机电一体化实训工作站：技能提升的新引擎
2024-06-06 06:53 随着科技的飞速发展，机电一体化已经成为了现代制造业的重要发展方向。机电一体化实训工作站作为培养机电一体化人才的重要基地，其在提高学生实践能力、培养学生创新精神和提高企业竞争力等方面发挥着举足轻重的作用。本文将从机电一体化实训工作站的概念、功能、应用以及发展趋势等方面进行阐述，以期为推动我国机电一体化产业的发展提供一些有益的启示。
一、机电一体化实训工作站的概念
机电一体化实训工作站是指将计算机技术、自动控制技术、传感器技术、机械制造技术等多种技术有机结合，为学生提供一个模拟实际生产环境的实践操作平台。通过实训工作站，学生可以在理论教学的基础上，进行实际操作和技能训练，从而提高自己的实践能力和创新能力。
二、机电一体化实训工作站的功能
1. 模拟实际生产环境：机电一体化实训工作站可以模拟各种实际生产环境，为学生提供一个真实的实践操作场景。这有助于学生更好地理解和掌握专业知识，提高实践操作水平。
2. 系统集成与调试：实训工作站可以将多种机电设备进行集成，实现自动化生产。学生可以通过实训工作站对系统集成后的生产设备进行调试和优化，提高设备的性能和稳定性。
3. 故障诊断与排除：实训工作站可以通过实时监测设备运行状态，对设备故障进行自动诊断和报警。学生可以根据报警信息进行故障排查，提高自己的故障诊断能力。
4. 数据分析与处理：实训工作站可以将设备运行过程中产生的大量数据进行实时采集和分析，帮助学生了解设备的运行状况和优化方向。同时，实训工作站还可以对历史数据进行深度挖掘，为学生的学习和研究提供丰富的数据资源。
5. 软件与硬件的协同开发：实训工作站可以支持各种软件开发平台和硬件平台的集成，为学生提供一个跨平台的协同开发环境。这有助于培养学生的跨领域协作能力和创新精神。
三、机电一体化实训工作站的应用
1. 高校教育：机电一体化实训工作站在高校教育中发挥着重要作用。通过实训工作站，学生可以在课堂之外进行实践操作和技能训练，提高自己的综合素质和竞争力。此外，实训工作站还可以促进教师之间的交流与合作，推动教育教学改革。
2. 企业培训：机电一体化实训工作站在企业培训中具有广泛的应用前景。企业可以通过引入实训工作站，为企业员工提供一个实践操作和技能训练的平台，提高员工的工作效率和降低生产成本。同时，实训工作站还可以帮助企业实现生产过程的数字化和智能化，提升企业的核心竞争力。
3. 技术研发与创新：机电一体化实训工作站在技术研发与创新方面具有重要价值。通过实训工作站，研发人员可以快速构建原型系统，验证新技术的可行性和优劣。同时，实训工作站还可以为企业提供一个技术创新的孵化器，促进企业技术的持续更新和发展。
四、机电一体化实训工作站的发展趋势
1. 智能化：随着物联网、人工智能等技术的发展，未来机电一体化实训工作站将更加智能化。通过引入先进的传感技术、智能算法等手段，实训工作站可以实现对设备运行状态的实时监控和智能优化，提高设备的性能和稳定性。
2. 个性化：为了满足不同学生的学习需求和兴趣爱好，未来机电一体化实训工作站将更加个性化。通过对学生个性特点和学习习惯的分析，实训工作站可以为其提供定制化的学习路径和实践项目，激发学生的学习热情和创新潜能。
3. 云端化：随着云计算、大数据等技术的发展，未来机电一体化实训工作站将实现云端化部署和管理。这将有助于打破地域限制，让更多的学生和企业受益于实训工作站的优势。
