中人教仪厂
一、产品概述
机械装调实验台依据《高等职业学校专业教学标准》及行业标准，结合各职业院校“机械制造与自动化”、“机电设备安装与维修”、“机械装配”、“机械设备装配与自动控制”、“工程机械运用与维护”等专业的培养目标而研制。通过项目实训主要培养学生识读装配图和零件图;机械部件的装配与调整；电气控制线路的设计与维修；变频器、伺服电动机及驱动器、步进电动机及驱动器应用；plc控制程序编写与调试；机械设备装调与整机运行等职业能力，提高学生在机械设备、机电设备企业及相关行业一线工艺装配与实施、机电设备安装调试和维修、机械设备电气控制、机械加工质量分析与控制、基层生产管理等岗位的就业能力。
二、功能特点
1. 仿真度高 装置可模拟真实数控冲床加工零件，通过送料系统、定位系统、冲压系统以及冷冲压模具的联合动作，可对厚度5mm以下铝板进行精确加工。编程完成后运行即可进行零件自动加工，贴近工业现场实际操作。
2. 实操性强 依据相关国家职业标准、行业标准和岗位要求设置各种实际工作任务，以职业实践活动为主线，通过“做中学”，真正提高学生的动手技能和就业能力。
3. 模块化设计 由多种机械部件组成，既可将各部件作为独立的模块进行训练，也可将各部件组成综合的机械系统进行训练。
4. 综合性强 装置可完成机械设备安装与调整、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。
三、技术性能
a) 输入电源：三相四线（或三相五线） ～380V±10% 50Hz
b) 工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度≤85%（25℃） 海拔＜4000m
c) 装置容量：＜2.0kVA
d) 外形尺寸：
1100mm×700mm×1500mm（实训台）
400mm×700mm×900mm（控制台）
800mm ×600mm×1800mm（电气控制柜）
1200mm×600mm×1500mm （操作台
e) 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
1.本装置主要功能是根据要求自动完成对被加工物料的多模具精确冷冲压；首先通过电气控制柜中的PLC控制伺服电机来控制二维送料部件，完成对被加工物料（铝板）的送料和定位，其次根据运行要求完成转塔部件中多种模具的更换，并通过定位系统对转塔进行精确定位；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、伺服电机驱动模块等）、动力源（包括三相交流电机、步进电机、交流伺服电机等）、机械传动机构、二维送料部件（十字滑台）、转塔部件、模具、离合器机构、机械式冲料机构、装调工具、常用量具、操作台、型材电脑桌等组成。
2.机械实训安全教育虚拟仿真软件：软件基于C#和JS语言编程设计，用户自行根据电脑配置选择不同的交互界面大小，可选流畅画质，中等画质，完美画质等六级画质等级。可选择齿轮轴系、蜗杆轴系等十多种轴系机构进行安装、拆卸、装配、零部件测量、考核等。零件拆装的步骤过程中有智能提醒，软件内的模型均采用3D模型，由3Dmax制作而成，并经过渲染和润色，使模型看起来与真实部件一般无二，设有非标零件库、标准零件库、测量工具库供拆装选择。软件内配有实验的目的、步骤、要求等集成的电子实验考核题及指导书。使用考核功能时，软件随机出题供学生回答，当学生答完题目时给出考核分数。本软件可以进行全方位旋转、放大、缩小观看其细节。减速器模块：系统内置的工具库(如锤、呆扳手、拉马、螺丝刀等)用于选择工具拆卸减速器，零件拆卸后自动摆放整齐。
3.虚拟仿真教学系统
机械实训安全教育虚拟仿真软件：本软件基于unity3d开发，软件采用三维漫游的形式，可通过键盘控制移动，鼠标控制镜头方向，设有机械安全距离实验，机械安全保护装置实验、机械安全防护设计基础考核，实验进行时，三维漫游画面采用箭头与脚印图案提示移动至实验位置，机械对象周围圆圈显示了工作半径，实验过程伴有三维机器人的对话框提醒。
A、机械安全距离实验内容包括防止上下肢触及危险区的安全距离实验（内分2种围栏高度与开口大小），选择进入后，镜头前弹出GB23821-2009《机械安全防止上下肢触及危险区的安全距离》要求，错误示范：实验过程为人体进入机械对象工作半径受到伤害后，血色画面与语音提醒收到机械伤害，并回至原位并进行下一实验，最终一步为正确做法。
