机械设备装配与自动控制技术综合实训平台

机械设备装配与自动控制技术综合实训平台 JG-JZ02 型调实验装置设备产品介绍

一、 产品概述

本实训平台依据加工制造类中等职业学校相关专业教学标准，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；平台把机械装配和电气控制系统有效融合，满足中等职业学校加工制造类相关专业所规定的教学内容中涉及到现代机械制造技术、机械制图、机械基础、机械设计基础、电工电子技术、自动检测技术、 PLC 与变频器应用技术、机电设备控制技术、自动控制系统技术、设备电气控制与维修技术、传感器技术、低压电气控制技术、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机械制造企业及相关行业一线工艺装配与实施、机电设备的安装与调试、机械加工质量分析与控制、自动控制系统和生产过程领域的技术和管理工作，生产企业计算机控制系统及设备的运行、通用机电设备维护与管理工作，机电设备的技术销售与制造等岗位的就业能力。

二、 产品特点

1. 仿真度高 贴近企业、行业生产，装置可模拟真实数控冲床加工零件；实训过程依据工业现场典型工作场景设置，将实训过程与工作过程对接，将理论知识融合到实际操作中去，贴近工业现场实际操作。

2. 实操性强 依据加工制造类中等职业学校专业教学标准中的课程设置要求，结合相关国家职业标准和行业标准要求设置各种实际工作任务，以职业实践活动为主线，真正提高学生的动手技能和就业能力。

3. 模块化设计 设备将机械装配和电气控制系统有效融合，由多种机电部件组成，可完成机电设备安装与维护、电气设计与线路连接、 PLC 和触摸屏程序编写、机电联调、装配精度检测等典型工作任务，满足实训教学、工程培训及职业竞赛的需要，方便设备的升级和扩展。

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℃ ）

3. 装置容量：＜ 2.0kVA

4. 外形尺寸： 1100mm×700mm×1450mm （实训台）

800mm×600mm×1780mm （电气控制柜）

1400mm×700mm×1730mm （操作台）

400mm×700mm×900mm （控制台）

550mm×600mm×1050mm （电脑桌）

1. 安全保护：具有电流型漏电保护，安全符合国家标准。

四、 系统组成与功能

本装置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过程；首先通过电气控制柜中的触摸屏、 PLC 、传感器等控制两伺服电机的旋转来控制十字工作台运动，十字工作台与自动送料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多功能模架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多功能模架进行精确定位；最后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。

本实训装置主要由实训台、电气控制柜（包括气动模块、电源控制模块、可编程控制器模块、变频器模块、触摸屏模块、步进电机驱动模块、伺服电机驱动模块、电气扩展模块等）、动力源（包括交流减速电机、步进电机、交流伺服电机等）、机械传动机构、十字工作台、自动送料机构、八角形模架、模具、自动打刀缸机构、操作台、装配及检测工具、型材电脑桌等组成。

1. 实训台：采用铁质双层亚光密纹喷塑结构，包括控制区域和机械装调区域两部分。控制区域主要由控制面板、电源转换接口、控制按钮等组成；机械装调区域采用铸件操作台面，学生可在上面安装和调整各种机械机构。

2. 电气控制柜：采用铁质双层亚光密纹喷塑结构，结构坚固。前门采用透明设计，可观察到内部元件。结构共分为三层，最上层为电网电压指示、各部件二位旋钮开关及运行指示；第二层为昆仑同态触摸屏单元以及电源输出单元；最下层为网孔实训区域，包括 PLC 控制器、电气扩展单元、伺服电机控制器、步进电机控制器、变频器、执行部件接线端子等。

3. 传动机构：由多种机械传动机构组成，可完成同步轮传动、带传动、丝杆传动等机械典型传动机构的装配工艺及精度检测实训。

4. 十字工作台部件：由底板、中滑板、滚珠丝杠副、直线导轨副、电磁夹具、电动推料装置等组成，可完成滚珠丝杠副、直线导轨副、电动夹具等的装配工艺及精度检测实训。

5. 自动上下料机构：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的装配工艺及精度检测实训。

6. 八角形模架部件：带动模具旋转，实现模具更换，主要由上、下模架两部分组成，可完成上模架、下模架及上下模架之间的装配工艺及精度检测实训。

7. 模具：采用真实数控模具，实现对工件的冲压，含菱形模、椭圆模、圆形模、三角模 4 种模具，另包括模具校棒 1 套。

8. 自动打刀缸机构：通过气液增压缸动作完成对模具的冲压过程。

9. 操作台：铁质双层亚光密纹喷塑结构，底脚宽 100mm ，材料厚度 2mm ，承重 1T, 台面由 50MM 高分子复合材料贴面，耐酸、酸碱，耐磨、耐油、基板采用高纤维，抗冲击力好，四周使用高强度塑胶包边不易受撞击损坏。复合桌面（外形尺寸为 1400mm×700mm ）。操作台设有两个抽屉，采用中控一体锁，降低推拉时抽屉脱出，降低离开时工具丢失。抽屉用于放置工具及资料，可放置零部件、配件等。桌腿配有 5 孔插座，方便工作时取电作业，更加便捷轻巧。

