JD-機(jī)電一體化綜合實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備

 

機(jī)電一體化綜合系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)裝置根據(jù)任務(wù)式行為導(dǎo)向教學(xué)法,以重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的動手實(shí)操能力,團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,創(chuàng)新能力等。是面向職業(yè)教育的新一代綜合機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備。該設(shè)備由鋁合金安裝實(shí)訓(xùn)平臺，生產(chǎn)供料單元,運(yùn)輸單元及倉庫單元等部分組成,學(xué)生可根據(jù)學(xué)習(xí)需求按照實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目要求選擇需要的部件和安裝位置,可在鋁合金安裝平臺上組成各種不同的產(chǎn)品生產(chǎn)過程的生產(chǎn)設(shè)備。    多種控制方式融為一體，同一種負(fù)載模型可以通過多種驅(qū)動方式進(jìn)行控制，真正實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新思路和技能。本產(chǎn)品以模塊化開放式結(jié)構(gòu)為主要特點(diǎn),集成了機(jī)電一體化技術(shù)、自動化技術(shù)、傳感器技術(shù)、通訊及監(jiān)控技術(shù)、電子技術(shù)、電工技術(shù)和機(jī)械裝調(diào)技術(shù),全面鍛煉學(xué)生的動手實(shí)操能力團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及思維創(chuàng)新能力。

 

一、產(chǎn)品概述

 

模塊式柔性自動化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是一種典型的機(jī)電一體化、自動化類產(chǎn)品，它是為職業(yè)院校、教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等而研制的，它適合機(jī)械制造及其自動化、機(jī)電一體化、電氣工程及自動化、控制工程、測控技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制、自動控制等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)和培訓(xùn)。它接近工業(yè)生產(chǎn)制造現(xiàn)場基礎(chǔ)上又針對實(shí)訓(xùn)教學(xué)進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)，強(qiáng)化了各種控制和工程實(shí)踐能力。

 

系統(tǒng)由五個單元組成，分別為：上料檢測單元、搬運(yùn)單元、分揀單元、倉儲單元和機(jī)器人單元，控制系統(tǒng)西門子PLC進(jìn)行控制，具有較好的柔性，在單個培訓(xùn)完成以后，又可以將相鄰的兩單元、三單元…直至六單元連在一起，學(xué)習(xí)復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、編程、調(diào)試和整機(jī)運(yùn)行。

 

系統(tǒng)包含了機(jī)電一體化專業(yè)中的氣動、電機(jī)驅(qū)動與控制、PLC、傳感器等多種控制技術(shù)，適合相關(guān)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行工程實(shí)踐、課程設(shè)計(jì)及初上崗位的工程技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)。

 

二、技術(shù)指標(biāo)

 

1.輸入電源：單相三線～220V±10% 50Hz

 

2.工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%(25℃) 海拔＜4000m

 

3.裝置容量：＜1.0kVA

 

4.整機(jī)尺寸：2400m×1700mm×1400mm

 

三、系統(tǒng)組成

 

1.系統(tǒng)的硬件由五個單元組成

 

（1）上料檢測單元

 

由料斗、回轉(zhuǎn)臺、導(dǎo)料機(jī)構(gòu)、平面推力軸承、工件滑道、提升裝置、計(jì)數(shù)電容開關(guān)、顏色識別光電開關(guān)、開關(guān)電源、可編程序控制器、按鈕、I/O接口板、通訊接口板、直流減速電機(jī)、SMC電磁閥及SMC氣缸組成，主要完成將工件從回傳上料臺依次送到檢測工位，提升裝置將工件提升并檢測工件顏色。

 

（2）搬運(yùn)單元

 

由機(jī)械手、橫臂、回轉(zhuǎn)臺、旋轉(zhuǎn)氣缸、開關(guān)電源、可編程序控制器、按鈕、通訊接口板、多種類型SMC電磁閥及SMC氣缸組成，主要完成將工件從上單元搬至下一單元。