总之，机电一体化实训工作站在培养新一代机电一体化人才、推动产业发展和社会进步方面具有重要的战略意义。我们应充分认识到其价值和潜力，加大对实训工作站的研发投入和应用推广力度，为构建现代化经济体系和实现高质量发展贡献力量。
机电一体化实训工作站包含实训平台、控制挂板、应用模块、电脑桌、圆凳三部分组成，实训平台采用优质铝型材做骨架，铝型材立柱与实训桌面连接。左右两侧及后面封装优质钢板，正面设计储物柜与抽屉。
机电一体化实训工作站主体工作台分为实训电源区、控制对象实训区、控制挂板实训区、工具耗材存放区三个区域，控制对象实训区可以放置任意机电类的模块化应用模块作为控制对象设备，控制挂板区可以放置模块化的PLC控制挂板，用户根据专业课程和实训需求配置外围设备，满足用户学校不同层次，不同专业的教学及培训要求。
(参考图)
二、 设备功能与结构
机电一体化实训工作站采用模块化的设计理念，标准化电路接口、气路接口和机械接口。单元模块组合可形成多种功能，每个单元由实训桌、执行机构、电气挂板、操作面板等构成。设备在配置主体实训单元外，还配电脑桌、学生凳教学工作站辅助设备等。设备选配模块及功能如下：
2.1、环形分拣模块
1. 功能：该任务模拟生产线自动化控制，变频器控制输送带电机实现调速功能；通过光纤、光电、金属、电容等多种传感器检测，PLC控制多种气缸动作完成上料、分拣、搬运、入仓等多种功能。同时为方便教学实训，端口采用全开放设计。
2. 尺寸：约 L710mm*W554mm*H391mm。
3. 结构：模型底板由8mm厚铝板加工氧化而成，装有四个黑色铸铝拉手，方便搬运。底板上方有环形输送带、气动机械手、搬运龙门架、分拣机构、变频电机、伺服电机、步进电机、多种传感器及气缸等组成。
4. 三相交流减速电机
1) 型号：4IK25GN-S3/4GN50K
2) 额定电压：380V
3) 功率：25W
4) 减速比:1:50
5. 伺服电机
1) 额定功率： 0.1kW
2) 额定转矩： 0.32Nm
3) 额定电流： 1.3A
4) 额定转速： 3000
5) 电压： 220V
6) 编码器类型： 23bit多圈绝对值编码器
6. 步进电机
1) YK42XQ47-02A
2) 额定电压：3V
3) 额定电流：2A
4) 步角距：1.8°
5) 电机长度：49mm
6) 保持转矩：0.48N.m
7) 电机线数：4线
8) 步距精度：5%
9) 绝缘电阻:100MΩ Min 500VDC
10) 耐压:500V AC 1minute
11) 径向跳动：最大0.02mm(450g负载）
12) 轴向跳动：最大0.08mm(450g负载）
7. 数字光纤传感器
13) 型号：FM-E31
14) 电源电压：12V至24VDC±10%
15) 控制输出：NPN型
16) 保护电路：电源具有逆电极保护、输出具有过流保护、过电压保护功能
17) 输出功能：LIGHT-ON/DARK-ON(开关选择）
18) 延时功能：断开延时计时器/开启延时计时器/单次计时器
19) 响应时间：50μs（HIGH SPEED)/250μs（FINF)1ms(SUOER)/16ms(MEGA)。
8. 光纤头
1) 型号：FN-D076
2) 检测距离：20至190mm
3) 最小弯曲半径：R20。
9. 金属传感器
1) 型号：E2E-X10ME1
2) 检测头尺寸：M18
3) 检测距离：10mm±10%,