10. 悬挂架：悬挂架固定在操作台上，外形尺寸为 1400mm×150mm×980mm ，采用框架式结构，上方设有 LED 节电灯管照明装置，背网采用上方孔下百叶孔设计，可悬挂多种料盒、挂钩，结构紧凑、美观大方，既可起操作时的防护作用，又可挂置工、量具及图纸，带有托盘可放置小型零部件。

11. 装配及检测工具：配置常用的装配工具和检测工具，通过工量具的使用，掌握工量具操作规范。

五、基本配置

1. 实训台：实训台，铁质双层亚光密纹喷塑结构， 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，尺寸： 1100mm×700mm×1450mm ，数量 1 台

2. 控制台：控制台，铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌子下方设有储存柜，柜子上方设有 1 个抽屉，尺寸： 400mm×700mm×900mm ，数量 1 台

3. 电气控制柜 - 电源控制模块：由三相电源总开关（带漏电和短路保护）、三相熔断器、交流接触器、中间继电器、开关电源、钥匙开关、急停按钮、停止启动按钮（红、绿）、系统控制旋钮开关及指示灯等组成，可提供系统电源（交流 380V ，交流 220V, 直流 24V ），可扩展电源（交流 220V 一组，直流 24V 三组），数量 1 套

4. 电气控制柜 - 可编程控制器：西门子 S7-200 SMART CPUST60 ，数量 1 套

5. 电气控制柜 - 触摸屏模块：昆仑通态 7 英寸， TFT 真彩， 65k 色，数量 1 套

6. 电气控制柜 - 软件功能：具有加工报警模块、伺服 / 步进状态显示模块，转塔调试模块、自动上下料调试模块、加工零件编程模块、单模加工和四模加工切换功能，数量 1 套

7. 电气控制柜 - 变频器模块：变频器采用三菱 D700 系列 0.4KW 变频器，三相 AC380V ，内置滤波器， V/F 开环控制，调节方式 PAM 控制，交流减速电机采用 400W 80YS25GY22 电机，并配有 80GK60H 减速机，数量 1 套

8. 电气控制柜 - 电机及电机驱动模块：伺服电机驱动器采用东元 JSDEP-15A ，具备转矩、速度、位置、点对点定位及混合模式切换功能， 220V 级，伺服电机采用东元 400W TSB07301C-2NT3-1 ，配有 2500ppr 编码器；步进电机驱动器采用雷赛 M 系列，两相，电流： 1.0-4.2 ；电压： DC （ 18-48 ）；细分： 2-128 ；适用 57 、 86 电机，步进电机采用 57H500Q30 ，减速比 1:30 ；数量 1 套

9. 电气控制柜 - 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） 2 只，数量 1 套

10. 电气控制柜 - 传感器部分：主要由接近开关（ LE4-1K 、 GKB-M0524NA ）、红外线光电开关（ SA005-1K ）、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，数量 1 套

11. 机械设备部件 - 传动机构：主要包含同步齿形带传动（同步轮为 XL 系列，同步带为 XL 系列）等典型传动机构，数量 1 套

12. 机械设备部件 - 十字工作台：主要由铝合金底座、滚珠丝杠螺母副（长度分别为 508mm 、 605mm ；公称直径 20mm ；导程 5mm ；右旋）、直线导轨和滑块（长度分 470mm 、宽度 15mm 、长度分 550mm 、宽度 23mm 两种）、工作台面（底板、中滑板、上滑座）、轴承（角接触轴承、深沟球轴承）、轴承座、传动座、端盖、等高块、垫块、导轨压紧块、导轨定位块等组成；为保证设备的稳定性，工作台面及轴承座全部采用精密数控铣床铣削加工而成，数量 1 套

13. 机械设备部件 - 自动上下料机构：主要由铝合金机架、工件箱、配重、真空吸盘、支撑架、四通阀、滚珠丝杆、钢丝绳、联轴器、轴承座、轴承、底座等组成，数量 1 套

