专利名称：两站式模块化机电一体化生产线实训装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机电一体化装置，尤其是一种两站式模块化机电一体化生产 线实训装置。
背景技术：
机电一体化技术融合了机械、电子、传感和计算机等技术。目前机电一体化技术培 训和教学设备是依据旧的学科体系针对单项技术设计的验证性实验设备，其设计思路、制 造工艺、标准和实验项目，和工厂的实际设备、工作要求及工作任务有很大的差距，只能用 于动作演示和观摩，无法给学员应有的技能培训。而且设备的设计、培训项目和考核标准不 能和国家劳动部门职业工种标准挂钩。因此，跟据机电一体化技术岗位要求、培训要求、课 程改革和技能鉴定的需要，设计开发相应的机电一体化实训教学设备是非常必要的。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种可独立工作，也可通过机械连接、气动连接和电 气连接，组成一条生产线，能够完成工件的进料、传送、工件的变速输送、工件的检测(黑色 金属、白色塑料、银色金属、正反面)、反面工件的翻转、工件的分拣、站间通讯、触摸屏控制 等典型机电一体化生产流程，并且可模拟拆卸、编程、安装、调试等工作任务，用于培训、教 学、技能鉴定和技能竞赛的两站式模块化机电一体化生产线实训装置。为了解决上述问题，本实用新型采用的方案是一种两站式模块化机电一体化生 产线实训装置，包括一个工作台、位于工作台上的进料传送站和输送分拣站。所述的工作台由两个台组合，其中每个台包括台面、位于台面下方的操作控制单 元、安全型插座以及用于移动工作台的脚轮，这样设置的目的在于使上述的料传送站和输 送分拣站可以分别独立工作，又可以组成一条生产线来工作。其中的PLC控制单元包括变频器模块、电源模块、步进驱动器模块、以及触摸频模 块。为最大限度的利用工作站的执行部分，通过专门设计的控制转换线路，PLC操作控制 单元可灵活更换为目前机电一体化生产线典型的工业控制器种类S7200、S7300和三菱 FX2nPLC,保证培训的灵活性。所述的进料传送站，其设置在工作台上，通过位于其所在的工作台下方的操作控 制单元完成工件的进料和传送。其中进料传送站包括人机界面模块、位于人机界面模块一侧送料模块、位于井式 送料模块一侧的接料座模块、位于接料座模块一侧的四自由度机械手模块和气源处理模块 以及气动电磁阀组。所述的人机界面模块为控制并监控工作站的运行的工业计算机。所述的送料模块用于完成进料。所述的接料座模块用于放置工件并定位工件。所述的四自由度机械手模块用于将工件夹起并传动到下一个工位。[0013]所述的气动电磁阀组用以控制各气缸的动作。一个输送分拣站，设置在台上位于进料传送站的一侧，通过其所在工作台下方的 操作控制单元完成工件的的变速输送、检测、反面工件的翻转和不同工件的分拣。其中输送分拣站包括位于进料传送站邻侧的输送带模块、位于输送带模块上方的 检测模块、位于检测模块一侧的反面翻转机械手模块和分拣机械手模块以及报警灯模块。所述的输送带模块由变频器控制的三相电机驱动，用以对工件进行变速输送。所述的检测模块由阻挡气缸、传感器组成(电容、电感、光电)，完成对工件的检测， 检测工件是否到位。所述的反面翻转机械手模块中的机械手为纯气动方式，用以将反面的工件翻转为 正面。所述的分拣机械手可以是无杆气动分拣机械手，也可以是伺服电机分拣机械手， 还可以是步进电机分拣机械手，可根据不同岗位要求和培训要求进行更换。分拣机械手用 以完成将不同的工件放置于不同的工位。所述的报警灯模块为红绿两色，显示工作站运行状态。本实用新型的积极效果在于技术涵盖了机械技术、可编程序控制器、现代气动技 术、传感器技术、电机调速技术(变频、伺服、步进)、人机界面技术、工业网络等工业生产中 典型机电一体化技术应用；所有元件采用真实生产线使用的工业标准元件，机械连接、气路 连接、电气控制系统的安装工艺及规范采用国家规范及行业标准；各功能模块可单独运行， 完成单独的工序和功能，每个工作站的模块能够配合完成两道三个工序的运行；同时，各工 作站设有机械连接端、气动连接端、电气连接端和脚轮，在进行完工作站的培训后，可进行 两站间的机械连接、气动连接和电气连接，组成一条生产线，能够完成两站的联合运行，同 时还可通过PLC的通讯连接，完成两站的联网通讯，形成更为复杂的生产线流程功能，进行 高层次的机电一体化技术培训。通过专门设计的控制转换线路，控制系统PLC可灵活更换 为S7200、S7300和三菱FX2nPLC最大限度的利用工作站的执行部分；本实训装置涉及的技 术范围、技能训练项目和考核标准参考了广东省劳动厅可编程控制系统设计师职业工种国 家标准，可用于可编程控制系统设计师(四级、三级、二级)的培训和考核。因此，本实用新型完全适用于目前工业生产线中典型机电一体化技术应用的工作 培训、课程教学和相关工种的技能考核培训。
