一、产品概述

数字化设计与制造仿真分析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、技工学校、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、自动化工程、控制工程、测控技术、计算机控制、自动控制、机械电子工程、机械设计与理论、等相关专业的教学和培训。它在接近工业生产制造现场基础上又针对教学进行了专门设计，强化了各种控制技术和工程实践能力。

实训系统由8个单元组成。分别为：上料检测单元、搬运单元、加工与检测单元、搬运分拣单元、传送分拣单元、搬运安装单元、摆臂装配单元、立体仓储单元，控制系统标准配置是西门子S7-1214C 系列的 PLC（可根据客户需求，配置其他不同品牌不同系列）进行控制，具有较好的柔性，即每站各有一套PLC控制系统独立控制，在基本单元模块培训完成以后，又可以将相邻的两站、三站…直至八站连在一起，学习复杂系统的控制、编程、装配和调试技术。

实训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、变频器、伺服电机等多种控制技术，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，是培养机电一体化人才的理想设备。

二、产品特点

1.  系统将机械、气动、电气控制、电机传动、传感检测、PLC以及工业网络控制技术有机地进行整合，结构模块化，便于组合，可以完成各类单项技能训练和综合性项目训练。可以进行机械部件安装与调试、气动系统的安装与调试、电气控制电路的安装和PLC编程、机电设备安装与调试、自动控制系统安装与调试、工业网络控制系统安装与调试于一体，能较好地满足实训教学、工程训练的需要。

2.  系统无论机械结构还是控制，都采用统一标准接口，具有很高的兼容和扩展性，随工业现场技术的快速发展，本系统可以紧跟现场技术升级扩展，深入地满足实训教学的需要。

3.  本系统可以锻炼学习者创新思维和动手能力，学习者可以利用本系统从机械组装、电气设计、接线、PLC编程与调试、现场总线组建与维修等方面进行工程训练。

4.  配有10英寸彩色触摸屏，实现工业控制。

三、实训内容

（一）实训项目

1.传感器应用技术实训

该系统所使用的传感器数量和种类较多，每一个都有着各自的特性、发挥着不同的作用，使系统得以可靠工作。学员可通过了解工作中各类传感器的工作特性来加强对这些传感器的感性认识，可使学员快速掌握所学知识。

2.气动应用技术实训

该系统上使用了大量的气动元件，包括多种电控气动阀、多种气动缸、气动夹爪、真空吸盘、真空发生器、过滤减速阀等。在学习这些气动元件时，不但可以单独学习每一种分离元件，而且还可以在学习时了解各种气动元件之间，以及气动元件与其它元件之间，如何配合起来并协调进行工作的。

3.PLC 编程实训

该统有八个单元，每个单元由一套PLC控制器单独控制，这使得数字化设计与制造仿真分析系统可以分成若干完全独立的工作机构，使十几个学生可以同时进行学习，而且每个学员都有动手的机会。在该设备上学员不但可以学习PLC的各种技术，而且可以学习综合科技环境下PLC的多种应用。为灵活学习和掌握PLC的各方面知识提供了条件。

4.电气控制电路实训

该系统有八个工作单元，其电控部分全部按照工业标准和习惯进行设计，并且提供设计图纸和说明书。学员在该设备上可学习电路原理图分析、PLC各I/O地址查对和设备电路连线方法。

5.机械系统调试实训

该系统上的八个工作单元相对独立，在进行联机调试时，学员需调整单元与单元之间的协调关系，至系统可正常、可靠地运行。这对提高在校学生动手能力有极大帮助。

6.变频器应用技术与伺服电机控制实训

该系统上，采用变频器，对电机转速等多方面进行控制，学员可以学习和运用变频器的学习；同时至少提供2组以上的伺服电机进行传动，对于学员的电机控制学习和培训，提供了良好的平台。