14. 机械设备部件 - 八角形模架部件：主要由上模架固定轴、定位销、落料孔、同步带、同步轮、上八角模架、下八角模架、传动轴、弹性联轴器、圆锥滚子轴承、支座、端盖等组成，数量 1 套

15. 机械设备部件 - 模具：采用真实数控模具，含菱形模、椭圆模、圆形模、三角模 4 种模具。主要由上模总成、弹簧、定位销、上模导套、下模定位块、凹模等组成，数量 3 套

16. 机械设备部件 - 自动打刀缸机构：主要由打刀缸床身、打刀缸等组成，为保证设备的稳定性打刀缸床身采用精密数控铣削加工而成，数量 1 套

17. 机械设备部件 - 气动模块：主要由电控阀底板、电控阀（ 4V11006B 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、气液增压缸、三通、四通、 PU 气管、快换接头、气泵（ ESW-24 ）等组成，数量 1 套

18. 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，数量 1 套

19. 工具 - 紫铜棒：一头 φ18 、一头 φ14 和 φ30 各 1 根，数量 2 根

20. 工具 - 拉马： 150 ，数量 1 件

21. 工具 - 一字螺丝刀： 10 〞通芯一字螺丝刀，数量 1 把

22. 工具 - 橡皮锤、榔头：圆头铁锤（ 1.5 磅）、钳工锤（ 500g ）、橡皮锤各 1 把，数量 1 套

23. 工具 - 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； M14 、 M18 、 M22 圆螺母扳手 1 套，数量 1 套

24. 工具 - 截链器： 420 ～ 530 ，数量 1 把

25. 工具 - 轴承装配套筒：数量 2 个

26. 工具 - 锉刀：什锦锉、中扁锉，数量 1 套

27. 工具 - 活动手柄：螺纹为 M8 ，数量 1 套

28. 量具 - 划线平板： 300mm×300mm ，数量 1 块

29. 量具 - 游标卡尺：测量范围： 0 ～ 300mm ，分度值： 0.02mm ，数量 1 把

30. 量具 - 深度游标卡尺：测量范围： 0 ～ 200mm ，分度值： 0.02mm ，数量 1 把

31. 量具 - 直角尺： 200×130×12.5mm ，数量 3 把

32. 量具 - 杠杆式百分表： 0 ～ 0.8mm ，分度值： 0.01mm ；含转接头、磁性表座，数量 1 个

33. 量具 - 百分表： 0 ～ 10mm ；含转接头、磁性表座，数量 1 个

34. 量具 - 千分尺： 0 ～ 25mm ，数量 1 把

35. 量具 - 钢直尺： 500mm ，数量 1 把

36. 量具 - 塞尺：测量范围： 0.02 ～ 1.00mm ，数量 1 把

37. 操作台：操作台，台面由 50MM 高分子复合材料贴面，耐酸、酸碱，耐磨、耐油、基板采用高纤维，抗冲击力好，四周使用高强度塑胶包边不易受撞击损坏。操作台设有两个抽屉，采用中控一体锁，可放置零部件、配件等。桌腿配有 5 孔插座，方便工作时取电作业，更加便捷轻巧，数量 1 台

38. 悬挂架：悬挂架，纸悬挂架固定在操作台上，采用框架式结构，上方设有 LED 节电灯管照明装置，背网采用上方孔下百叶孔设计，可悬挂多种料盒、挂钩，数量 1 台

39. 配件：配件，挂钩、零件盒、编程电缆、产品配套光盘（使用手册、程序等），数量 1 套

40. 型材电脑桌：型材电脑桌，用于放置计算机，下方装有四个带刹车的万向轮，尺寸： 550mm×600mm×1050mm ，数量 1 台

41. 计算机：计算机，主流品牌，数量 1 台，用户自备

42. ★ 机械装配技能实训仿真软件：★机械装配技能实训仿真软件，软件采用 3DPDF 虚拟仿真技术， 3D PDF 结合了元数据，文字，图像，视频和表单的动态 PDF 文档（即加入三维动画的交互式 PDF 文档），包含丰富的 3D 数据。软件界面生动美观、易学易用，可以提高教师教学和学生学习的兴趣，加深学生对知识的理解和运用。软件通过三维拆卸动画、三维装配动画、模拟拆装等方式，生动地展示了机械传动机构、送料部件（十字滑台）、转塔部件、模具、冲料机构等模块的拆卸和装配过程，数量 1 套