4) 设定距离：0-8mm,
5) 电源电压：DC12-24V,
6) 输出NPN格式；
10. 圆柱型光电传感器
1) 型号：UE-11D,
2) 控制输出：NPN型，
3) 检测范围：11cm，
4) 反应时间：最迟1.5ms，
5) 电源电压：12V至24VDC±10%。
11. 工业RFID读写器：
1) 可支持达至1.5W射频功率；
2) 感应距离可达20cm
3) 颜色：黑色+不锈钢；
4) 外形长：82mm；
5) 前端直径：32mm；
6) 调整距离外径：35/38mm；
7) 线长：1500mm；
3、DB-815-K01控制挂板
采用万能网孔工艺设计，板材采用2.0mm厚优质钢板折弯后焊接而成，表面静电喷塑处理。挂板安装有低压电器等，所有器件端口引至接线端子，可与应用模块配合，完成接线、编程、调试等实训。
(仅供参考)
三、DB-815工作台
1.型材主桌体
型材主桌体采用优质铝型材做骨架，由铝型材立柱与实训桌面连接。左右两侧及后面封装优质钢板，外表面喷涂彩色环氧聚塑，整机既坚固耐用，又美观大方。采用25mm厚高密度纤维板外贴防火板，PVC截面封边，桌边鸭嘴型设计。桌面具有耐磨、耐热、耐污、耐烟灼、耐火、耐菌、防霉、抗静电及易清洁等特点。桌体下部两侧设有储物空间和3抽屉。桌子的底部采用带刹车的万向轮，移动和固定两相宜，方便调整设备的摆放位置。
2.网孔板
网孔板采用1.5mm优质不锈钢板折弯成型，两侧安装有拉手。网孔采用椭圆长孔加工，整体设计规范、合理，使各类元器件在任何角度、任何方位都能轻松装配、调整。网孔板倾斜角度符合人体力学。
3. 电源控制屏
采用优质钢板做骨架，经过机械加工成型，外表面静电喷彩色环氧塑粉，坚固耐用，美观大方。操作面板文字符号采用现代彩色UV打印技术处理，使面板标识清晰且经久耐用。面板部件包括总电源通断开关、电源指示灯、电源安全插座输出、控制变压器安全插座交流电输出、直流电源插座输出。
9、电脑桌
电脑桌采用优质Q235冷轧钢板折弯焊接加中纤板台面组装而成，包括台面、键盘抽屉、主体架等部分，桌腿安装4个万向轮，方便实训活动时因编程线不够长度而需要移动电脑桌。
10、产品配件包
配件包是由设备安装、调试、实训所需要的配件、配线、耗材等组成，包括PLC编程线、通讯线、空气压缩机、排插座、物料、安装耗材等。
四、设备特点
1、知识技能全面性
设备涉及PLC应用技术、触摸屏应用技术、通信应用技术、交流伺服应用技术、交流变频应用技术、电力电子应用技术、传感器应用技术、气动控制技术、机械装调技术等机电一体化知识性能。
2、实训教学功能相结合
设备组合灵活，模块扩展方便，增加减少各功能模块，不影响其它模块的安装与接线。可以进行更加灵活的题目输出。设备有多个工作单元，每个单元侧重于不同的知识与技能，方便教学展开，同时高度模块化的设计，又让设备的维修与维护变得相当简单更方便于教学实训。
3、组合灵活性
可灵活搭配，模块化的设计，可以模块装调，位置灵活调整，总装连接迅速方便；单元中自由组合模块连接进行实训
五、设备参数概览
1、 工作电源：三相五线 AC380V±10% 50HZ
2、 额定功率：≤1.9kW
3、 电源输出：AC380V/AC220V/DC24V
4、 安全保护功能：急停按钮，漏电保护，过流保护等用电安全保护功能
5、 PLC:FX3U-48MT 晶体管，24路数字量输入24路数字量输出、，本体集成一个RS422通讯口.
