机电一体化实训工作站：打造未来工程师的摇篮
2024-06-08 06:56随着科技的不断发展，机电一体化技术已经成为了现代工业生产的重要组成部分。为了培养更多的机电一体化专业人才，许多高校和职业院校都开始建立机电一体化实训工作站。
一、实训工作站的概念与功能
机电一体化实训工作站是一种集成了机械、电子、计算机等多种技术的综合性实训平台，旨在为学生提供一个实际操作的场所，让他们在实践中掌握机电一体化技术的应用。实训工作站通常包括以下几个部分：
1. 机械部分：包括各种传动装置、执行器、传感器等，用于模拟实际生产过程中的机械运动和控制。
2. 电子部分：包括电气控制系统、PLC(可编程逻辑控制器)、传感器等，用于实现对机械设备的自动化控制。
3. 计算机部分：包括计算机硬件和软件系统，用于数据处理、分析和可视化展示。
4. 教学资源：包括教材、实验指导书、实验器材等，为学生提供学习所需的教学资源。
二、实训工作站的优势
1. 实践性强：机电一体化实训工作站让学生在实际操作中掌握理论知识，提高实践动手能力。
2. 系统性高：实训工作站将机械、电子、计算机等多个领域的技术有机结合，使学生能够全面了解机电一体化技术的应用。
3. 安全性高：实训工作站采用专业的安全措施，确保学生在操作过程中的安全。
4. 教学效果好：通过实训工作站的实践教学，学生可以更好地理解和掌握机电一体化技术，提高就业竞争力。
三、实训工作站的发展趋势
1. 智能化：随着人工智能技术的发展，实训工作站将会更加智能化，实现自动化控制和智能优化。
2. 个性化：针对不同专业和课程的需求，实训工作站将会提供更多个性化的教学资源和服务。
3. 网络化：实训工作站将会与互联网相结合，实现远程教育和在线学习。
4. 模块化：实训工作站将会采用模块化设计，便于根据需要进行组合和扩展。
总之，机电一体化实训工作站在培养新一代机电一体化专业人才方面发挥着重要作用。随着科技的发展和社会的进步，实训工作站将会不断完善和发展，为更多的学生提供优质的实践教学资源和服务。
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一种集成了机械、电子、计算机等多种技术的综合性实训平台，旨在为学生提供一个实际操作的场所，让他们在实践中掌握机电一体化技术的应用。实训工作站通常包括以下几个部分：
1. 机械部分：包括各种传动装置、执行器、传感器等，用于模拟实际生产过程中的机械运动和控制。
2. 电子部分：包括电气控制系统、PLC(可编程逻辑控制器)、传感器等，用于实现对机械设备的自动化控制。
3. 计算机部分：包括计算机硬件和软件系统，用于数据处理、分析和可视化展示。
4. 教学资源：包括教材、实验指导书、实验器材等，为学生提供学习所需的教学资源。
二、实训工作站的优势
1. 实践性强：机电一体化实训工作站让学生在实际操作中掌握理论知识，提高实践动手能力。
2. 系统性高：实训工作站将机械、电子、计算机等多个领域的技术有机结合，使学生能够全面了解机电一体化技术的应用。
3. 安全性高：实训工作站采用专业的安全措施，确保学生在操作过程中的安全。
4. 教学效果好：通过实训工作站的实践教学，学生可以更好地理解和掌握机电一体化技术，提高就业竞争力。
三、实训工作站的发展趋势
1. 智能化：随着人工智能技术的发展，实训工作站将会更加智能化，实现自动化控制和智能优化。
2. 个性化：针对不同专业和课程的需求，实训工作站将会提供更多个性化的教学资源和服务。
3. 网络化：实训工作站将会与互联网相结合，实现远程教育和在线学习。
4. 模块化：实训工作站将会采用模块化设计，便于根据需要进行组合和扩展。
总之，机电一体化实训工作站在培养新一代机电一体化专业人才方面发挥着重要作用。随着科技的发展和社会的进步，实训工作站将会不断完善和发展，为更多的学生提供优质的实践教学资源和服务。
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 ℃