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机电一体化电工考核实验设备

来源：作者：发布时间：2018-9-2 20:48:32

机电一体化电工考核实验设备

机电一体化电工考核装置

机电一体化电工考核装置概述：

机电一体化电工考核根据工学一体化行为为导向的教学法,以重点培养学生的动手实操能力,团队协作能力,创新能力等。是面向职业教育的新一代综合机电一体化电工考核设备。该实验台由铝合金安装，生产供料单元,运输单元及仓库单元等部分组成,学生可根据学习需求按照实训项目要求选择需要的部件和安装位置。整体结构采用开放式和拆装式，考核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。

机电一体化电工考核装置采用多种控制方式融为一体，同一种负载模型可以通过多种驱动方式进行控制，真正实现培养学员的创新思路和技能。本产品以模块化开放式结构为主要特点,集成了机电一体化技术、自动化技术、传感器技术、通讯及监控技术、电子技术、电工技术和机械装调技术,全面锻炼学生的动手实操能力团队协作能力以及思维创新能力。

一、机电一体化电工考核装置技术参数：

工作电源：三相五线 380V±5％ 50Hz

安全保护：漏电保护（动作电流≤30mA），过流保护，熔断器保护

接线方式：半集中/开发双型接线

额定功率：0.8 Kw

环境温度：－10℃ ～40 ℃

相对湿度：≤90%(25 ℃)

外形尺寸：1600×925×1050mm

变频器：三菱FR-E740-0.75KW

P L C：三菱FX2N-48MT

步进电机：24VDC 9级细分 2A

PLC扩展模块： FX0N-3A

触摸屏：三菱GT1155-QSBD-C

单片机模块：伟福SP-51

电机控制单元：220/380V 双向控制 1：50减速箱

气动元器件：原装SMC或亚德客

设备重量：100kg

二、机电一体化电工考核装置结构：

实验桌：采用优质钢板做骨架，经过机械加工成型，外表面喷涂彩色环氧聚塑，整机既坚固耐用，又美观大方。可以内嵌入计算机系统，并配备可隐藏式书桌，既能做实操平台又能做编程工位还能进行理论教学。桌下前柜内存放执行模型电脑机箱等，后柜可用于存储实训模块，抽屉内具有工具箱模具，便于存放工具、万用表、导线、实验指导书等，方便实训室管理。

桌面部分：采用20mm铝型材拼接式设计，铝型材表面平均分布T型槽，学员可以利用T型槽轻松布局和安装执行机构零件，方便实训操作。

实训模块：外壳采用优质钢板加工而成，表面进行静电喷塑处理。面板采用优质纯铝板加工，进行化学蚀刻彩色处理，面板图文字符采用现代喷描技术处理，使面板标识清晰且经久耐用。设置的电路美观整齐、科学规范。统一的尺寸规格，使得所有挂箱均可随意更换，操作方便。

实训模块具有两种接线模式，可以开放单独对实训单元的IO进行连接，也可以统一分配地址，减少接线所耽误的时间。

实训单元: 共包括上料站、搬运站、分拣站和仓储站，采用优质铝材或异型材做框架，原装SMC或欧姆龙元器件做电控检测部分，每个站与站之间可自由组合搭配，形成不同的控制模式，方便教师设置课题。如（按物料流动顺序）：课题一、上料单元→搬运单元→分拣单元→仓储单元，课题二、仓储单元→搬运单元→分拣单元，课题三、上料单元→仓储单元→搬运单元等等，可以任意组合，灵活多变。每个实训单元都配有特制的底座，底座上集成执行单元机构、电磁气动阀、传感器保护电路等装置，实训方便接线简便可靠。

三、机电一体化电工考核装置优点：

设备采用了全钢制结构，计算机嵌入式设计，既符合编程又方便机械装调，突出了实训设备一体化的特点，增强了实训室的整体效果，便于日常管理；

集成了多种控制方式，实训机构可以通过PLC控制、单片机控制和电子线路控制，真正做到任务引领的方式将多专业知识有机融于一体；

模块化设计，兼容多种型号的PLC、变频器等工控装置，实现因地制宜的多元化教学，可针对不同的教材与教学大纲开展实训项目；

不拘一格的运动实训单元设计，运动实训单元包括上料单元、搬运单元、分拣单元和仓储单元，几个单元之间位置可以互换，不拘于一种组合方式，物料流动形式具有多向性，全方位激发学员的创新思维；