6、 步进驱动器：YKE2305M 步进电机：YK42HB47-02A
7、 伺服系统:SD300，功率200W，RS485通讯，伺服电机：功率200W，增量 编码器，水平不带刹车
8、 变频器：三菱E740，功率0.37KW，一个RS485通讯口，4个开关量输入，2路输出，
9、 触摸屏：TPC7032Kt 7寸寸彩色触摸屏，触摸屏实验组件采用 7 寸彩色触摸屏，液晶屏：7"TFT 液晶屏，分辨率（800×480），高清真彩；工业级低功耗 Cortex-A8CPU 主频 600MGHz；触摸屏：四线电阻式；内存： 128M；存储设备：128M。接口：1×RS232，1×RS485，2×USB，1×LAN
10、 工作台尺寸：L1400*W750*H1600mm；
11、 工作站尺寸：L2000*W750*H1600mm（含电脑桌）
12、 环境湿度：≤90%
13、 环境温度：－10℃～40 ℃
机电一体化实训工作站是指将计算机技术、自动控制技术、传感器技术、机械制造技术等多种技术有机结合，为学生提供一个模拟实际生产环境的实践操作平台。通过实训工作站，学生可以在理论教学的基础上，进行实际操作和技能训练，从而提高自己的实践能力和创新能力。
二、机电一体化实训工作站的功能
1. 模拟实际生产环境：机电一体化实训工作站可以模拟各种实际生产环境，为学生提供一个真实的实践操作场景。这有助于学生更好地理解和掌握专业知识，提高实践操作水平。
2. 系统集成与调试：实训工作站可以将多种机电设备进行集成，实现自动化生产。学生可以通过实训工作站对系统集成后的生产设备进行调试和优化，提高设备的性能和稳定性。
3. 故障诊断与排除：实训工作站可以通过实时监测设备运行状态，对设备故障进行自动诊断和报警。学生可以根据报警信息进行故障排查，提高自己的故障诊断能力。
4. 数据分析与处理：实训工作站可以将设备运行过程中产生的大量数据进行实时采集和分析，帮助学生了解设备的运行状况和优化方向。同时，实训工作站还可以对历史数据进行深度挖掘，为学生的学习和研究提供丰富的数据资源。
5. 软件与硬件的协同开发：实训工作站可以支持各种软件开发平台和硬件平台的集成，为学生提供一个跨平台的协同开发环境。这有助于培养学生的跨领域协作能力和创新精神。
三、机电一体化实训工作站的应用
1. 高校教育：机电一体化实训工作站在高校教育中发挥着重要作用。通过实训工作站，学生可以在课堂之外进行实践操作和技能训练，提高自己的综合素质和竞争力。此外，实训工作站还可以促进教师之间的交流与合作，推动教育教学改革。
2. 企业培训：机电一体化实训工作站在企业培训中具有广泛的应用前景。企业可以通过引入实训工作站，为企业员工提供一个实践操作和技能训练的平台，提高员工的工作效率和降低生产成本。同时，实训工作站还可以帮助企业实现生产过程的数字化和智能化，提升企业的核心竞争力。
3. 技术研发与创新：机电一体化实训工作站在技术研发与创新方面具有重要价值。通过实训工作站，研发人员可以快速构建原型系统，验证新技术的可行性和优劣。同时，实训工作站还可以为企业提供一个技术创新的孵化器，促进企业技术的持续更新和发展。
四、机电一体化实训工作站的发展趋势
1. 智能化：随着物联网、人工智能等技术的发展，未来机电一体化实训工作站将更加智能化。通过引入先进的传感技术、智能算法等手段，实训工作站可以实现对设备运行状态的实时监控和智能优化，提高设备的性能和稳定性。
2. 个性化：为了满足不同学生的学习需求和兴趣爱好，未来机电一体化实训工作站将更加个性化。通过对学生个性特点和学习习惯的分析，实训工作站可以为其提供定制化的学习路径和实践项目，激发学生的学习热情和创新潜能。
3. 云端化：随着云计算、大数据等技术的发展，未来机电一体化实训工作站将实现云端化部署和管理。这将有助于打破地域限制，让更多的学生和企业受益于实训工作站的优势。