43. ★ 机械类实训室安全教育仿真软件：★机械类实训室安全教育仿真软件，该软件应能够展示各类机械设备及各种施工工地等安全操作方法、发生事故及分析原因，安全注意事项，机械伤害和易发生的机械事故，常见事故的发生原因、防止措施以及各种安全标志、安全色及标牌等。能够对学生进行机械设备方面的各种安全教育，提高学生的安全意识，使学生掌握一些安全基本知识和自我保护常识，熟悉各种事故产生的原因和处理事故的措施，让学生在遇到危险时能采取一定的安全措施，预防或减少事故的发生。

1. 一、各种安全标志、安全色及标牌：

   1 、安全标志分四大类：

   （ 1 ）禁止标志的认识；

   （ 2 ）警告标志的认知；

   （ 3 ）指令标志的认知；

   （ 4 ）提示标志的认知；

   2 、识别国家标准四种安全色：

   （ 1 ）红色代表的含义、作用及分析；

   （ 2 ）黄色代表的含义、作用及分析；

   （ 3 ）蓝色代表的含义、作用及分析；

   （ 4 ）绿色代表的含义、作用及分析；

   二、安全生产事故的案例及分析：

   （ 1 ）车工夹紧工件操作安全事故的经过及原因分析；

   （ 2 ）铣工戴手套操作安全事故的经过及原因分析；

   （ 3 ）电工带电作业触电安全事故的经过及原因分析；

   （ 4 ）擅自合闸导致维修人员触电事故的经过及原因分析；

   （ 5 ）超载起重作业砸死现场人员事故的经过及原因分析；

   （ 6 ）厨房煤气闪爆伤人事故的经过及原因分析；

   （ 7 ）未戴防护帽机器绞伤事故的经过及原因分析；

   （ 8 ）防护用品失效窒息死亡事故的经过及原因分析；

   （ 9 ）安全带低挂高用坠落死亡事故的经过及原因分析；

   （ 10 ）洞口未防护高处坠落死亡事故的经过及原因分析。 数量 1 套

2. ★ 云智能实验室安全管理系统：★云智能实验室安全管理系统，本平台将物联网技术运用于电气自动化信息技术并将数据上传至云平台，进行海量数据存储，并提供丰富的数据分析工具方便更加准确的掌握数据与分析数据，具有以下功能。

   1 ）数据云系统上传 2 ）手机数据查询 3 ）历史数据查询 4 ）数据分析统计 5 ）邮箱报警 6 ）微信报警 7 ）微信反向控制 8 ）二次开发

   （ 1 ）智能物联网系统应用软件

   1 ）数据显示显示输入电压监控，输出电压监控，输入开关监控，输出开关控制以及输入电压模拟量实时数据，可根据实际需求添加 128 路。

   2 ）控制：控制启动停止开关的开和关，输出电压值的给定，可根据实际需求添加 128 路。

   3 ）历史数据：显示输入输出电压值的历史数据，可按时、天、月进行查询历史数据曲线，以及历史数据表格，可表格数据导出处理。

   4 ）设备报警：报警信号为 PLC 主机模拟量采集数值或者开关量可以自由设定，如当模拟量输入超过 10V 电压时产生报警，通过物联网自动化应用软件将报警信号上传到云平台，通过云平台向设置的邮箱地址或者微信推送报警信号，每台设备对应设置一个微信账号和一个邮箱账号用于接受报警信号。

   5 ）通过手机微信关注云平台可以实现远程控制 PLC 的输出及监视 PLC 的输入状态变化。

   6 ）终端画面包含：（ 1 ）数据显示画面：画面显示输入电压数值，输出电压监控，开关状态输入，开关控制输出，以及云端连接二维码。（ 2 ）联网设置界面：设置现场数据连接云平台后台数据库管理。 数量 1 套，

六、 实训项目

1 、 机械识图与装配工艺的编写 ： 根据部装图和总装图，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 、 送料机构（仓库）的装配与调整 ： 根据部装图、总装图及机械设备的功能要求，按照正确的装配工艺要求，完成导轨、链传动、同步带传动等的装配与调整，并调整传感器位置，保证与十字滑台部件的配合。

3 、 十字工作台的装配与调整 ： 根据部件装配图、总装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，并完成十字工作台的整体控制流程调试。

4 、 打刀缸机构的装配与调整 ： 根据部件装配图、总装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、下模架的装配与调整，并调整上、下模架的同轴度。

5 、 模具的装配与调整 ： 根据部装图、总装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。

6 、 典型传动机构的装配与调整 ： 根据部装图、总装图及机械设备的功能要求，按照正确的装配工艺要求，完成同步齿形带传动、带传动等典型传动机构的装配与调整。

7 、 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。

8 、 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。

9 、 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。

10 、 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。

11 、 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。

12 、 机械设备的调试、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。。