JD-机电一体化综合实训考核设备

 

机电一体化综合系统实训实验装置根据任务引领式行为导向教学法,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实训考核设备。该设备由铝合金安装实训平台，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,可在铝合金安装平台上组成各种不同的产品生产过程的生产设备。    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、产品概述

 

模块式柔性自动化生产线实训系统是一种最为典型的机电一体化、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、机电一体化、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。

 

系统由五个单元组成，分别为：上料检测单元、搬运单元、分拣单元、仓储单元和机器人单元，控制系统西门子PLC进行控制，具有较好的柔性，在单个培训完成以后，又可以将相邻的两单元、三单元…直至六单元连在一起，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、传感器等多种控制技术，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。

 

二、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

 

三、系统组成

 

1.系统的硬件由五个单元组成

 

（1）上料检测单元

 

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、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、直流减速电机、SMC电磁阀及SMC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）搬运单元

 

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、通讯接口板、多种类型SMC电磁阀及SMC气缸组成，主要完成将工件从上单元搬至下一单元。

 

（3）分拣单元

 

通过皮带、颜色传感器、材质传感器、SMC气动组件、三相异步电动机、西门子变频器、编码器组成的物料分拣控制单元，

 

（4）仓储单元

 

由滚珠丝杠、滑杆推出部件、分类料仓、步进电机、步进驱动器、SMC电磁阀和SMC气缸、电感传感器、主要完成按工件类型分类，将工件推入料仓，仓储单元由标准型材构成9仓位的仓库，每个仓库配一个工业的光电传感器。

 

（5）机器人单元

 

由六自由度工业机器人（含控制器）、横臂、回转台、旋转气缸、开关电源、可编程序控制器、按钮、多种类型电磁阀及气缸组成，主要完成将工件从上单元搬至下一单元。

 

（6）单片机单元

 

单片机专业毕业设计实用课题开发平台就是让学生根据自己的喜好选择一个实用课题做为毕业论文选题，通过自己动手制作、编写程序、调试组装，最终完成一项具有实际功能且体现实用价值的产品模型，以此获得第一手资料，再在此基础上撰写论文，这样学生所写的就是真实反映学生自身水平的论文了。

 

此产品的使用分五个部分：

 

1、硬件电路设计，通过对硬件的抄板掌握下述几点

 

制图软件 元件手册使用 元件功能分析 硬件电路的设计等

 

2、电路逻辑及协议设计。

 

3、软件编程。C语言在工程设计中的应用

 

4、形成文本。

 

5、实物答辩

 

二、硬件配置

 

单片机控制技术专业毕业设计实用课题开发平台有电子模块、便携式实验箱和模块储存柜等三部分组成。最核心的是由几十个采用积木式标准接口组成的电子模块，各电子模块之间可以像搭积木一样连接，同时可外接主机模块和传感器等外设，使其电路功能不断扩展，涉及内容可涵盖自动化、电子信息和通信类等专业。其次，配套的便携式实验箱是方便学生携带的，学生可以将自己选做的电子模块存放在便携式实验箱中，在做毕业设计期间，该实验箱可以以租借的形式由学生保管。同时，为了方便教学管理还配置了模块储存柜，以存放闲置的电子模块。

 

（一）开发模块配置如下：

 

1、STM32F103单片机核心模块 ID103   

 

2、CPLD－EPM240可编程逻辑控制模块  ID104  

 

3、AVR－ATMEGA128单片机核心模块 ID102  

 

4、51单片机核心模块 ID101 

 

5、GSM、GPRS通信模块 ID201

 

6、RS485模块 ID202

 

7、RFID射频感应模块 ID203

 

8、RS232模块 ID204

 

9、USB转串口模块 ID205

 

10、LED点阵模块 ID206

 

11、NRF 24L01无线模块  ID207

 

12、串口WIFI模块 ID208

 

13、点阵液晶模块 ID209

 

14、键盘模块 ID210

 

15、超声波测距模块 ID212

 

16、HC－05蓝牙模块  ID213

 

17、数码管模块 ID214

 

18、光敏电阻传感器模块 ID215

 

19、流水灯与交通灯模块 ID216

 

20、人体红外传感器模块 ID217

 

21、温湿度传感器模块 ID218

 

22、火焰烟雾传感器模块  ID219

 

23、振动开关传感器模块 ID220

 

24、CAN总线控制与接口模块 ID221

 

25、ZIGBEE模块 ID222

 

26、步进电机驱动模块 ID223

 

27、直流电机驱动测速模块 ID224

 

28、AD采集模块 ID225

 

29、DA转换模块 ID226

 

30、三轴加速、三轴角速度、三轴磁场检测模块 ID230

 

31、继电器控制模块 ID231

 

32、旋转编码器控制模块 ID232

 

33、空气质量传感器模块 ID233

 

34、声音传感器模块 ID234

 

35、电流传感器模块 ID235

 

36、霍尔传感器模块 ID236

 

37、时钟、存储器模块 ID237

 

38、颜色传感器模块 ID238

 

39、接口转接模块A

 

40、接口转接模块B

 

（二）配置开发工具：

 

1、51单片机仿真器  

 

2、51单片机编程器模块（51系列，AVR系列）

 

3、blaster USB下载线模块 

 

4、J－Link ARM模块

 

（三）个人便携式工具箱：   集成电源，用于学生便携，脱离实验室环境使用

 

（四）、平台的特色创新

 

电子信息与通信技术毕业设计实用课题开发平台立求将理论与实践紧密结合在一起，以点带面，多方位的锻炼学生的动手能力及分析问题与解决问题的能力，所以，该开发平台不仅可以用于大学生毕业设计，同时，还可用于教学实训项目。

 

如果将该项目应用于教学实训中，可以分四个层次引导学生深入学习专业知识。

 

１.实训层次一

 

用于电子工艺实训课程。在该平台提供的万能孔板上练习焊接，焊接内容可以是由电子模块组装的实用电路，如555时基闪烁灯电路、直流稳压电源电路、运算放大器电路等，还可以扩展更复杂的内容，如手机仿真系统。

 

２.实训层次二

 

用于电子制图实训课程。根据实用课题内容，找出相应电子模块，让学生根据电子模块的PCB板，运用电子制图软件画出其电路原理图及PCB图。如：绘制MS51单片机模块

 

３.实训层次三

 

用于单片机实训课程。根据实用课题内容，让学生自己编写程序，自己调试，最终完成一个具有实际功能且具有实用价值的产品模型。如：制作数字温度的LCD或LED显示。

 

4.实训层次四

 

用于通信技术实训课程。根据实用课题内容，让学生自己了解通信过程，自己调试，最终完成一个具有实际功能且具有实用价值的产品模型。如：搭建基于GSM模块、键盘模块和LCD模块实现一个简单的实用手机系统。