7.系统维护和故障检测技术实训

设备日常维护的内容和方法，以及系统常见故障分析、排除的方法。

（二）工作任务

1.柔性自动生产线单元的安装与调整

提供的设备功能部件和元器件装配柔性自动生产线：

（1）    上料检测单元的安装与调整

（2）    搬运单元的安装与调整

（3）    加工与检测单元的安装与调整

（4）    搬运分拣单元的安装与调整

（5）    传送分拣单元的安装与调整

（6）    搬运安装单元的安装与调整

（7）    摆臂装配单元的安装与调整

（8）    立体仓储单元的安装与调整

2.气动系统的安装与调试

通过配置的气缸、电磁阀和磁性开关等气动控制元件，可完成下列气动技术的工作任务：

（1）    气动方向控制回路的安装与调试

（2）    气动速度控制回路的安装与调试

（3）    摆动控制回路的安装与调试

（4）    气动顺序控制回路的安装与调试

（5）    气动横臂机械手装置的安装与调试

（6）    气动机械手装置的安装与调试

（7）    气动系统安装与调试

3.电气控制电路的安装和PLC编程

通过配置的PLC、变频器、伺服电机、交流电机、指令开关和传感器等，可完成下列PLC应用技术工作任务：

（1）    电动机正反转控制电路的连接与控制程序编写

（2）    电动机变频调速控制电路的连接与控制程序编写

（3）    伺服电机驱动电路的连接与控制程序编写

（4）    气动方向控制程序编写

（5）    气动顺序动作控制程序编写

四、各个单元介绍

1、  上料检测单元

由料斗、回转台、导料机构、工件滑道、提升装置、检测工件和颜色识别光电开关、可编程序控制器、电机、电磁阀及气缸等组成，主要完成将工件从回转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。

    相关实验项目：1）上料检测单元机械拆装实训：识别各种工具，掌握正确使用方法；拆卸、组装各机械零部件、控制部件，如：气缸、电机、转盘、过滤器、PLC、按钮等。2）接线原理与分析：根据原理图、气动原理图绘制接线图。按绘制好的接线图，研究走线方法，并进行板前明线、布线和套编码管。根据绘制好的接线图、完成实训台接线。3）编程实训：将编制好的程序送入PLC并运行。

2、  搬运单元

由气动机械手、双导杆气缸、回转台、单杆气缸、旋转气缸、磁性传感器、可编程序控制器、电磁阀等组成。主要完成将工件从上料检测单元搬运到加工与检测单元待料区工位。

相关实验项目： 1）机械拆装实训：识别各种工具，掌握正确使用方法；拆卸、组装各机械零部件、控制部件，如：气缸、电磁阀、电机、过滤器、PLC、按钮等。2）接线原理与分析：根据原理图、气动原理图绘制接线图。按绘制好的接线图，研究走线方法，并进行板前明线、布线和套编码管。根据绘制好的接线图、完成实训台接线。3）编程实训：将编制好的程序送入PLC并运行。

3、  加工与检测单元

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、电机、传感器、可编程序控制器、电磁阀及气缸等组成，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、攻丝），并进行工件检测。

相关实验项目：1）机械拆装实训：识别各种工具，掌握正确使用方法；拆卸、组装各机械零部件、控制部件，如：气缸、电磁阀、电机、减速器、过滤器、PLC、按钮、回转工作台等。2）接线原理与分析：根据原理图、气动原理图绘制接线图。按绘制好的接线图，研究走线方法，并进行板前明线、布线和套编码管。根据绘制好的接线图、完成实训台接线。3）编程实训：将编制好的程序送入PLC并运行。

4、  搬运分拣单元

由搬运机构、双联气缸、气动手指、推料气缸、传感器、可编程序控制器、工业导轨、电磁阀等组成，主要完成根据上一站的加工完成信号和废料信号，完成废料分拣、搬运任务。工件搬运到成品输送线上或搬运到废料回收盒处，摆台返回原位等待下一个工件。

相关实验项目：1）机械拆装实训：识别各种工具，掌握正确使用方法；拆卸、组装各机械零部件、控制部件，如：气缸、电磁阀、电机、过滤器、PLC、导轨、同步带、按钮等。2）接线原理与分析：根据原理图、气动原理图绘制接线图。按绘制好的接线图，研究走线方法，并进行板前明线、布线和套编码管。根据绘制好的接线图、完成实训台接线。3）编程实训：将编制好的程序送入PLC并运行。

