模块化MPS柔性仿真生产线实训系统,典型机电设备组合实训台

MPS生产线实验装置是一种最为典型的、自动化类产品，它是为职业院校、教育培训机构等而研制的，它适合机械制造及其自动化、、电气工程及自动化、控制工程、测控技术、计算机控制、自动控制等相关专业的教学和培训。它接近工业生产制造现场基础上又针对实训教学进行了专门设计，强化了各种控制和工程实践能力。
系统由六个站组成，分别为：上料检测站、搬运站、加工站、搬运安装站、安装站和分类站，控制系统可以选用西门子、三菱的进行控制，具有较好的柔性，即每站各有一套控制系统独立控制，在单个培训完成以后，又可以将相邻的两站、三站…直至六站连在一起，学习复杂系统的设计、安装、编程、调试和整机运行。
系统包含了机电一体化专业中的气动、电机驱动与控制、plc、等多种控制技术，适合相关专业学生进行工程实践、课程设计及初上岗位的工程技术人员进行培训。

技术指标

1.输入电源：单相三线～220V±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：＜1.0kVA
4.整机尺寸：2400m*1700mm*1400mm

实训项目

1. 了解传感器的应用
2. 观察气动元件的应用
3. 掌握PLC控制技术
模块式柔性自动化生产线实训系统六个工作站各自都有一套PLC主机，可分成六个完全独立的工作站进行实训，在对各单元生产工艺和电气控制系统的构成熟悉后，通过PLC编程可完成：
PLC基本指令学习和实际应用
(1) 系统故障检测
(2) 工件上料程序控制
(3) 工件搬运程序控制
(4) 工件检测程序控制
(5) 工件搬运安装程序控制
(6) 工件安装程序控制
(7) 工件分类程序控制
(8) 多工作工位程序控制
(9) 工作单元联网程序控制
(10) 步进电机驱动控制
4. 电气控制系统安装调试
5. 机械系统安装调试
6. 电机驱动调试
7. 系统维护和故障检测技术

系统组成

1.自动生产线实训装置的硬件由六个站组成
（1） 上料检测站
由料斗、回转台、导料机构、平面推力轴承、工件滑道、提升装置、计数电容开关、检测工件和颜色识别光电开关、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、电气网孔板、直流减速电机、电磁阀及气缸组成，主要完成将工件从回传上料台依次送到检测工位，提升装置将工件提升并检测工件颜色。
（2） 搬运站
由机械手、横臂、回转台、旋转气缸、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、电气网孔板、多种类型电磁阀及气缸组成，主要完成将工件从上站搬至下一站。
（3） 加工站
由6工位回转工作台、刀具库（3种刀具）、升降式加工系统、加工组件、检测组件、步进驱动器、三相步进电机（6A）、光电传感器、接近开关、开关电源、平面推力轴承、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、电气网孔板、通讯接口板、直流减速电机、多种类型电磁阀及气缸组成，回转工作台有六个旋转工位，加工站主要完成工件的加工（钻孔、铣孔），并进行工件检测。
（4） 搬运安装站
由平移工作台、塔吊臂、机械手、齿轮齿条传动、工业导轨、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、电气网孔板、多种类型电磁阀及气缸组成，主要完成将上站工件拿起放入安装平台，将装好工件拿起放下站。
（5） 安装站
由吸盘机械手、摇臂部件、旋转气缸、料仓换位部件、工件推出部件、真空发生器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、电气网孔板、多种类型电磁阀及气缸组成，主要完成选择要安装工件的料仓，将工件从料仓中推出，将工件安装到位。
（6） 分类站
由滚珠丝杠、滑杆推出部件、分类料仓、步进电机、步进驱动器、电感传感器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、电气网孔板、多种类型电磁阀及气缸组成，主要完成按工件类型分类，将工件推入料仓。
（7）自动化虚拟仿真系统：软件基于C#和JS语言编程设计，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，可全方位旋转、放大、缩小观察本虚拟仿真系统的操作过程，由学生自行安装工业流水线部件，可从结构件模块、动力源模块、传动装置模块、传感器模块、执行机构模型中选取正确的配件进行安装，软件可提示正确安装位置。安装完毕后，虚拟3D流水线自动识别物料正确与否。并且具有可选择齿轮轴系、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、考核等功能。零件拆装的步骤过程中有智能提醒，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。（软件现场演示或者录制视频演示）