多种驱动方式，本套设备集成了多种类型的电机，均可对同一负载进行驱动，如分拣机可以用三相异步电机通过变频器带动，也可以通过直流电机、步进电机或者伺服电机带动，自由更换，训练与考核学员综合运用能力。

四、机电一体化电工考核装置配置与要求：

N0	配置名称	型号规格（长×宽×高）	单位	数量	备注
1	实训台	计算机内嵌式设计	套	1	配备可隐藏式书桌装置，集成计算机系统、工具箱、模块存储柜
2	上料实训单元	SMC或亚德客	套	1	通过气动组件、传感器组成的自动上料执行控制单元。
3	搬运实训单元	SMC或亚德客	套	1	通过气动组件组成的搬运物料执行控制单元
4	分拣实训单元	SMC或亚德客	套	1	通过皮带、颜色传感器、材质传感器、气动组件、电动机、编码器组成的物料分拣控制单元
5	仓储实训单元	SMC或亚德客、三菱	套	1	通过丝杆装置、步进系统、气动组件组成的仓储执行控制单元
6	人机界面实训单元	三菱 GT1155 256色	套	1	集成化GOT控制单元，可实现人机对话
7	警示器实训单元	24VDC	套	1	红色、绿色指示灯，指示系统工作状态
8	PLC实训模块	FX2n-48MT+FX0N-3A	套	1	配套3A模块，可实现模拟量输入输实验与晶体管输出的实验，增加实训项目
9	单片机实训模块	伟福SH-51系统	套	1	可在线仿真，集电极开路输入，继电器输出，并配备AT89C51单片机小系统转换插座
10	变频器实训模块	三菱 FR-E700-0.4k	套	1	驱动三相步进电机
11	步进电机实训模块	多细分度可调 2A输出	套	1	包含两套步进电机驱动模块
12	电机实训模块	三相减速电机	套	1
13	实操工具包	扳手、螺丝刀、特种工具	套	1
14	各类实验导线		套	1

五、机电一体化电工考核装置可进行的实验项目:

送料单元

1、气动组件的应用与装调	2、霍尔磁性开关的装调
3、对射型传感器的应用	4、汇流板式电磁阀的控制应用
5、重力填充式机构的安装与调试	6、反射型传感器定位应用

搬运单元

1、气动组件的应用与装调	2、霍尔磁性开关的装调
3、三轴运动机械手控制	4、机械手单周期运动控制
5、机械手连续运动控制	6、机械手步进运动控制
7、机械手手动/自动控制	8、机械手录制控制

分拣单元

1、气动组件的应用与装调	2、变频器基本参数设置实训
3、变频器PU操作实训	4、变频器外部控制实训
5、变频器点动调试实训	6、变频器无极调速实训
7、变频器多段速度控制实训	8、变频器自定义端子实训
9、反射性传感器的应用	10、材质传感器的应用
11、霍尔传感器的应用	12、电机控制传送带运行实训
13、步进系统控制传送带运行实训	14、分类记录管理

仓储单元

1、气动组件的应用与装调	2、丝杆传动系统装调与应用
3、出入仓管理程序的应用	4、货仓分配管理应用
5、仓库统计与分类管理	6、脉冲定位控制应用
7、步进系统控制与应用	8、仓位开关控制与应用

人机界面单元

1、窗口切换	2、界面制作	3、数据输入
4、PLC寄存器连接	5、流动文字	6、界面总控实训
7、手动自动控制	8、数据汇总及管理实训	9、数据查询及更改实训

机电一体化实训考核设备

一、机电一体化实训考核设备的构成：

机电一体化实训考核设备由由铝合金导轨式实训台、典型的机电一体化实训设备的机械部件、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、计算机等组成。

