器模块 |
变频器采用三菱 D700 系列 0.4KW 变频器，内置滤波器， V/F 开环控制，调节方式 PAM 控制；交流减速电机功率 25W ，并配有减速机 |
1 套 |
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8 |
电器扩展模块 |
DC24V 红色、绿色指示灯、蜂鸣器各 1 只，二位旋钮开关 1 只，按钮（不带灯） 4 只 |
1 套 |
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9 |
自动化冲压加工单元 |
实训台 |
1. 全钢结构，四周采用 D 扇形钢管，桌子下方带储存柜，柜子上方左侧为抽屉，右侧为抽拉式控制面板，中间装有型号发光板；底部安装有 4 只万向轮，方便移动和布局。 2. 铸铁平板： 1100mm×700mm×40mm 。 |
1 套 |
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10 |
传感器部分 |
主要由接近开关、红外线光电开关、气液增压缸磁性开关、紧凑型气缸磁性开关、固定气缸磁性开关、笔形气缸磁性开关等组成 |
1 套 |
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11 |
二维送料单元 |
二维送料单元包括底板、直线导轨、轴承座、轴承、滚珠丝杠、中滑板、上滑板、同步带、联轴器等二维运动部件，实现将物料从仓库传送到物料加工单元 2. 滚珠丝杠：公称直径 20mm ；导程 5mm ；右旋 3. 直线导轨副：一种长度 470mm 、宽度 15mm ；一种长度 550mm 、宽度 23mm 4. 工作台面：底板 490×260×22mm 、中滑板 570×195×20mm 、上滑座 167×86×70mm 5. 轴承座：为保证丝杆高度可调，故轴承座中心高度为两种，一种高度为 45mm ，一种高度为 44 mm ，两种轴承座的厚度均为 35mm 。 6. 为保证设备的稳定性，工作台面及轴承座全部采用精密铸造工艺 |
1 套 |
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12 |
转塔及自动冲压加工单元 |
1. 包括转塔部件、自动冲压机构、 3 种数控冲压模具、链传动机构等部件，实现物料的加工。 2. 转塔部件主要由上下模盘定位销、下模盘下料孔、链轮、链条、上模盘、下模盘、传动轴、弹性联轴器、圆锥滚子轴承、支座、端盖等组成。 3. 模具主要由上模总成、上模导套、下模定位块（ 2 块）、下模、模具校棒等组成，模具数量： 3 副，圆形、腰形、方形 4. 自动冲压机构主要由自动冲床床身、气液增压缸（冲裁力 1T 加磁石）等组成，自动冲床床身采用精密铸造工艺加工而成 |
1 套 |
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13 |
自动上下料仓储机构 |
主要由工件储存箱、蜗轮蜗杆、锥齿轮、齿轮齿条、燕尾导轨、真空吸盘、四通、带轮、轴承座、圆锥滚子轴承等组成。起到存放物料、上下搬运物料等功能，使毛坯料和工件分开 |
1 套 |
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14 |
气动模块 |
主要由电控阀底板、电控阀 5 个、气动三联件、手滑阀、多位置固定气缸、紧凑型气缸、笔形气缸、三通、四通、 PU 气管、快换接头等组成 |
1 套 |
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15 |
警示灯 |
黄、绿、红三色灯，可折叠 |
1 只 |
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16 |
多级变速箱 |
1 、外形尺寸： 325mm×300mm×351mm 2 、直齿圆柱齿轮： M=2 、 Z=30 ； M=2 、 Z=42 ； M=2 、 Z=30 ； M=2.5 、 Z=20 ； M=2.5 、 Z=33 ； M=2.5 、 Z=43 ； 3 、滑移齿轮组： M=2.5 、 Z=17 ； M=2.5 、 Z=27 ； M=2.5 、 Z=40 ； M=2.5 、 Z=25 ； M=2.5 、 Z=35 ； M=2.5 、 Z=48 ； |
1 套 |
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17 |
智能分拣仓储单元 |
协作机器人单元 |
1. 多关节，轴数量为 4 ，最大运动范围 400mm ，额定负载： 1.5kg ，重复定位精度 ±0.02mm ； 2.J1 活动范围 ±85° ， J2 活动范围 ±130° ， J3 轴行程 5mm ~ 150mm ， J4 活动范围 ±360° ； 3. 底座接口： 16 输入， 16 输出，增量式编码器接口 1 个，以太网接口 2 个。 4. 电源电压： DC48V ； 5. 额定功率： 192W ； 6. 本体重量： 15.7kg ； 7. 末端工具由 3 个真空吸盘、 1 个真空发生器和 1 个 DC24V 单电控电磁阀组成 |
1 套 |
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18 |
视觉检测单元 |