控制系统均为三菱系列主机

系统配置

该装置采用型材结构，其上安装有交流伺服电机及驱动单元、步进电机及驱动单元、直流无刷电机及驱动单元、交流电机及变频调速单元、触摸屏单元、PLC及A/D D/A单元、传感器及旋转编码器单元、皮带输送单元、滚珠丝杠单元、蜗轮蜗杆单元等组成。培训内容包含：PLC（数字量和模拟量）技术，传感器及旋转编码器技术、直流无刷电机特性研究、步进电机特性研究、交流伺服电机特性研究、特种电机控制技术、触摸屏技术、位置及速度控制技术、机械传动（皮带传动、滚珠丝杠传动及蜗轮蜗杆传动）技术、组态软件监控技术等。平面模块化结构，所有控制电机的接线开放，安装尺寸完全一致，可做到电机互换，控制电平一致。学生可以对各零件、部件、单元、直至整体机构进行零部件拆装、调试、运行。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。

虚拟仿真系统

1.维修电工电子电机与职业资格培训考评仿真软件

本软件为apk的格式，可在PC端使用，也可在移动端使用，本软件即可手动设置故障也能自动设置故障，本软件通过电路图中绿色的框选择手动设置故障点（最多可以设置39个故障点），也可以通过系统自动进行随机1个故障点设置，随机两个故障点设置，随机三个故障点设置，随机四个故障点设置，随机五个故障点设置，本软件内有工具箱，元件库，放大镜，电路图等功能，可通过工具箱可选择万用表进行检测，通过元件库选择合适的元件，通过放大镜可以清楚的了解各个元器件及电路。本软件通过电动机星三角启动控制电路故障的设置，并经过种种排查，让学生了解电动机星三角启动控制电路的工作原理及电路结构。

2.虚拟频谱仪、逻辑分析仪、示波器、三用表仿真软件：

本软件为apk的格式，可在PC端使用，也可在移动端使用，本软件的功能有：电阻的测量、交流电压的测量（测量变压器，若变压器测量烧坏多用表时，冒黑烟提示并可以重置多用表）、晶体管的极性判断、直流电压测量（通电流表档时灯光亮）、直流电流的测量、以及电容好坏的判断。本软件可任意拖动红色与黑色笔头，2个笔头拖拽至被测物体上定位时显示红圈，如未定位准确无红圈显示，并在进行错误操作的时（如所选量程错误、所测数据错误等等），仪表指针将无反应、提示错误重新测量等，本多用表可选择交流电压档，直流电压档，电阻档，电流档，电阻调0，并且可放大显示数据，可清楚观看所测数据大小。学生可以通过本软件学习多用表的正确使用方法。

3、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，内置实验步骤、实验指导书、电路图、组件列表、连接线路、接通电源、电路图、场景重置、返回等按钮，在连线及代码正确后，可以通过启动/停止、正向运动、反向运动按钮操作三维机床模型运动，在连接线路状态下，三维机床模型可进行放大/缩小、平移。

1.继电器控制：阅读实验指导书，并进入实验，通过识读电路图，选择组件列表中的继电器、热继电器、开关等元器件以拖拽的形式布局至电器柜中，限位器置于三维机床模型上，可选择盖盖子，部分元器件名称可重命名，然后点击连接线路按钮，将端子对端子进行连线，将机床电路连接成功后，选择接通电源，进行操作，若组件或线路连接错误将弹出提示错误框，可随时进行场景重置。

2.PLC控制：实验同继电器控制，增加PLC控制功能，在连线完成后，通过PLC编码按钮，进入程序编写界面，编写正向与反向2条程序，共有12个梯形图符号，编写完成后，选择提交进行程序验证。验证成功后，接通电源进行操作，组件、线路连接、代码错误将弹出提示错误框，可随时进行场景重置。

3.单片机控制：实验同继电器控制，增加单片机控制功能，在连线完成后，通过C编码按钮进入编程界面，输入正确的C语言代码，提交验证成功后，接通电源进行操作，组件、线路连接、代码错误将弹出提示错误框，可随时进行场景重置。

表1:基本配置表（标准配置）