 

（3）分揀單元

 

通過皮帶、顏色傳感器、材質(zhì)傳感器、SMC氣動組件、三相異步電動機(jī)、西門子變頻器、編碼器組成的物料分揀控制單元，

 

（4）倉儲單元

 

由滾珠絲杠、滑桿推出部件、分類料倉、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)驅(qū)動器、SMC電磁閥和SMC氣缸、電感傳感器、主要完成按工件類型分類，將工件推入料倉，倉儲單元由標(biāo)準(zhǔn)型材構(gòu)成9倉位的倉庫，每個倉庫配一個工業(yè)的光電傳感器。

 

（5）機(jī)器人單元

 

由六自由度工業(yè)機(jī)器人（含控制器）、橫臂、回轉(zhuǎn)臺、旋轉(zhuǎn)氣缸、開關(guān)電源、可編程序控制器、按鈕、多種類型電磁閥及氣缸組成，主要完成將工件從上單元搬至下一單元。

 

（6）單片機(jī)單元

 

單片機(jī)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)用課題開發(fā)平臺就是讓學(xué)生根據(jù)自己的喜好選擇一個實(shí)用課題做為畢業(yè)論文選題，通過自己動手制作、編寫程序、調(diào)試組裝，最終完成一項(xiàng)具有實(shí)際功能且體現(xiàn)實(shí)用價值的產(chǎn)品模型，以此獲得手資料，再在此基礎(chǔ)上撰寫論文，這樣學(xué)生所寫的就是真實(shí)反映學(xué)生自身水平的論文了。

 

此產(chǎn)品的使用分五個部分：

 

1、硬件電路設(shè)計(jì)，通過對硬件的抄板掌握下述幾點(diǎn)

 

制圖軟件 元件手冊使用 元件功能分析 硬件電路的設(shè)計(jì)等

 

2、電路邏輯及協(xié)議設(shè)計(jì)。

 

3、軟件編程。C語言在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

 

4、形成文本。

 

5、實(shí)物答辯

 

二、硬件配置

 

單片機(jī)控制技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)用課題開發(fā)平臺有電子模塊、便攜式實(shí)驗(yàn)箱和模塊儲存柜等三部分組成。最核心的是由幾十個采用積木式標(biāo)準(zhǔn)接口組成的電子模塊，各電子模塊之間可以像搭積木一樣連接，同時可外接主機(jī)模塊和傳感器等外設(shè)，使其電路功能不斷擴(kuò)展，涉及內(nèi)容可涵蓋自動化、電子信息和通信類等專業(yè)。其次，配套的便攜式實(shí)驗(yàn)箱是方便學(xué)生攜帶的，學(xué)生可以將自己選做的電子模塊存放在便攜式實(shí)驗(yàn)箱中，在做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，該實(shí)驗(yàn)箱可以以租借的形式由學(xué)生保管。同時，為了方便教學(xué)管理還配置了模塊儲存柜，以存放閑置的電子模塊。

 

（一）開發(fā)模塊配置如下：

 

1、STM32F103單片機(jī)核心模塊 ID103   

 

2、CPLD－EPM240可編程邏輯控制模塊  ID104  

 

3、AVR－ATMEGA128單片機(jī)核心模塊 ID102  

 

4、51單片機(jī)核心模塊 ID101 

 

5、GSM、GPRS通信模塊 ID201

 

6、RS485模塊 ID202

 

7、RFID射頻感應(yīng)模塊 ID203

 

8、RS232模塊 ID204

 

9、USB轉(zhuǎn)串口模塊 ID205

 

10、LED點(diǎn)陣模塊 ID206

 

11、NRF 24L01無線模塊  ID207

 

12、串口WIFI模塊 ID208

 

13、點(diǎn)陣液晶模塊 ID209

 

14、鍵盤模塊 ID210

 

15、超聲波測距模塊 ID212

 

16、HC－05藍(lán)牙模塊  ID213

 