B、机械安全保护装置实验分为安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪等保护装置实验，可选类别（安全输入、安全控制、安全输出、其他）、生产厂家、产品列表（安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪、安全控制器、安全继电器、安全护栏）。安装位置有蓝色闪烁框架提醒，实验流程：选择安全护栏并安装、选择安全连锁开关（或选择安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪）并安装、选择安全控制器并安装至电气控制箱、选择安全继电器并安装至电气控制箱、点击电气控制箱上的启动按钮。若进入危险区域时，系统将提示报警音，且机械对象停止工作，选择电气控制箱上的复位按钮可停止。
C、机械安全防护设计基础考核要求完成机械安全系统的安装，正确安装安全护栏、安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪、安全控制器、安全继电器、24V电源、信号灯及急停按钮，考核分为十个考核点，部分考核点有3个选项，由学生自由选择，最终10项考核点选好后，提交确认，系统自动得出总分数以及各考核点的得分情况。
D、软件须为整体同一平台，不得以单独的资源展现。
E、同时为客户提供本软件的VR安装包方便用户拓展为VR实验，VR设备及软件安装调试不需提供。
机械装配与钳工装配虚拟仿真软件：本软件基于unity3d开发，可选6级画质，设有减速器、轴系结构的设计与虚拟拆装、常见机械机构设计与仿真，机构资源库，典型机械机构（汽油机发动机的虚拟拆装），软件为一个整体软件，不能为一个个单独的资源。
A.减速器设计与虚拟拆装界面可选涡轮蜗杆圆锥齿轮减速器、二级展开式圆柱齿轮减速器、圆锥圆柱齿轮减速器、同轴式圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、一级圆柱齿轮减速器。
涡轮蜗杆圆锥齿轮减速器：进入软件后自动播放装配内容，视频中各步骤均有文字说明
二级展开式圆柱齿轮减速器：进入软件后采用视频的形式播放内容，视频内容应包含：零件名称（扫描二维码可看零部件名称）、拆装演示（包含拆卸、装配）、虚拟拆装（包含整体、低速轴、中速轴、高速轴、箱盖、箱座）
圆锥圆柱齿轮减速器、同轴式圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、一级圆柱齿轮减速器：点击进入后自动跳转到edrawings界面，模型均为三维模型，通过点击零部件显示零部件名称，可360°全方位旋转、放大、缩小、平移，同时可通过移动零部件功能，将整个减速器进行拆卸组装，同时可以选择主页按钮回到减速器最初始的状态。圆锥齿轮减速器、一级圆柱齿轮减速器增加了插入横断面功能，可自由拖动横断面观察减速器内部结构。
B.轴系结构的设计及虚拟拆装界面可选零件认知、拆装演示、实战操作。
1、零件认知：内设斜齿轮、无孔端盖、联轴器、联轴器键、轴、齿轮键、带孔端盖、轴套、深沟球轴承的三维模型与零件名称，任意零件均可进行360°旋转
2、拆装演示：内置2个案例，将鼠标移动到某一零件位置时（底座与轴承座除外），该零件自动放大，并显示零件名称，设有拆卸与装配按钮，功能由软件自动完成轴系结构拆卸与装配。三维场景均可进行360°全方位旋转、放大、缩小、平移。
3、实战操作：三维零件整齐摆放于桌面，由学生手动选择对应的零件并移动至轴系结构上，摆放顺序正确且位置正确时零件才能安装上去，设有重新开始按钮，方便学生重新进行虚拟实验。将鼠标移动到某一零件位置时（底座与轴承座除外），该零件自动放大，并显示零件名称。
C、常见机械机构设计与仿真可选铰链四杆机构设计与分析、I\II型曲柄摇杆机构设计与分析、偏置曲柄滑块机构设计与分析、曲柄摆动导杆机构设计与分析、铰链四杆机构轨迹综合、偏心直动滚子推杆凸轮、对心直动平底推杆凸轮。
1、各个机构应当能输入相对应的参数，由软件自动计算参数，并可进行运动仿真和自动绘制曲线图。
D、机构资源库可选平面连杆机构11种、凸轮机构5种、齿轮机构6种、传动机构8种、加紧机构11种、轮系机构6种、其他机构（机械设备模拟）8种
E、汽油机发动机的虚拟拆装可选曲轴箱装拆演示、曲轴箱虚拟装配、配气系装拆演示、配气系虚拟装配
1、曲轴箱装拆演示与配气系装拆演示均设有拆卸按钮、装配按钮、重新开始、分解观察按钮，将鼠标移动到某一零件位置时，该零件自动放大，并显示零件名称，功能由软件自动完成轴系结构拆卸与装配。使用分解观察按钮时，曲轴箱或配气系三维模型自动展示爆炸图，可进行360°全方位旋转、放大、缩小、平移
2、曲轴箱虚拟装配与配气系虚拟装配的三维零件均整齐摆放于桌面，均由学生手动选择对应的零件并移动至机构上，当摆放顺序正确且位置正确时零件才能安装上去，设有重新开始按钮，方便学生重新进行虚拟实验。将鼠标移动到某些零件位置时，自动显示零件名称。
8、单片机、plc可编程设计与控制虚拟仿真软件
本软件基于unity3d开发，内置任务书与实验提示，采用三维漫游的形式，可通过键盘控制移动，鼠标控制镜头方向，鼠标滚轮控制画面远近，可360度旋转，三维墙体上画有电气图。