总之，机电一体化实训工作站在培养新一代机电一体化人才、推动产业发展和社会进步方面具有重要的战略意义。我们应充分认识到其价值和潜力，加大对实训工作站的研发投入和应用推广力度，为构建现代化经济体系和实现高质量发展贡献力量。
DB-815 机电一体化实训工作站
一、设备概述机电一体化实训工作站包含实训平台、控制挂板、应用模块、电脑桌、圆凳三部分组成，实训平台采用优质铝型材做骨架，铝型材立柱与实训桌面连接。左右两侧及后面封装优质钢板，正面设计储物柜与抽屉。
机电一体化实训工作站主体工作台分为实训电源区、控制对象实训区、控制挂板实训区、工具耗材存放区三个区域，控制对象实训区可以放置任意机电类的模块化应用模块作为控制对象设备，控制挂板区可以放置模块化的PLC控制挂板，用户根据专业课程和实训需求配置外围设备，满足用户学校不同层次，不同专业的教学及培训要求。
(参考图)
机电一体化实训工作站采用模块化的设计理念，标准化电路接口、气路接口和机械接口。单元模块组合可形成多种功能，每个单元由实训桌、执行机构、电气挂板、操作面板等构成。设备在配置主体实训单元外，还配电脑桌、学生凳教学工作站辅助设备等。设备选配模块及功能如下：
2.1、环形分拣模块
1. 功能：该任务模拟生产线自动化控制，变频器控制输送带电机实现调速功能；通过光纤、光电、金属、电容等多种传感器检测，PLC控制多种气缸动作完成上料、分拣、搬运、入仓等多种功能。同时为方便教学实训，端口采用全开放设计。
2. 尺寸：约 L710mm*W554mm*H391mm。
3. 结构：模型底板由8mm厚铝板加工氧化而成，装有四个黑色铸铝拉手，方便搬运。底板上方有环形输送带、气动机械手、搬运龙门架、分拣机构、变频电机、伺服电机、步进电机、多种传感器及气缸等组成。
4. 三相交流减速电机
1) 型号：4IK25GN-S3/4GN50K
2) 额定电压：380V
3) 功率：25W
4) 减速比:1:50
5. 伺服电机
1) 额定功率： 0.1kW
2) 额定转矩： 0.32Nm
3) 额定电流： 1.3A
4) 额定转速： 3000
5) 电压： 220V
6) 编码器类型： 23bit多圈绝对值编码器
6. 步进电机
1) YK42XQ47-02A
2) 额定电压：3V
3) 额定电流：2A
4) 步角距：1.8°
5) 电机长度：49mm
6) 保持转矩：0.48N.m
7) 电机线数：4线
8) 步距精度：5%
9) 绝缘电阻:100MΩ Min 500VDC
10) 耐压:500V AC 1minute
11) 径向跳动：最大0.02mm(450g负载）
12) 轴向跳动：最大0.08mm(450g负载）
7. 数字光纤传感器
13) 型号：FM-E31
14) 电源电压：12V至24VDC±10%
15) 控制输出：NPN型
16) 保护电路：电源具有逆电极保护、输出具有过流保护、过电压保护功能
17) 输出功能：LIGHT-ON/DARK-ON(开关选择）
18) 延时功能：断开延时计时器/开启延时计时器/单次计时器
19) 响应时间：50μs（HIGH SPEED)/250μs（FINF)1ms(SUOER)/16ms(MEGA)。
8. 光纤头
1) 型号：FN-D076
2) 检测距离：20至190mm
3) 最小弯曲半径：R20。
9. 金属传感器
1) 型号：E2E-X10ME1
2) 检测头尺寸：M18
3) 检测距离：10mm±10%,
4) 设定距离：0-8mm,
5) 电源电压：DC12-24V,
6) 输出NPN格式；
10. 圆柱型光电传感器
1) 型号：UE-11D,
2) 控制输出：NPN型，
3) 检测范围：11cm，
4) 反应时间：最迟1.5ms，
5) 电源电压：12V至24VDC±10%。
11. 工业RFID读写器：
1) 可支持达至1.5W射频功率；
2) 感应距离可达20cm
3) 颜色：黑色+不锈钢；