5、  传送分拣单元

由物料输送带、分拣料槽、旋转气缸、变频器、传感器、可编程序控制器、电磁阀等组成，主要完成将材料颜色不合格的工件分拣出来，同时将合格产品传送至下一站。

相关实验项目：1）机械拆装实训：识别各种工具，掌握正确使用方法；拆卸、组装各机械零部件、控制部件，如：气缸、电磁阀、吸盘、料仓、导轨、过滤器、PLC、按钮等。2）接线原理与分析：根据原理图、气动原理图绘制接线图。按绘制好的接线图，研究走线方法，并进行板前明线、布线和套编码管。根据绘制好的接线图、完成实训台接线。3）编程实训：将编制好的程序送入PLC并运行。

6、  搬运安装单元：

由平移工作台、塔吊臂、机械手、齿轮齿条传动、工业导轨、可编程序控制器、电磁阀及气缸等组成，主要完成将上站工件拿起放入安装平台，等待安装站将小工件安装到位后，将装好工件拿起放下站。

相关实验项目：1）机械拆装实训：识别各种工具，掌握正确使用方法；拆卸、组装各机械零部件、控制部件，如：气缸、电磁阀、导轨、轴承、过滤器、PLC、按钮等。2）接线原理与分析：根据原理图、气动原理图绘制接线图。按绘制好的接线图，研究走线方法，并进行板前明线、布线和套编码管。根据绘制好的接线图、完成实训台接线。3）编程实训：将编制好的程序送入PLC并运行。

7、  摆臂装配单元：

由吸盘机械手、摇臂部件、旋转气缸、料仓换位部件、推料机构、真空发生器、可编程序控制器、电磁阀及气缸等组成，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。

相关实验项目：1）机械拆装实训：识别各种工具，掌握正确使用方法；拆卸、组装各机械零部件、控制部件，如：气缸、电磁阀、电机、平带、传感器、过滤器、PLC、按钮等。2）接线原理与分析：根据原理图、气动原理图绘制接线图。按绘制好的接线图，研究走线方法，并进行板前明线、布线和套编码管。根据绘制好的接线图、完成实训台接线。3）编程实训：将编制好的程序送入PLC并运行。

8、  立体仓储单元

由滚珠丝杠、滑杆推出部件、立体仓库、电机、传感器、可编程序控制器、电磁阀及气缸等组成，主要完成按工件类型分类，将工件推入料仓。

相关实验项目：1）机械拆装实训：识别各种工具，掌握正确使用方法；拆卸、组装各机械零部件、控制部件，如：气缸、电磁阀、电机、过滤器、滚珠丝杆、PLC、按钮等。2）接线原理与分析：根据原理图、气动原理图绘制接线图。按绘制好的接线图，研究走线方法，并进行板前明线、布线和套编码管。根据绘制好的接线图、完成实训台接线。3）编程实训：将编制好的程序送入PLC并运行。

★设备新增有远程通讯协议模块，可以实现：

远程教学功能：

1）       实时老师与学生一对一远程教学，远程交流功能；

2）       厂家与设备管理员实时进行设备的操作、维护指导；

实验室管理功能：

设备配有实验室管理系统软硬件一套，实现管理员一人一账号模式，通过手机APP通讯协议，可以不限距离，10人以上的管理员进行设备管理功能，包括：设备操作过程录制（自动启动）、回放、以及设备关机状态下自动启动红外报警功能。

五、技术指标

1、   输入电压：220V/50HZ;

2、   执行驱动电压：24V/5A;

3、   环境温度：0-55℃（工作）-20-70℃（保存）;

4、   相对湿度:35-85%（无冷凝）;

5、   接地:第三种接地;

6、   单站尺寸（mm）：400×750×800、共8站，各站尺寸相同；

7、   气源:0.4Mpa-0.7Mpa;

8、   工作环境:禁止腐蚀性，可燃性气体接触，防止导电尘埃。