1.设备元件组装：根据高亮提示，找到元件控制架，可从元件库中按电气元件布局图拖拽元件安置到元件控制架上，元件库设有控制面板、开关电源、微型继电器、PLC、变频器、步进电机、交流电机、伺服电机、伺服驱动器、步进驱动器、接口板、操作面板、断路器、伺服电机接口、数显电压表，选择错误时有提示。
2.技术指标测量：选择万用表检查伺服电机连接线、带BOP面板的伺服驱动器，左右按钮调至欧姆档，拖拽黑红表笔分别插入R、S、T、U、V、W、接地相测试阻值，根据高亮提示，在场景中找到电源开关，拖拽电笔或万用表进行测量电源是否打开。
3）电器元件连接：根据电气接线图，连接好电源线、控制线，高亮提示接口，将驱动器、接口板、动力线、伺服电机、编码器、PLC、继电器按顺序连接好，打开总电源开关、伺服电源开关、故障电路开关后，提示故障代码，从三项中多选故障原因。
4）参数调整测试：电源合闸进行调速，按任务书要求设置驱动器参数，进行点动控制/模拟量调速/多段调速控制，观察三维伺服电机运动控制。选择6条PLC程序选择任意一种然后进行伺服驱动器模拟量调速，PLC参数可调，设置好驱动器参数，进入三维伺服电机运动控制界面及电气显示界面，操作面板设有伺服启动、低速、中速、高速、伺服停止、扭矩限制、异常重置、正转/反转选择、0-10滑动控制（电气面板实时显示数值）。
5）巡视伺服系统口罩机三维虚拟仿真机，观察其结构，可注入故障点，多选故障原因，进行故障定位，将故障原因与对应的检测及定位方法连线，选择正确后进行故障排除，将故障原因与对应的解决方法连线。
6）控制工艺方案，可选点动控制/模拟量调速/多段调速控制的单机模式及联机模式，调出控制面板，显示3条生产线运行，进行实时控制，可选点动、低中高速、启动、停止控制，速度可调，根据控制方案，系统自动得出生产线运行性能优劣，并提交交底记录。
五、系统基本配置表
| 序号 | 名称 | 规格 | 数量 | 单位 | 备注 | |
| 1 | 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×1500mm | 1 | 台 | ||
| 2 | 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 | 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、热继电器、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 | 1 | 套 | |
| 4 | 可编程控制器模块 | 西门子S7-200 SMART CPUST40 | 1 | 套 | 二选1 | |
| 5 | 三菱FX3U-48MTES/A | 1 | 套 | |||
| 6 | 触摸屏模块 | 西门子7英寸，TFT真彩，65k色 | 1 | 套 | ||
| 7 | 电机驱动模块 | 旋钮开关、步进电机驱动器 M542、伺服电机驱动器TSTE 15C、隔离变压器（380V/220V）、三菱FR-E740-0.75k-CHT变频器 | 1 | 套 | ||
| 8 |
机械 设备 部件 |
传动机构 | 主要包含带传动（同步带、三角带）、链传动（单排链条）、齿轮传动（直齿圆柱齿轮）等典型传动机构， | 1 | 套 | |
| 9 | 二维送料部件（十字滑台） | 主要由滚珠丝杠螺母副（长度分别为528mm、485mm；公称直径20mm；导程5mm；右旋）、直线导轨和滑块（长度分455mm、335mm两种；宽度15mm）、工作台面、轴承（角接触轴承、深沟球轴承）、轴承座、端盖、垫块等组成 | 1 | 套 | ||
| 10 | 转塔部件 | 主要由上下八角盘定位销、上下八角盘定位销支架、下八角盘下料孔、链轮、链条、上下八角盘、传动轴、圆锥滚子轴承、支座、端盖等组成 | 1 | 套 | ||
| 11 | 模具 | 采用真实数控模具，含方孔模、圆孔模、腰孔模、三角模4种模具，另包括模具校棒1套 | 1 | 套 | ||
| 12 | 机械式冲料机构 | 主要由冲床床身、齿轮、端盖、曲轴、轴瓦、支架、电机座、轴承、卸荷式带轮装置等组成 | 1 | 套 | ||
| 13 | 上下八角盘气动定位模块 | 主要由单电控二位五通阀、调压过滤器、轴杆气缸、三通、PU气管、快换接头、气泵等组成 | 1 | 套 | ||
| 14 | 离合器机构 | 主要由支架、轴承、轴套、拨销、电磁离合器、电磁制动器等组成。 | 1 | 套 | ||
| 15 | 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 | 1 | 套 | |
| 16 | 紫铜棒 | 一头φ18、一头φ14和φ30各1根 | 2 | 根 | ||
| 17 | 拉马 | 1 | 件 | |||
| 18 | 一字螺丝刀 | 10〞通芯一字螺丝刀 | 1 | 把 | ||