17、數(shù)碼管模塊 ID214

 

18、光敏電阻傳感器模塊 ID215

 

19、流水燈與交通燈模塊 ID216

 

20、人體紅外傳感器模塊 ID217

 

21、溫濕度傳感器模塊 ID218

 

22、火焰煙霧傳感器模塊  ID219

 

23、振動開關(guān)傳感器模塊 ID220

 

24、CAN總線控制與接口模塊 ID221

 

25、ZIGBEE模塊 ID222

 

26、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊 ID223

 

27、直流電機(jī)驅(qū)動測速模塊 ID224

 

28、AD采集模塊 ID225

 

29、DA轉(zhuǎn)換模塊 ID226

 

30、三軸加速、三軸角速度、三軸磁場檢測模塊 ID230

 

31、繼電器控制模塊 ID231

 

32、旋轉(zhuǎn)編碼器控制模塊 ID232

 

33、空氣質(zhì)量傳感器模塊 ID233

 

34、聲音傳感器模塊 ID234

 

35、電流傳感器模塊 ID235

 

36、霍爾傳感器模塊 ID236

 

37、時鐘、存儲器模塊 ID237

 

38、顏色傳感器模塊 ID238

 

39、接口轉(zhuǎn)接模塊A

 

40、接口轉(zhuǎn)接模塊B

 

（二）配置開發(fā)工具：

 

1、51單片機(jī)仿真器  

 

2、51單片機(jī)編程器模塊（51系列，AVR系列）

 

3、blaster USB下載線模塊 

 

4、J－Link ARM模塊

 

（三）個人便攜式工具箱：   集成電源，用于學(xué)生便攜，脫離實(shí)驗(yàn)室環(huán)境使用

 

（四）、平臺的特色創(chuàng)新

 

電子信息與通信技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)用課題開發(fā)平臺立求將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合在一起，以點(diǎn)帶面，多方位的鍛煉學(xué)生的動手能力及分析問題與解決問題的能力，所以，該開發(fā)平臺不僅可以用于大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)，同時，還可用于教學(xué)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

 

如果將該項(xiàng)目應(yīng)用于教學(xué)實(shí)訓(xùn)中，可以分四個層次引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)專業(yè)知識。

 

１.實(shí)訓(xùn)層次一

 

用于電子工藝實(shí)訓(xùn)課程。在該平臺提供的孔板上練習(xí)焊接，焊接內(nèi)容可以是由電子模塊組裝的實(shí)用電路，如555時基閃爍燈電路、直流穩(wěn)壓電源電路、運(yùn)算放大器電路等，還可以擴(kuò)展更復(fù)雜的內(nèi)容，如手機(jī)仿真系統(tǒng)。

 

２.實(shí)訓(xùn)層次二

 

用于電子制圖實(shí)訓(xùn)課程。根據(jù)實(shí)用課題內(nèi)容，找出相應(yīng)電子模塊，讓學(xué)生根據(jù)電子模塊的PCB板，運(yùn)用電子制圖軟件畫出其電路原理圖及PCB圖。如：繪制MS51單片機(jī)模塊

 

３.實(shí)訓(xùn)層次三

 

用于單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程。根據(jù)實(shí)用課題內(nèi)容，讓學(xué)生自己編寫程序，自己調(diào)試，最終完成一個具有實(shí)際功能且具有實(shí)用價值的產(chǎn)品模型。如：制作數(shù)字溫度的LCD或LED顯示。

 

4.實(shí)訓(xùn)層次四

 

用于通信技術(shù)實(shí)訓(xùn)課程。根據(jù)實(shí)用課題內(nèi)容，讓學(xué)生自己了解通信過程，自己調(diào)試，最終完成一個具有實(shí)際功能且具有實(shí)用價值的產(chǎn)品模型。如：搭建基于GSM模塊、鍵盤模塊和LCD模塊實(shí)現(xiàn)一個簡單的實(shí)用手機(jī)系統(tǒng)。