4) 外形长：82mm；
5) 前端直径：32mm；
6) 调整距离外径：35/38mm；
7) 线长：1500mm；
3、DB-815-K01控制挂板
采用万能网孔工艺设计，板材采用2.0mm厚优质钢板折弯后焊接而成，表面静电喷塑处理。挂板安装有低压电器等，所有器件端口引至接线端子，可与应用模块配合，完成接线、编程、调试等实训。
(仅供参考)
三、DB-815工作台
1.型材主桌体
型材主桌体采用优质铝型材做骨架，由铝型材立柱与实训桌面连接。左右两侧及后面封装优质钢板，外表面喷涂彩色环氧聚塑，整机既坚固耐用，又美观大方。采用25mm厚高密度纤维板外贴防火板，PVC截面封边，桌边鸭嘴型设计。桌面具有耐磨、耐热、耐污、耐烟灼、耐火、耐菌、防霉、抗静电及易清洁等特点。桌体下部两侧设有储物空间和3抽屉。桌子的底部采用带刹车的万向轮，移动和固定两相宜，方便调整设备的摆放位置。
2.网孔板
网孔板采用1.5mm优质不锈钢板折弯成型，两侧安装有拉手。网孔采用椭圆长孔加工，整体设计规范、合理，使各类元器件在任何角度、任何方位都能轻松装配、调整。网孔板倾斜角度符合人体力学。
3. 电源控制屏
采用优质钢板做骨架，经过机械加工成型，外表面静电喷彩色环氧塑粉，坚固耐用，美观大方。操作面板文字符号采用现代彩色UV打印技术处理，使面板标识清晰且经久耐用。面板部件包括总电源通断开关、电源指示灯、电源安全插座输出、控制变压器安全插座交流电输出、直流电源插座输出。
9、电脑桌
电脑桌采用优质Q235冷轧钢板折弯焊接加中纤板台面组装而成，包括台面、键盘抽屉、主体架等部分，桌腿安装4个万向轮，方便实训活动时因编程线不够长度而需要移动电脑桌。
10、产品配件包
配件包是由设备安装、调试、实训所需要的配件、配线、耗材等组成，包括PLC编程线、通讯线、空气压缩机、排插座、物料、安装耗材等。
四、设备特点
1、知识技能全面性
设备涉及PLC应用技术、触摸屏应用技术、通信应用技术、交流伺服应用技术、交流变频应用技术、电力电子应用技术、传感器应用技术、气动控制技术、机械装调技术等机电一体化知识性能。
2、实训教学功能相结合
设备组合灵活，模块扩展方便，增加减少各功能模块，不影响其它模块的安装与接线。可以进行更加灵活的题目输出。设备有多个工作单元，每个单元侧重于不同的知识与技能，方便教学展开，同时高度模块化的设计，又让设备的维修与维护变得相当简单更方便于教学实训。
3、组合灵活性
可灵活搭配，模块化的设计，可以模块装调，位置灵活调整，总装连接迅速方便；单元中自由组合模块连接进行实训
五、设备参数概览
1、 工作电源：三相五线 AC380V±10% 50HZ
2、 额定功率：≤1.9kW
3、 电源输出：AC380V/AC220V/DC24V
4、 安全保护功能：急停按钮，漏电保护，过流保护等用电安全保护功能
5、 PLC:FX3U-48MT 晶体管，24路数字量输入24路数字量输出、，本体集成一个RS422通讯口.
6、 步进驱动器：YKE2305M 步进电机：YK42HB47-02A
7、 伺服系统:SD300，功率200W，RS485通讯，伺服电机：功率200W，增量 编码器，水平不带刹车
8、 变频器：三菱E740，功率0.37KW，一个RS485通讯口，4个开关量输入，2路输出，
9、 触摸屏：TPC7032Kt 7寸寸彩色触摸屏，触摸屏实验组件采用 7 寸彩色触摸屏，液晶屏：7"TFT 液晶屏，分辨率（800×480），高清真彩；工业级低功耗 Cortex-A8CPU 主频 600MGHz；触摸屏：四线电阻式；内存： 128M；存储设备：128M。接口：1×RS232，1×RS485，2×USB，1×LAN
10、 工作台尺寸：L1400*W750*H1600mm；
11、 工作站尺寸：L2000*W750*H1600mm（含电脑桌）
12、 环境湿度：≤90%
13、 环境温度：－10℃～40 ℃