| 19 | 内、外卡簧钳 | 直嘴、弯嘴9寸内、外卡簧钳各1把 | 4 | 把 | ||
| 20 | 橡皮锤、榔头 | 圆头铁锤（1.5磅）、橡皮锤各1把 | 1 | 套 | ||
| 21 | 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呆扳手1套；开口为7、17梅花组合扳手各1把；M14、M18、M27圆螺母扳手1套 | 1 | 套 | ||
| 22 | 截链器 | 420～530 | 1 | 把 | ||
| 23 | 手轮 | 外径100 | 1 | 套 | ||
| 24 | 活动手柄 | 螺纹为M8 | 1 | 套 | ||
| 25 | 量具 | 划线平板 | 300mm×300mm | 1 | 块 | |
| 26 | 游标卡尺 | 测量范围：0～300mm，分度值：0.02mm | 1 | 把 | ||
| 27 | 深度游标卡尺 | 测量范围：0～200mm，分度值：0.02mm | 1 | 把 | ||
| 28 | 直角尺 | 200×130×12.5mm | 3 | 把 | ||
| 29 | 杠杆式百分表 | 0～0.8mm，分度值：0.01mm；含转接头、磁性表座 | 1 | 个 | ||
| 30 | 百分表 | 0～10mm；含转接头、磁性表座 | 1 | 个 | ||
| 31 | 千分尺 | 0～25mm、25～50mm、50～75mm各1把 | 3 | 把 | ||
| 32 | 钢直尺 | 500mm | 1 | 把 | ||
| 33 | 塞尺 | 测量范围：0.02～1.00mm | 1 | 把 | ||
| 34 | 配件 | 零件盒、编程电缆、产品配套光盘（软件、使用手册、程序等） | 1 | 套 | ||
| 35 |
机械装配与钳工装配虚拟仿真软件 |
采用3D虚拟仿真技术,采用AVI影视播放方式，界面生动美观、易学易用，可以提高学生学习的兴趣，加深学生对知识的理解和运用。通过三维拆卸装配视频动画，生动地展示了变速箱、离合器蜗杆传动机构、齿轮减速器、间歇回转工作台、冲床机构、动力源、送料机构等模块的拆卸和装配过程。可实现以下功能： 钳工装配技术的基本知识及介绍 钳工装配技术主要组成器件的结构及工作原理 变速箱的虚拟拆装、三维动画视频讲解演示 离合器蜗杆传动机构的虚拟拆装、三维动画视频讲解演示 齿轮减速器的虚拟拆装、三维动画视频讲解演示 间歇回转工作台的虚拟拆装、三维动画视频讲解演示 冲床机构的虚拟拆装、三维动画视频讲解演示 动力源的虚拟拆装、三维动画视频讲解演示 送料机构的虚拟拆装、三维动画视频讲解演示 |
1 | 套 | ||
| 36 | 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：560mm×600mm×1020mm | 1 | 台 | ||
| 37 | 计算机 | 主流品牌 | 1 | 台 | 用户自 备 | |
项目一 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。
项目二 二维送料机构的装配与调整
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，完成二维送料机构的装配与调整等工作。
项目三 转塔冲压机构的装配与调整
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，完成转塔冲压机构的装配与调整等工作。
项目四 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，完成冲压模具的装配与调整等工作。
项目五 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，完成链传动、带传动、齿轮等典型传动机构的装配与调整等工作。
项目六 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。
项目七 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。
项目八 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。
项目九 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。
项目十 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。
项目十一 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。
项目十二、离合器的装配与调整
根据装配图要求，进行离合器的活动端、固定端、操纵杆、支座等的装配与调整。