二、机电一体化实训考核设备的配置：

序号	名称	主要元件或型号、规格	数量	备注
1	实训桌	1200×800×840mm	1张	桌台采用的是20*80的铝型材。
2	触摸屏模块	MCGS70627英寸工业彩色触摸屏	1块
3	PLC模块	三菱FX2N-48MR继电器	1块
4	变频器模块	变频器D720功率：0.4KW	1块
5	电源模块	三相电源总开关（带漏电和短路保护）1个，单相电源插座2个；	1块
6	按钮模块	24V/6A两组5V/6A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；	1套
7	井式上料部件	单杆气缸，磁性开关，电磁阀，光电开关1只；	1套
8	气动机械手部件	单出双杆气缸1只，单出杆气缸1只，气手爪1只，旋转气缸1只，磁性开关6只，双控电磁换向阀1只，单控电磁阀3只；	1套
9	皮带输送机部件	三相减速电机（380V，输出转速40r/min）1台，平皮带1400×100×1.5mm1条；	1套
10	物件分拣部件	单出杆气缸3只，金属传感器1只，光传感器2只，磁性开关3只，物件导槽3个，单控电磁换向阀3只	1套
11	接线端子模块	接线端子和安全插座	1块
12	物料	金属2个，尼龙黑白各2个	6个
13	安全插线		1套
14	气管	Φ4\Φ6，气管为蓝色，每台配有足量气管	1套
15	PLC编程线缆		1条
16	触摸屏与计算机通信线		1条
17	触摸屏与PLC通信线		1条
18	配套工具		1套
19	产品配套光盘		1套
20	塑料泡沫盒		1套
21	静音空气压缩机	0Mpa-0.8Mpa，气泵噪音≦65分贝，符合国家标准	1台

三、机电一体化实训考核设备技术参数：

1.交流电源：三相五线AC380V±10%50Hz；

2.温度：-10～40℃；环境湿度：≤90%（25℃）；

3.外形尺寸：长×宽×高=1200×800×1500mm；

4.整机功耗：≤1.5kW；

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家标准。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。

四、机电一体化实训考核设备结构：

实训设备台架为铝合金导轨式，实训考核装置PLC模块的I/O端子、变频器的接线端子、各常用模块与PLC的连接端子，均与安全插座连接，使用带安全插头的导线进行电路连接；各指令开关、光电开关、传感器和指示元件的电路，则通过端子排进行连接。插拔线连接电路与端子牌连接电路相结合，既保证学生基本技能的训练、形成和巩固，又保证电路连接的快速、安全和可靠。

铝合金导轨式实训台：可以安装送料机构、机械手、传输分拣机构。实训模块及PLC主机等可以放置在拉出式的支架上。

触摸屏：MCGS7062,模块材料要求：高强度塑料外壳、重量轻，面板是铁质喷塑板。

PLC模块及变频器模块：PLC40点以上IO三菱FX2N-48MR；变频器：三菱D7200.4KW；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。

电源模块：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：24V/6A、12V/2A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；

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，可以固定在实训桌上。

井式上料机构：井式工件库1件，物料推出机构1件，光电传感器2只，磁性开关2只，单缸气缸1只，单控电磁阀1只，警示灯1只，主要完成将工件库中的工件依次推出。气缸及附属传感器选用SMC。

气动机械手设备：四自由度气动机械手，气缸及附属传感器选用SMC；气动手臂两侧装有2个限位挡板，挡板上装有电感传感器、缓冲阀，进行对手臂的旋转限位。整个搬运机构能完成四个自由度动作，手臂伸缩、手臂旋转、手爪上下、手爪松紧。气缸及附属传感器选用SMC。

物料分拣设备：传送带通过三相异步电动机驱动，在传送带端点处设计有落料口，通过光电传感器检测物料；传送带上装有三个出料槽，对应位置有电感传感器、光纤传感器等，同时正对料槽位置装有推料气缸，共计三个气缸。传送带采用可拆卸的铝合金支架。气缸及附属传感器选用SMC。

五、机电一体化实训考核设备部分实训项目：

1．气动系统的安装与调试

（1）气动方向控制回路的安装	（2）气动速度控制回路的安装
（3）气动顺序控制回路的安装	（4）气动机械手的安装
（5）气动系统气路的连接	（6）磁性开关的位置调整
（7）气动系统调试	（8）摆动控制回路的安装

2．变频器的安装与调试

（1）变频器与交流电机主电路的连接	（2）变频器面板的参数设置与操作
（3）变频器面板控制交流电机调速	（4）通过变频器外部端子控制电机启停

3．机电设备的安装与调试

（1）传动装置同轴度的调整	（2）皮带输送机的安装与调整
（3）搬运机械手设备安装与调试	（4）物件分拣设备的安装与调试
（5）送料设备的安装与调试	（6）自动生产线设备安装与调试