160 万彩色视觉传感器，焦距 6mm ，靶面尺寸 1/2.9" ，分辨率 1408×1024 ，可实现计数、缺陷、有无、定位、逻辑、测量、灰度面积和识别等功能。支持 RS-232 、 TCP 、 UDP 、 FTP 、 ModBus 、 PROFINET 、 EtherNet/IP 等多种通讯模式， 24V 供电 |
1 套 |
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19 |
传输线单元 |
传输线框架采用铝件结构，表面阳极氧化处理；由直流减速电机带动输送线进行物料传输，带有光电传感器进行到料检测 |
1 套 |
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20 |
智能仓储单元 |
采用铝件结构，表面阳极氧化处理；平台式布局，总计 3 个库位，其中 2 个合格品仓位， 1 个不合格品仓位 |
1 套 |
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21 |
实训桌与操作单元 |
桌面铺设 20×80 铝型材，具有 T 型槽结构，方便各个部件的安装与调试。桌体四周立柱采用 90° 弧形铝型材加工而成，转角圆弧过渡，配置网孔板电气布置区及 2 个重型导轨抽屉，抽屉一气动实训操作区， 20*80 型材面板布局，抽屉二，方便放置气动元件及相关配件，结构美观大方 |
1 套 |
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22 |
PLC 控制单元 |
采用三菱第三代 3U 系列主机， FX3U-32MR 16 点输入 /16 点继电器输出，配有以太网口和 RS485 接口，三菱 |
1 套 |
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23 |
触摸屏 |
采用 10.1 英寸高亮度 TFT 液晶显示屏（分辨率 1024×600 ）， Cortex-A7 CPU 为核心（主频 800MHz ）的高性能嵌入式一体化触摸屏。 1 个 RS232 、 2 个 RS485 、 1 个以太网、 1 个 USB ，电源 DC24V ，昆仑通态 |
1 套 |
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24 |
电气辅助元件 |
由电源总开关（带漏电和短路保护）、断路器、熔断器、开关电源、交换机和端子排等组成 |
1 套 |
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25 |
按钮继电器模块 |
3 个点动按钮和 5 个直流 24V 继电器， 1 个直流 24V 时间继电器，触点全部引到面板上，便于控制回路连接 |
1 套 |
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26 |
气动元件 |
包含电控阀、气控阀、机械阀、逻辑阀、调压阀、双作用气缸等 |
1 套 |
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27 |
工具 |
电工工具套件 |
含数字式万用表、剥线钳、尖嘴钳、斜口钳、螺丝刀、镊子、剪刀、电烙铁、烙铁架、焊锡丝等，得力 |
1 套 |
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28 |
紫铜棒 |
一头 φ18 、一头 φ14 和 φ30 各 1 根 |
1 套 |
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29 |
拉马 |
150 |
1 件 |
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30 |
一字螺丝刀 |
10 〞通芯一字螺丝刀，得力 |
1 把 |
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31 |
橡皮锤、榔头 |
圆头铁锤（ 1.5 磅）、钳工锤（ 500g ）、橡皮锤各 1 把，得力 |
1 套 |
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32 |
扳手组件 |
9 件套内六角扳手； 150mm 、 250mm 活动扳手各 1 把；开口 14-17 和开口 7 呆扳手 1 套；开口 17-19 棘轮梅花扳手 1 把； 22-26 、 34-36 、 38-42 圆螺母扳手各 1 把，得力 |
1 套 |
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33 |
截链器 |
420 ～ 530 |
1 把 |
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34 |
轴承装配套筒 |
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2 个 |
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35 |
锉刀 |
什锦锉、中扁锉 |
1 套 |
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36 |
活动手柄 |
螺纹为 M8 |
1 套 |