图1为两站式模块化机电一体化生产线实训装置的主体图。图2为两个工作站的平面图。图3为机械手结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的一种两站式模块化机电一体化生产线实训装置，包括一个工作台、 两个工作站。如图1所示的工作台由两个台组合，其中每个台包括台面1、位于台面下方的控制 单元、安全型插座11以及用于移动工作台的脚轮14。[0028]如图1其中的PLC控制单元包括变频器模块13、电源模块15、步进驱动器模块16、 以及触摸频模块17。为最大限度的利用工作站的执行部分，通过专门设计的控制转换线路， PLC控制单元可灵活更换为目前机电一体化生产线典型的工业控制器种类S7200、S7300 和三菱FX2nPLC,保证培训的灵活性。如图2所示的两个工作站为一个进料传送站2，其设置在其中一个工作台上，通过位于其所在的工作台下方的 控制单元完成工件的进料和传送。其中进料传送站2包括人机界面模块21、位于人机界面模块一侧送料模块22、位 于井式送料模块一侧的接料座模块23、位于接料座模块一侧的四自由度机械手模块M和 气源处理模块沈以及气动电磁阀组25。人机界面模块21为控制并监控工作站的运行的工业计算机。送料模块22用于完 成进料。接料座模块23用于放置工件并定位工件。四自由度机械手模块M用于将工件夹 起并传动到下一个工位。气动电磁阀组25用以控制各气缸的动作。一个输送分拣站3，设置在另一工作台上位于进料传送站2的一侧，通过其所在工 作台下方的操作控制单元完成工件的的变速输送、检测、反面工件的翻转和不同工件的分 拣。其中输送分拣站包括位于进料传送站邻侧的输送带模块31、位于输送带模块上方 的检测模块32、位于检测模块一侧的反面翻转机械手模块33和分拣机械手模块34、报警灯 模块35以及气动电磁阀组36。输送带模块31由变频器控制13的三相电机驱动，用以对工件进行变速输送。检 测模块32由阻挡气缸、传感器组成(电容、电感、光电)，完成对工件的检测，检测工件是否到 位。反面翻转机械手模块33中的机械手为纯气动方式，用以将反面的工件翻转为正面。分 拣机械手34可以是无杆气动分拣机械手，也可以是伺服电机分拣机械手，还可以是步进电 机分拣机械手，可根据不同岗位要求和培训要求进行更换。分拣机械手用以完成将不同的 工件放置于不同的工位。报警灯模块35为红绿两色，显示工作站运行状态。电磁阀组36 用以控制各气缸的动作。
权利要求1.一种两站式模块化机电一体化生产线实训装置，其特征在于其包括一个工作台、 位于工作台面上的进料传送站和输送分拣站。
2.根据权利要求1所述的一种两站式模块化机电一体化生产线实训装置，其特征在 于所述的工作台由两个台组合，其中每个台包括台面、位于台面下方的PLC控制单元、安 全型插座以及用于移动工作台的脚轮。
3.根据权利要求2所述的一种两站式模块化机电一体化生产线实训装置，其特征在 于所述的PLC控制单元包括变频器模块、电源模块、步进驱动器模块、以及触摸频模块。
4.根据权利要求1所述的一种两站式模块化机电一体化生产线实训装置，其特征在 于所述的进料传送站包括人机界面模块、位于人机界面模块邻侧的送料模块、位于井式送 料模块邻侧的接料座模块、位于接料座模块邻侧的四自由度机械手模块和气源处理模块以 及气动电磁阀组。
5.根据权利要求1所述的一种两站式模块化机电一体化生产线实训装置，其特征在 于所述的输送分拣站包括位于进料传送站邻侧的输送带模块、位于输送带模块上方的 检测模块、位于检测模块一侧的反面翻转机械手模块和分拣机械手模块以及报警灯模块。
6.根据权利要求5所述的一种两站式模块化机电一体化生产线实训装置，其特征在 于所述的检测模块包括阻挡气缸和传感器。
7.根据权利要求5所述的一种两站式模块化机电一体化生产线实训装置，其特征在 于所述的分拣机械手模块选用无杆气动分拣机械手。
8.根据权利要求5所述的一种两站式模块化机电一体化生产线实训装置，其特征在 于所述的分拣机械手模块选用伺服电机分拣机械手。
9.根据权利要求5所述的一种两站式模块化机电一体化生产线实训装置，其特征在 于所述的分拣机械手模块选用步进电机分拣机械手。
专利摘要本实用新型涉及一种两站式模块化机电一体化生产线实训装置，包括两个独立设计的工作站，可独立工作，同时两站设有机械连接端、气动连接端和电气连接端，进行机械连接、气动连接和电气连接，组成一条生产线，能够完成工件的进料、机械手传送、工件的变速输送、工件的检测(黑色金属、白色塑料、银色金属、正反面)、反面工件的翻转、工件的分拣、两站的通讯、触摸屏控制等典型机电一体化生产流程。本实用新型完全适用于目前工业生产线中典型机电一体化技术应用的工作培训、课程教学和相关工种的技能考核培训。
文档编号G09B25/02GK201859591SQ20102061494
公开日2011年6月8日 申请日期2010年11月18日 优先权日2010年11月18日
发明者周文玲, 官春平, 李湘伟, 李鸣, 黄伟明 申请人:广东赛杰自动化与信息技术转移中心有限公司, 广东轻工职业技术学院