4．电气控制电路的安装与PLC编程

（1）电动机正反转控制电路的连接与程序编写

（2）电动机调速控制电路的连接与程序编写

（3）皮带输送检测程序编写

（4）气动顺序动作控制程序编写

（5）气动机械手控制程序编写

（6）机电一体化设备控制程序编写

（7）自动生产线控制程序编写

5．自动控制系统的安装与调试

（1）多种传感器的安装与调试	（2）皮带输送检测的自动控制
（3）机械手的自动控制	（4）机电一体化的自动控制
（5）PLC控制系统的安装与调试	（6）自动生产线的安装与调试

6．触摸屏基本控制及设置

（1）触摸屏的接线和基本参数设置；

（2）基于触摸屏控制方式的基本指令编程练习；

（3）PLC、触摸屏与变频器通信控制。

7．可用于考核或技能竞赛，可考察的职业能力

（1）机械构件的装配与调整能力	（2）机电设备的安装与调试能力
（3）电路安装能力	（4）气动系统的安装与调试能力
（5）机电一体化设备的控制程序的编写能力	（6）自动控制系统的安装与调试能力

通用电工实验室设备

一、通用电工实验室设备电源及参数

1、输入工作电源：三相四线

2、输出电源及信号

A单元：三相四线

B单元：交流3、6、9、12、15、18、21V

C单元：双路稳流稳压电源（具有过载及短路保护功能），二路输出电压都为0～30V，由多圈电位器连续调节，输出最大电流为2A。

电压稳定度：<10-2负载稳定度：<10-2纹波电压：<5mv

D单元：直流稳压5V，电流0.5A

E单元：交直流电压0～240V连续可调，电流2A

F单元：220V电压输出，供外接仪器使用。

3、单次脉冲源：两组相互独的单次脉冲源，各自每次均可输出一对正负脉冲

二、电工实验室成套设备函数信号发生器（正弦波、三角波、矩形波）

①频率范围：5HZ-550KHZ分五个频段

②频率指示：由HZ表直接读出

③电压输出范围：正弦波：5HZ-250KHZ>4.5V、250KHZ-550KHZ>3.5V

三级衰减：0db、20db、40db具有连续细调

矩形波：5HZ-250KHZ>4.5V、250KHZ-550KHZ>3.5V，幅度连续可调

三角波：5HZ-550KHZ>１V

三、电工实验室成套设备音频功率放大器：输入音频电压不低于10mv，输出功率不小于1W，音量可调，内有喇叭，用于放大器电路扩音，也可作信号寻迹仪器使用。

四、电工实验室成套设备绝缘电阻：>5MΩ

五、电工实验室成套设备漏电保护：漏电动作电流30MV

通用电工实验室设备实验台及操作桌结构：

1、实验台外壳尺寸：123×35×20cm	2、三相保险座
3、三相电源输入指标	4、总开关：实验台电源总开关，带
5、试验按钮：试验漏电开关漏电功能	6、电源输入指示1只
7、电源输出指示3只(红、绿、黄三色)	8、交流电压表：指示输出线电压
9、电压转换开关：与电压表配合使用，监示	10、接线座5只：A单元三相四线及地线输出
11、电流表W相电流输出指示	12、O/I开关：三相四线电源输出控制
13、接线座2只：B单元交流低压电源输出	14、电表(2A)：B单元交流电流指示
15、旋钮：B单元3-24V交流低压选择输出	16、开关：C单元双路直流稳压电源开关
17、旋钮：C单元双路Ⅰ路稳流调节	18、旋钮：C单元双路Ⅱ路稳流调节
19、接线座2只：C单元Ⅰ路直流稳压输出	20、保险座：C单元双路稳压电源保险
21、电表4只：双路稳压电源电压、电流指示	22、接线座：D单元直流5V稳压输出
23、电表：D单元电流0.5V输出指示	24、开关1：控制各低压交流电、信号源
25、开关2：控制E单元交直流调压电源	26、电表：E单元交流电压输出指示
27、接线座4只：E单元交流、直流输出口	28、旋钮：E单元0～240V电压调节
29、插座：G单元220V输出插座	30、旋钮：音频功率放大器音量调节
31、接线座2只：音频信号输入	32、按钮：单次脉使能开关漏电、过载保护
33、接线座3只：单次脉冲输出口	34、电表：函数发生器正弦波输出电压指示
35、旋钮：正弦波输出三级衰减幅度粗调	36、旋钮：正弦波输出口
37、接线座：正弦波输出口	38、旋钮：矩形波输出幅度调节输出线电压的大小与对称情况
39、接线座：三角波输出口	40、旋钮：函数信号发生器频率细调
41、接线座：矩形波输出口	42、旋钮：函数信号发生器五级频率粗调(提高安全系数)
43、电表：函数发生器输出频率指示	44、万用表：500型
45、实验桌面尺寸：160×70cm	46、通用电路板：规格35×90cm，元件盒在其上任意拼插进行实验
47、储存板：放置元件盒	48、左储存柜：放置储存板（带门锁）
49、抽屉：放置常用工具	50、右储存柜：放置储存板（带门锁）
51、示波器：型号不限（用户自备）	52、工具