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37 |
量具 |
划线平板 |
300mm×300mm |
1 块 |
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38 |
游标卡尺 |
测量范围： 0 ～ 300mm ，分度值： 0.02mm ，桂量 |
1 把 |
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39 |
深度游标卡尺 |
测量范围： 0 ～ 200mm ，分度值： 0.02mm ，桂量 |
1 把 |
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40 |
直角尺 |
200×130×12.5mm ，桂量 |
3 把 |
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41 |
调试芯棒 |
长为 70mm ，直径为 35mm |
2 把 |
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42 |
杠杆式百分表 |
0 ～ 0.8mm ，分度值： 0.01mm ；含转接头、磁性表座，桂量 |
1 个 |
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43 |
百分表 |
0 ～ 10mm ；含转接头、磁性表座，桂量 |
1 个 |
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44 |
千分尺 |
0 ～ 25mm ，桂量 |
1 把 |
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45 |
钢直尺 |
500mm ，桂量 |
1 把 |
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46 |
塞尺 |
测量范围： 0.02 ～ 1.00mm ，桂量 |
1 把 |
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47 |
空气压缩机 |
公称容积 24L ，额定流量： 116L/min ，工作压力 4-8bar |
1 台 |
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48 |
配套操作员凳 |
木制面，钢结构框架，尺寸≥ 340*240*450mm ，桂量 |
2 把 |
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五、实训项目
1 、机械识图与装配工艺的编写
根据装配图，读懂机械设备的工作原理、装配关系和技术要求等内容，并编写装配工艺。
2 、二维送料单元的装配与调整
根据装配图及机械设备的功能要求，按照正确的装配工艺要求，完成直线导轨副、滚珠丝杆副、轴承、轴承座、气动定位夹手等的装配与调整，并完成十字机械滑台送料单元的整体控制流程调试。
3 、转塔冲压机构的装配与调整
根据装配图及机械设备的功能要求，按照正确的装配工艺要求，完成上、下模盘的装配与调整，并调整上、下模盘的同轴度。
4 、模具的装配与调整
根据装配图及机械设备的功能要求，按照正确的装配工艺要求，完成冲压模具上、下模同轴度的装配与调整。
5 、自动上下料机构的装配与调整
根据装配图及机械设备的功能要求，按照正确的装配工艺要求，完成蜗轮蜗杆、锥齿轮、齿轮齿条、燕尾滑动导轨等的装配与调整，并调整传感器位置，保证与二维送料部件的配合。
6 、多级变速箱的装调
根据装配图及装配工艺要求，进行轴承、轴、键、滑移齿轮组、箱体等的装配与调整。
7 、典型传动机构的装配与调整
根据装配图及机械设备的功能要求，按照正确的装配工艺要求，完成链传动、带传动等典型传动机构的装配与调整。
8 、电气安装与电路连接
根据电气图纸和功能要求，完成机械设备电气控制系统的器件安装和电路连接。
9 、步进电机参数调整及控制
结合步进电机使用手册，完成步进电机步距角及电流参数设置，并编写 PLC 控制程序。
10 、伺服电机参数调整及控制
结合伺服电机使用手册，完成伺服电机各主要参数设置，并编写 PLC 程序对伺服电机进行精密控制。
11 、变频器参数调整及控制
结合变频器使用手册，完成变频器各主要参数设置，并编写 PLC 程序对交流电机进行多段调速控制。
12 、 PLC 及触摸屏的软件设计
根据机械设备的功能要求，进行 PLC 、触摸屏程序的编写与调试，完成各模块的自动控制。
13 、气动回路设计与测试
根据任务要求，完成气动回路的设计与测试。
14 、冲压加工单元的调试、运行及试加工
调试运行机械设备，达到规定的工作要求和技术要求，并进行机械设备的试加工。
15 、视觉检测与控制
根据任务要求，通过视觉传感器的编程，当加工好的工件传送到该位置时，利用智能视觉传感器对成品进行检测。
16 、搬运机器人编程调试
根据机械设备的运行要求，进行机器人的编程，完成物料的分拣与搬运。
17 、设备整机调试
根据设备的整体运行要求，完成 PLC 主从通讯设置，实现工件的加工、搬运、检测、分拣等功能。
其他要求： 配套操作员凳，木制面，钢结构框架，尺寸 340*240*450mm ，每台配套数量 2 把。
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