光机电气一体化设备

KCGJD-17光机电气一体化设备

一、设备特点

智能机电一体化综合实训考核设备、工业 4.0 智能控制实训台，是顺应中国 "工业 4.0"《中国制造 2025》战略而生的先进教育装备。随着制造业作为国民经济主体地位的不断强化，智能制造正引领着生产方式的深刻变革。国家大力推进制造过程智能化，鼓励在重点领域建设智能工厂和数字化车间，促进人机智能交互、工业机器人、智能物流管理等技术和装备的应用，以实现制造工艺的优化、生产过程的实时监测与自适应控制。

为满足国家对高端智能制造设备所需高技能人才的培养需求，上海上益教育设备制造有限公司通过深入调研和校企合作，研发出一系列工业机器人应用与维护专业实训考核系统设备。该设备符合职业技能竞赛、技能培训与鉴定、一体化教学改革以及高技能人才培训基地的定位，契合国家中等职业教育教学改革精神，以国家职业标准为依据，以综合职业能力培养为目标，以典型工作任务为载体，采用学生中心理念，依据工作过程设计课程体系与教学活动，实现理论与实践、能力培养与岗位需求、实习与实际工作的深度融合，全面提升学生的技术能力、方法能力和社会能力。

在本次贵校工业机器人系列实训基地和实训装备的规划中，硕博公司紧密结合学校的专业设置，以教学实训和考核鉴定为基础，突出功能实用性，把握建设档次，体现技术先进性，力求实现适度超前的规划原则，为学校打造一个具有前瞻性、实用性和高水平的实训基地。

二、设备目的

结合学院当前和未来的发展规划，本次规划设计的工业机器人技能工作室旨在达成以下目标：

1. 满足各专业教学实训的基本技能、综合技能、创新技能需求，以及中级、高级、技师、高级技师的职业资格和人才培养要求。

2. 满足现代先进技术与先进制造业技术发展的新工艺、新知识、新技能、新任务需求。

3. 满足紧缺人才、高技能人才、农村劳动力转移、退役士兵、职业能力转换等综合培训与鉴定需求。

4. 满足国家骨干师资、一体化教学师资及其他双师型师资培训需求。

5. 满足开展教学研讨、技能竞赛、学术交流、课程改革等多功能综合性基地需求。

6. 体现技术的先进性、前瞻性、综合性、职业性、可操作性和兼容性，集成多种先进技术，覆盖机电专业教学大纲及教材的训练内容，结合国家职业标准，实现教学与生产的无缝对接。

三、技术性能要求

1. 输入电源：单相 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：≤1kVA

4. 重量：100kg 左右

5. 外形尺寸：约 1300mm×1200mm×750mm

6. 台面平铺 2020 欧标工业铝材，右侧台面铺 400×1000mm 软绝缘胶垫，中部抽拉式电气接线板

7. 安全保护：具备漏电压、漏电流保护装置，符合国家标准

四、基本配置及功能要求

实训装置整体设计

实训装置包含电气接线模块、上料模块、输送线模块、视觉识别模块、三维模组控制模块、称重模块、RFID 产品溯源模块、物料摆放模块、小车运动控制模块、温控箱变频控温模块，并提供符合要求的装置整体设计效果图。

各单元详细配置

1. PLC 单元 ：西门子主机 1511C，带显示屏的 CPU，具备大容量存储、高速指令执行、多级防护及多种控制功能，支持 PROFINET IO 控制器，配备丰富的输入输出模块和计数测量通道。

2. 视觉识别单元 ：由 600 万像素工业相机、镜头、处理软件、光源等组成，放置在输送线一侧，对工件进行多维度信息检测，检测结果通过总控通讯为后续作业做准备。

3. RFID 识别单元 ：带集成天线的方型读写器，尺寸 50×50×30mm，使用螺纹式小尺寸标签。

4. 触摸屏单元 ：≥7" TFT 显示屏，具备高分辨率、长寿命、精密电阻网络触控面板，内置高性能 CPU 和充足存储器，支持多种通讯接口。

5. 以太网交换机 ：非网管型工业以太网 100MBIT/S 交换机，自带 5 个 RJ45 端口，LED 诊断显示，DC 24V 供电，具备高防护等级和冗余电源输入。

6. 变频调速单元 ：单相 220V 供电，输出功率 0.37KW，集成 RS-485 通讯接口和操作面板，支持多种控制模式和保护功能。

7. 小车运动控制单元 ：由运动小车、同步带轮传动机构、直流电机、多种传感器和行程开关等组成，通过传感检测和 PLC 编程实现精确定位和多种控制功能。

8. 三维模组控制单元 ：包含伺服驱动和步进驱动，伺服驱动控制 X 轴，采用交流伺服驱动，具备强大的控制核心和保护电路，支持多种控制方式；步进电机驱动控制 Y 轴，采用交流伺服驱动，内置控制电路和保护功能。

9. 温控箱变频控温模块 ：加热板通电加热，温度变送器检测温度，PLC 控制系统通过变频器调节电机转速，实现快速散热和温度稳定。

10. 温变变送器 ：二线制输出，无需补偿导线，结构简单，安装方便，使用寿命长，量程 0 - 100℃，电源 24VDC，输出 0 - 10V。

11. 加热器 ：工作电压 AC220V，持续功率 30W - 150W，外壳材质铝合金，尺寸不大于 160×100mm。

12. 伺服系统控制单元 ：输入电源单相或三相 AC220V，具备高调速比和丰富的控制输入输出功能。

13. 称重模块 ：称重传感器、重量变送器、不锈钢承重板组成，可称重 0 - 10KG，并通过触摸屏显示重量值。

五、实训项目

设备涵盖 PLC 认知、虚拟控制、实物控制、综合应用、网络通讯等多个方面的实训项目，具体如下：

PLC 认知实训

包括软硬件结构、系统组成、基本指令、接线、编程下载等内容。

PLC 虚拟控制应用实训

涵盖数码显示、抢答器、天塔之光、音乐喷泉、交通灯、水位、送料、传送带、流水线、液体混合、洗衣机、分拣机、售货机等控制应用。

PLC 实物控制应用实训

涉及视觉识别、RFID、定长、称重、气动回路、直线运动、步进电机、伺服电机等控制实训。

PLC、变频器、触摸屏综合应用技能实训

包括变频器功能设置、端子控制、正反转、多段速、无级调速、模拟量调速、PLC 控制变频器、触摸屏控制编程等实训。

网络通讯综合实训

开展 PLC 与变频器、触摸屏、RFID、工业相机等设备的通讯控制及组网综合应用实训。