通用电工实验室设备结构与配备

（一）实验桌:一台二座，桌外形尺寸:160×70×80cm。桌中央配置通用电路板。每张桌配有一粒胶皮板，以保护通用电路板及桌面(如需要在其上放置电机、焊接等)。桌下部是元件储存柜，放置元器件。

（二）实验台:学生实验桌及示教控制台各配备一台。

(三)示教控制台:1台示教控制台，分别控制12台学生台的电源，通用电路板演示屏立在实验台上，尺寸150×70cm，用于讲解、演示。

（四）器材配备:13台180W电动机，26只时间继电器，26只热继电器，65只交流接触器，117只交直流电表，13只万用表，13套剥线钳、螺丝刀等工具，13套实验所需电阻、电位器、电感线圈、变压器、二极管、三极管、集成电路、集成座、传感器件等元件盒（元件已装在元件盒内）。

通用电工实验室设备实验台实验内容

1、电工测量仪表的使用	2、交流电路参数的测量
3、常用元件的识别与检测	4、正弦交流电路中RLC元件的特性
5、线性元件与非线性元件的伏安特性	6、RL及RC串联电路实验
7、电源的外特性	8、RLC串联谐振电路
9、电位值、电压值的测定	10、日光灯电路的连接及功率因数改善
11、电流表和电压表的扩程	12、三相负载的星、三角接法
13、基尔霍夫定律的验证	14、三相电路及功率的测量
15、验征楞次定律	16、R-C选频网络的研究
17、迭加原理与互易定理的验证	18、二端口网络研究
19、戴维南定理与诺顿定理的验征	20、单相变压器实验
21、电压源与电流源的等效变换	22、互感电路实验
23、受控源特性的研究	24、三相异步电动机的使用与起动
25、一阶电路实验	26、三相电动机继电接触控制的基本电路
27、二阶电路的过渡过程	28、三相电动机Y一△起动控制实验
29、研究LC元件在直流和交流电路中的特性	30、三相电动机的顺序控制实验
31、负载获得最大功率的条件	32、三相电动机能耗制动控制实验

利用上述32项实验的元器件也可完成下面电路实验

33、最简单的电路	34、电容器的充放电
35、电路中各点电位与参考点的选择	36、电容器在交直流中的作用
37、电阻的串联	38、条形磁铁在线圈中的运动
39、电阻的并联	40、电容的混联
41、电阻的混联	42、纯电阻、电感、电容电路
43、电阻分压器电路	44、磁耦合线圈的顺串
45、全电路欧姆定律	46、磁耦合线圈的反串
47、电桥的应用与平衡条件	48、欧姆表的工作原理
49、节点电压法	50、双联开关二地控制
51、回路电压法	52、用示波器观察磁滞回线
53、支路电流法	54、磁路欧姆定律
55、RCL并联电路	56、两线圈的互感及同名端
57、串联电路	58、互感耦合
59、变压器结构及工作原理	60、提高功率因数的方法
61、基尔霍夫第一定律	62、单相电路功率的测量
63、基尔霍夫第二定律	64、收录机电源电路
65、日光灯电路原理	66、滤波电路
67、扩大电压表量程	68、电阻与温度的关系:用伏安法测出灯丝
69、扩大电流表量程在不同电压下的阻值。	70、RC电路的过度过程
71、三相异步电机闸刀控制正转实验	72、RL过渡过程
73、具有过载保护的控制线路	74、电容的串联电路
75、按钮控制的正反转控制线路	76、电容的并联电路
77、接触器控制星一三角降压起动控制线路